朱悅榮

(山東省招遠(yuǎn)市招金礦業(yè)股份有限公司,山東招遠(yuǎn) 265400)

采礦技術(shù)發(fā)展及存在問題分析

朱悅榮

(山東省招遠(yuǎn)市招金礦業(yè)股份有限公司,山東招遠(yuǎn) 265400)

近幾十年來,礦業(yè)部門開展了各種各樣的現(xiàn)代化的采礦技術(shù)和采礦工藝的研究和探討,促使我國采礦水平不斷的得到提高。本文主要探討了我國采礦工業(yè)的現(xiàn)狀,并根據(jù)現(xiàn)狀介紹了近些年來我國采礦技術(shù)的科學(xué)化發(fā)展,從而提出了一些問題,以此來確定我國采礦業(yè)未來的技術(shù)發(fā)展方向。

采礦技術(shù) 發(fā)展 問題 成果

隨著現(xiàn)代化的不斷推進，礦產(chǎn)資源也在不斷的消耗，采礦不斷向深部發(fā)展，采礦的規(guī)模也在不斷的擴大，采礦規(guī)模的擴大帶動著采礦技術(shù)的不斷發(fā)展?，F(xiàn)代采礦理論與系統(tǒng)工程緊密相聯(lián)，系統(tǒng)工程理論和方法滲透到采礦工程中的各個方面，使采礦理論有了新的進展，更適應(yīng)現(xiàn)代化的管理和決策。但是，當(dāng)前礦產(chǎn)資源開發(fā)面臨的難題越來越多，采礦科技工作面臨的任務(wù)也十分艱巨，特別是在高新技術(shù)應(yīng)用方面的難度越來越大，因此，采礦工作者要想達(dá)到未來采礦技術(shù)的創(chuàng)新目標(biāo)，就必須要適應(yīng)時代的需求，不斷研發(fā)技術(shù)，進行系統(tǒng)研究，才能使得我國采礦事業(yè)得到穩(wěn)步提升。

1 我國采礦工業(yè)的現(xiàn)狀及問題

礦業(yè)開發(fā)為國民經(jīng)濟創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟價值。礦產(chǎn)資源的消費強度和消費特征取決于一個國家所處的工業(yè)化階段和社會經(jīng)濟發(fā)展水平。我國是人口大國，對于礦產(chǎn)的需求十分緊缺。隨著人們生活水平的提高，以及日益增長的人口，對于各種礦類物質(zhì)的需要量逐年增加，再加上礦產(chǎn)資源價格的持續(xù)上漲，對于礦產(chǎn)資源開發(fā)向貧

(礦)、難(采礦)方向發(fā)展，面臨的難題越來越多。但是，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷提高，采礦技術(shù)得到了空前的發(fā)展，開采技術(shù)取得了很大的進步，礦石的產(chǎn)量逐步增加，然而，礦石開采的品位卻在下降，同時，礦山的數(shù)目也越來越少。礦產(chǎn)資源是社會新財富的一種至關(guān)重要的源泉，礦產(chǎn)資源的開發(fā)是一個國家提高綜合國力的重要途徑。雖然當(dāng)前礦石的產(chǎn)量增加了，但是礦山的數(shù)目的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒有礦山規(guī)模加大來得快，由于礦石開采量大和貧礦多，在開采方式上露天礦得到發(fā)展。當(dāng)前開采的目標(biāo)都是一些有色金屬，其屬于較深的礦床開采，深度已經(jīng)超過了2000米的地下礦山。由于當(dāng)前人類對于陸地的礦產(chǎn)資源的開采日益枯竭，開始轉(zhuǎn)向海底開發(fā)。海底礦產(chǎn)大部分都是屬于自生礦物，資源非常豐富，礦產(chǎn)儲量非?？捎^，含有許多種金屬和非金屬礦產(chǎn)，例如錳結(jié)核在一年中的自生量，錳可供世界用三年，鈷四年，鎳一年?？上攵?，如果人類加強對海洋礦產(chǎn)的開發(fā)，提高海洋采礦技術(shù)與發(fā)展，未來的采礦業(yè)前途是十分樂觀的。我國是發(fā)展中國家，未來將處于礦產(chǎn)資源高消費階段，因此，近些年來，礦業(yè)部門開展了各種各樣的現(xiàn)代化的采礦技術(shù)和采礦工藝的研究和探討，促使我國采礦水平不斷的得到提高，從而為國民經(jīng)濟創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟價值。

