金属矿山采矿技术进展及趋势综述--中国期刊网

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金属矿山采矿技术进展及趋势综述

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：马东林

[导读] 文章通过对相关文献查阅以及结合自己多年工作经验背景下，首先就金属矿山采矿技术进展展开分析，随后针对其趋势提出几点看法，以供参考。

新疆八钢矿业资源有限公司马东林

摘要：文章通过对相关文献查阅以及结合自己多年工作经验背景下，首先就金属矿山采矿技术进展展开分析，随后针对其趋势提出几点看法，以供参考。
关键词：金属矿山; 采矿技术; 技术进展; 趋势;
        1 我国金属矿山采矿技术进展
        1.1露天采矿技术进展
        在我国金属矿山开采技术中，露天采矿技术从开始到现在处于主导地位，今后10-20年可随着浅部矿产资源露天矿闭坑，越来越多的矿山采矿转入地下开采，地下开采将站主要地位。，目前露天开采的该技术的发展在一定程度上也代表了我国矿山采矿技术的发展。我国露天采矿技术历经以下三阶段，露天采矿技术的第一发展阶段是上世纪70年代，相关技术部门深入分析了陡帮开采，这一理论最早是有苏联学者提出的，对该理论的深入分析标志着该技术在露天采矿中的第一次试用。在陡帮开采应用初期，在开采时需要剥除的废石量小、工期短、工程量小。在这些优势下，获得国家高度重视，并列入需要创新的项目之中。在陡帮开采应用中期，得到了全面试用，在这一阶段中，积累了一定经验，金属矿山采矿技术进一步发展。目前，我国矿山采矿中都充分运用了陡帮开采技术，比如紫金山等[1]。第二阶段是80年代，间断——连续开采技术得以应用而生。该技术在开采过程中，首先采用了电铲装载，其次汽车运输，然后破碎机破碎，最后借助胶带运输机把矿石送到开采场。在深凹露天采矿中，该技术十分适用，取得充分运用，比如东鞍山矿山。在1997年，我国一些矿山已建立了移动式破碎机与运输系统，比如齐大山铁矿。该系统的建立，标志着我国采矿技术不如世纪先进水平。随着露天采矿中，所选用的设备大型化，国外广泛运用了高台阶采矿这一技术，同时，该技术的应用，代表我国进入金属矿山采矿第三阶段。不过，我国对高台阶采矿技术的研究相对较晚，因此并没有获得广泛的应用。不过，在大型化采矿设备的应用中，该技术也获得良好发展，为该技术的全面实施提供了保障。
        1.2地下采矿技术进展
        在我国金属矿山采矿中，从目前采矿技术的应用地下相对来露天采矿较少，随着浅部矿产资源露天矿闭坑，越来越多的矿山采矿转入地下开采，地下开采将会越来越多。不过由于矿山资源分布方面的变化，以及开采方式转入地下开采的的情况会越来越多，被广泛应用于开采中，目前引起国家及相关部门的重视。
        从生态环保、安全开采、资源回收的角度来看，地下采矿技术的发展趋势往以下几种类型发展。首先是无废开采技术。该技术在开采矿山资源的同时，最大程度上缩小了废料的排放量。该技术开展的宗旨就是提高资源利用率，减少矿产资源带来的环境污染，保证开采同自然环境之间的和谐发展。其次是大规模、连续采矿运输技术。其中，会用到嗣后充填法、分段崩落法、空场法、阶段崩落法、空场法等众多方法，采用大型凿岩机无轨采矿铲运机设备。连续开采技术，该技术是针对间断连续技术来说，主要体现为持续不断的开采运输工作，比如说大型无轨采矿铲运机设备、井下皮带联合运输工艺。第三，发展井下采矿智慧化、无人化技术，大幅提高生产效率和安全保障。
        2 金属矿山采矿技术发展趋势
        当前，我国金属矿山采矿技术取得一定成绩，不过从整体水平来看，还相对较低。在科技的进步下、采矿技术要求的复杂下，采矿技术将实现自动化、智能化。下面笔者就采矿技术发展趋势展开深入剖析。
        2.1采矿设备大型化、自动化、智能化
        采矿设备的发展趋势体现为设备更加高效、完善、可靠，大大提升了效率。发展特点设备配套完善，机械化、自动化程度高，而且无人机技术也广泛运用其中。首先，是采矿设备大型化发展趋势。在露天采矿中，大型设备广泛运用，虽然，地下采矿受到一定的空间影响，不过地下开采设备也朝着大型化方向发展。大型化的采矿设备主要体现在汽车、装载机、挖掘机等方面。未来发展中，汽车实现遥控作业，且装机容量大大提升。