2 采礦技術(shù)工藝

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦業(yè)開采技術(shù)已經(jīng)有了顯著的研究成果，從固態(tài)礦物方面來說，露天開采和地下開采都取得了一定的突破。露天開采主要是在開采設(shè)備、自動調(diào)度系統(tǒng)、開采方法及爆破技術(shù)等方面取得了豐富的經(jīng)驗。例如在開采方法上，通過采用條帶剝離式和臺階式來進行開采，這兩種方法是較為成熟的開采方法，前者較為常用于煤炭開采，后者在金屬礦產(chǎn)開采及硬巖礦床開采中比較常用。這兩種基本露天開采方法幾十年來沒有根本的變化。在地下開采方面也取得了豐碩的成果，在礦井開拓與井巷掘進、采礦方法、礦壓控制、生產(chǎn)機械化與自動化、采礦設(shè)計、管理與辦公自動化、采礦安全及環(huán)境保護幾方面隨著時代的前進而飛速發(fā)展，自動化技術(shù)和計算機及以計算機為核心的信息技術(shù)推廣應(yīng)用，使采礦業(yè)從開始的機械化步入又一個新的時代，信息時代。

2.1 采礦方法與工藝

二十一世紀(jì)的開采技術(shù)是采取選用露天采礦與地下采礦相結(jié)合的方法來進行的，同時還應(yīng)對一些特殊開采技術(shù)進行發(fā)展研究，只有將各學(xué)科發(fā)展到一定的程度，采礦方法才會發(fā)展的更快、更新。

2.2 爆破采煤工藝

爆破采煤即炮采工藝，當(dāng)前我國正規(guī)的炮采的工作面都是采用金屬支柱與鉸接頂梁支護，爆破采煤工藝的過程主要包括打眼、放炮落煤和裝煤、刮板輸送機運煤、移置輸送機、人工支架和回柱放頂?shù)戎饕ば颉．?dāng)前爆破采煤工作正在推廣單體液壓支柱，其布置形式主要有兩種：正懸臂齊梁直線柱和正懸臂錯梁三角柱。

2.3 放頂煤采煤法

所謂放頂采煤主要是沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個采煤工作面，其通過對礦山壓力的利用來將工作面頂部煤層在工作面推進過后破碎冒落，同時將冒落的頂煤進行回收的一種采煤方法，其主要適用于煤層厚度5m～20m或更厚的煤層，對于煤質(zhì)較為松軟容易冒落，冒落塊度較小，頂煤傾角由緩斜到傾斜或急傾斜的厚煤層也較為適用。放頂采煤技術(shù)在進行特厚煤層的開采時可以有效簡化巷道布置，在工作面較小的情況下增加一次開采的厚度，提高了巷道掘進的效率，減少巷道掘進的工作量，從而有效降低了噸煤生產(chǎn)成本。

2.4 機械化采煤技術(shù)

普采面的生產(chǎn)主要是以采煤機為中心，采煤機割煤以及與其它工序的合理配合，稱為采煤機割煤方式。采煤機割煤方式對于工作面的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)量具有十分重要的影響。因此，普采面單體支架布置應(yīng)與煤層賦存條件、頂?shù)装逍再|(zhì)相適應(yīng)，并符合采煤機割煤特點，除確?；夭煽臻g作業(yè)安全外，還要力求減少支設(shè)工作量。

3 采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)前我國采礦技術(shù)取得了一系列成就，尤其是金屬礦采礦技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展。但是，相對于國際先進水平而言，我國的采礦技術(shù)還處于較為落后的狀態(tài)，主要表現(xiàn)在對礦山的效益、采礦裝備落后、礦產(chǎn)資源利用率交底、勞動生產(chǎn)率低等。因此，我國金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展的主要趨勢必須要集中在礦山的效率、開采資源的保護以及各種現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 巖體力學(xué)技術(shù)的發(fā)展

巖體是礦床開采的主要工作對象，而開采的過程是破壞與反破壞的相互矛盾過程。一個是要破壞巖石的原始平衡狀態(tài)，另一個則是要維護所形成的開挖體的穩(wěn)定。因此，如果要從地殼中將所有的礦物開采出來，這兩個行為缺一不可。巖體力學(xué)是解決這個矛盾的學(xué)科分支，同時也是采礦學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，是選取設(shè)計參數(shù)、開拓和采礦方法的基礎(chǔ)。在當(dāng)前，巖體力學(xué)得到了快速的發(fā)展，未來巖體力學(xué)的發(fā)展主要是在對巖石的非線性本構(gòu)理論的研究，巖石流變力學(xué)、藕合巖石力學(xué)的探索，以及礦山巖體力學(xué)與如何有效控制巖層等方面的發(fā)展。

3.2 礦業(yè)信息與決策

工程實踐需要采取大小各異的決策，通過對可利用資源的有效決策來選取多個最佳方案加以利用。因此，必須要掌握礦業(yè)信息對決策的影響作用。例如在對礦山工程項目的投資效益評價上，要從不同的方案進行評價，進行決策。

3.3 電子計算機在采礦中的應(yīng)用

計算機是現(xiàn)代化礦山開采必不可少的設(shè)備儀器，在對礦山企業(yè)管理上，電子計算機以及得到了廣泛應(yīng)用，其已經(jīng)用于地質(zhì)測探、測量、礦石儲量計算等。隨著電子計算機的不斷升級，無人采礦和挖掘工作面將會普遍出現(xiàn)，在惡劣的環(huán)境及繁重的勞動下，將會出現(xiàn)機械人代替人工作業(yè)，并由電子計算機來控制，在大規(guī)模開展溶浸法采礦時，將采用原子能爆破等等。

3.4 遙控和自動化在采礦技術(shù)的應(yīng)用

自動化技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的新標(biāo)志，露天礦全部采用自動化已經(jīng)具備了可能的條件，露天礦機車早已采用自動化運輸，露天礦大型座機已經(jīng)實現(xiàn)了遙控操作。地下鑿巖作業(yè)已經(jīng)普遍采用一人控制多臺車，從開孔到鑿巖結(jié)束和釬子退回原位，全部實現(xiàn)了自動化，從中看來，自動化采礦水平將會越來越高，但是，如果想要實現(xiàn)全部自動化還需要不斷的研究與探索。

4 結(jié)語

綜合上述，采礦業(yè)對我國社會經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要，采礦技術(shù)的發(fā)展與我國社會經(jīng)濟發(fā)展緊密相連。隨著我國對礦產(chǎn)資源消費強度的提高，發(fā)展采礦技術(shù)已經(jīng)成為提高國家綜合國力的重要途徑。但是也引申出一些環(huán)境問題，因此在礦業(yè)發(fā)展的道路上要不斷的完善，加強對采礦技術(shù)問題的研究，解決難題，才能促進我國采礦技術(shù)的不斷提高，和礦業(yè)的不斷發(fā)展。近年來，我國對采礦技術(shù)研發(fā)的投入也在加大，在巖體力學(xué)方面得到了一定的發(fā)展，并在礦業(yè)信息與決策取得了成就，同時開采方法也將得到創(chuàng)新，未來我國礦業(yè)開發(fā)將充分加強對遙控和自動化技術(shù)的應(yīng)用，并提高電子計算機在探礦與露天礦中的應(yīng)用，促進采礦技術(shù)不斷完善，從而使得我國礦業(yè)不斷發(fā)展。

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