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装载机的发展速度远超汽车速度，且功率会大大提升。在挖掘机方面，液压挖掘机广泛运用，且数量大范围内提高。其次，是设备智能化发展趋势。智能化主要体现在对遥控技术的应用。当前，在金属矿山中，一些技术先进的单位已融入了遥控技术，以遥控技术操控铲运机工作，在将来，该技术会得到更加充分的利用。在遥测技术、数据通讯处理的发展下，遥控技术会成为日后采矿的主流趋势。最后，是自动化发展趋势。如果说矿山机械的发展推动了采矿工艺的进步，那么矿山自动化以及信息技术发展势必决定采矿工艺改革创新。当前，自动化技术得到一定运用，不过多数矿山都没有认识到其隐藏的效益，只是单单将重点放在辅助操作控制方面，比如，定位钻机钻头，控制钻速、控制铲运机挖掘等都应用了自动化技术。并且，在定位系统以及激光技术的应用下，测量露天矿山和钻孔工作也实现了自动化。不过自动化在采矿中的全面实施，当前还有一定困难。需要进一步研发、完善，从而推动采矿全面发展，提升采矿技术水平。
        2.2凿岩爆破技术发展趋势
        近几年来，凿岩爆破技术取得较快发展，从而保证了凿岩速度和精度。在速度和精度的提升下，整体采矿质量、效率也有了大范围内的提升。并且，凿岩爆破技术还实现了由用户自主设计和进行矿山现场加工的炸药，便于凿岩开展。至于凿岩设备这方面，会连续不断的朝自动化、全面控制化发展。自动遥控式凿岩的应用可大大提升工作效率，在炮孔凿岩精度的提升下，同时带来的式破碎质量的提升，并且，开展凿岩工作时的安全性也会大有保障。
        2.3生产安全系数提高，采矿系统完善
        开展采矿工作时，最关键的便是开采工艺和方法。在科技发展下，矿山设备机械化程度明显提升，基于此，原本所采用的采矿工艺以及方法等也会发生适当的改变，同时，在一定程度上也改变了采矿结构和观念，各个环节的采矿工艺向更安全、更高效、更可靠等方向发展。至于安全系数提升、采矿系统完善主要体现在两方面，首先是现代化开采监控手段。在定位系统、自动化技术以及通信技术的发展下，对矿山开采工作也带来了一定影响。根据监挖开采过程，可遥控操作地下开采装备以及开采系统。自动化无人工作面系统将逐渐成为现实。然后是采场结构参数的优化完善。结合开采技术以及采矿设备，可一步步增加采场结构参数，从而提高采矿面积产量，最终提升效益。
        2.4矿山数字化、智能化与无人化采矿
        在未来的金属矿山采矿工作中，需要发展全新的采矿观点，建立全新的数字化、智能化开采模式，或者实现无人采矿模式。至于数字矿山的实现，需要满足多个条件，比如:建立有效的生产经营管理系统、建立精准、快速、完全自动化的信息收集、处理系统、建立容量大，能传输各项相关数据的信息通讯网络平台等等。至于矿山智能化，主要是实现只能开采，这一目标的满足，需要满足三个条件，分别为:现代化采矿调度系统、设备智能化、数字化收集与工艺技术相关的重要数据。其中，采矿调度系统式最为关键的，当前，美国已成功开发，是借助计算机、GPS、无线数据通信以及调度优化，对露天矿产的计算机进行控制、管理的系统。在矿山设备智能化、自动化的基础上，一步步实现矿山系统的智能化以及实现无人化采矿。
参考文献
[1] 陈明. 地下金属矿山采矿技术进展及研究方向[J]. 探索科学, 2019, 000(003):235.
[2] 张溢, 徐敏. 现阶段金属矿山露天采矿技术进展及发展趋势[J]. 世界有色金属, 2019, 000(016):54,56.
[3] 赵志刚.我国金属矿采矿技术的进展与未来展望[J]. 建材发展导向, 2019, 017(006):136.
[4] 蔡美峰, 薛鼎龙, 任奋华. 金属矿深部开采现状与发展战略[J]. 北京科技大学学报, 2019, 41(4).
[5] 曹贞兵. 地下金属矿山采矿技术进展及研究方向[J]. 中国金属通报, 2020, No.1024(07):19-20.
[6] 孟鹏飞. 关于金属矿山采矿技术的发展方向的思考[J]. 科教导刊(电子版), 2019(12):273-273.