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我国地下矿山采矿技术发展及趋势

作者:王明月 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-19

摘要:当下随着国家经济的发展,我们对黄金的需求量越来越大,黄金作为一种稀有金属,具有极大的经济价值和收藏价值。这就要求我们在国家经济发展过程中,要更好的注重黄金矿山...

  摘要:当下随着国家经济的发展,我们对黄金的需求量越来越大,黄金作为一种稀有金属,具有极大的经济价值和收藏价值。这就要求我们在国家经济发展过程中,要更好的注重黄金矿山开采技术的改进。就目前来说,我国的黄金矿山采矿技术,已经有了较大的发展,但是与西欧国家相比仍有较大差距。我国的黄金矿山采矿设备还不够完善,数字化采矿水平还比较落后,缺乏相应的黄金矿山采矿系统。接下来就对黄金矿山开采过程中的技术现状和发展进行研究。

  关键词:地下矿山;采矿技术;发展;趋势

  引言

  现在随着国家经济的发展,我国对黄金的需求量越来越大,但是黄金矿石一般蕴藏在地下。在黄金开采过程中,地下开采是尤为重要的。虽然我国矿产资源丰富,但是我国矿产资源呈现以下特点:分布范围广,矿产资源不够集中,小规模的黄金矿较多,缺乏大规模的黄金矿山。

  一、我国金属矿产资源现状

  我国是一个矿产资源丰富的国家,其具有总量大、人均拥有量少的特点。现阶段,经过相应的探测和比较,我国矿产资源总量约占世界矿产资源总量的 12%,但人均矿产储量却占世界平均值的 58%左右,可以看出我国矿产资源种类比较齐全,但结构不是很合理。目前,我国矿产的生产能力较高,其中每年的铁矿石原矿的生产总量在 9亿吨以上。随着社会的不断发展,科技的不断进步,生产能力还会不断的增加。另外,我国在海外铁矿的方面也加大了投资力度,目前海外权益矿规模已增加约 1亿吨,超过我国进口总量的 20%。

  二、当前地下金属矿山采矿技术

  (一)地下金属矿山无废开采技术

  就地下金属矿山而言,地下矿山是其重要组成部分之一。在矿山开采过程中会遇到各种问题,有效解决地下矿山开采问题,才能更好地进行地下金属矿山开采。此处的无废开采,指的是绿色开采,无废开采技术是非常系统的一项技术,其不仅开采手段多元化、涉及范围广,而且包括多种采矿方法,比如尾矿如何填充、制备、处理以及输送等等。就无废开采技术而言,其主要是通过以下方式进行:其一,将尾矿排放到深海区,或者填充至矿产资源的采空区;其二,加大寻找露天矿产的力度,在露天矿产中进行尾矿的排放,使得整个采矿过程降低对环境的污染程度。通过无废开采技术的应用,大大提高了矿产资源的利用率,同时还减少了环境的污染、节约了资源,在废弃矿产资源处理方面做到了环保性、有效性。此外,无废开采技术达到地下金属矿山开采的标准要求,在保障有色金属的高质量和高效率的前提下,做到了绿色环保,在保护环境和创造经济效益两方面都发挥了重要价值。

  (二)大间距集中化无底柱高效开采工艺技术

  就我国有色金属资源的开采情况来说,我国拥有较多的地下矿产,但开采难度比较大,安全性也有待提高。在地下金属矿山开采中,大间距集中化开采技术能够很好地解决上述问题,其是一项重要的开采技术。其具有以下特点:一是操作流程简单、便利、易行;二是实现了机械化操作,提高工作效率的同时,也保障了开采过程的安全性;三是降低了开采的成本,因为机械化开采的实现,减少了人力的使用,节约了一定的人工成本。

  矿山开采工作是一项比较复杂的工作,在以往的矿山开采中不仅要面对复杂的底柱,还要根据有色金属矿产资源的具体情况进行抵押。通过大间距无底柱的开采技术的使用,没有复杂的底柱,同时还解决了以往开采过程的费时费力问题。另外,大间距无底柱开采技术具有合理的结构参数,在一些倾斜的矿山开采中发挥着重要作用,在保障开采质量的前提下,极大程度上提高了有色金属的开采效率。对于一些具有贫化现象的地下金属矿山,该技术同样适用,而且可以有效地降低贫化率,提高经济效益。所以,由于大间距集中化无底柱采矿技术拥有上述多个优点,使其在矿产开采的方面应用较广。

  (三)铲运机和松土机的露天开采技术

  铲运机和松土机的露天开采技术比较适用于铝土矿的开采,该技术的矿山开采过程主要是通过松土机来完成矿山岩体的破碎工作,由其来替代凿岩爆破,减少工人的劳动量;而铲运机主要负责装、卸载以及运输工作。这种露天开采技术工艺比较简单,能够达到一机多用的功效,即铲运机可以完成分层排土、开采、运输等多项工作。以山西孝义铝土矿为例,其已使用该技术,具体如下:

  应用铲运机 ~松土机的主要工序为:一是松土机用松土器将岩石或矿石松碎;二是用鏟运机装载,孝义铝土矿采用的是推土机助推式,在松土机完成岩石松碎作业后,在助推松土机的作用下,铲运机将松碎的岩石切割成不同厚度的薄层,一般厚度在 300mm~500mm之间,之后挤压进铲斗,直到铲斗装满为止;三是铲运机的运输及卸载,机头与铲斗是柔性连接,装载的重心较低、速度相对较快。铲运机卸载是在下坡行驶中,用其自身的重量来达到主机负荷减少的目的。在进入排土阶段,铲运机运行速度变慢,打开铲斗闸门,利用卸土板来进行推动。边走边卸,使铺撒一层一层的进行。

  (四)露天转地下开采良好过渡及二者联合开采技术

  所谓的联合开采技术,是指露天开采技术与地下开采技术的二者联合,或者是前者向后者的转换。该技术结合了两种技术的优点,将其应用到地下金属矿山开采的过程中,可以提高采矿的效率。

  三、金属矿采矿技术的发展趋势

  (一)大型极深露天矿采矿技术

  随着金属矿产开采工作的不断开展,使得开采深度不断增加。由于进行较深的矿产开采,给整个开采过程带来了一定的难度,比如采场空间作业范围逐渐较小、采矿强度降低、开拓运输距离增加、设备效率降低等等。

  面对这些增加的困难,现阶段我国已经形成较为成熟的系统研究方案,对这种大型极深露天矿开采的工艺、爆破技术、设备配置以及环境保护等方面已经基本完成,该技术在以后的相关矿山开采中会发挥重要的作用。

  (二)露天矿境界外驻留矿开采技术

  现在的冶金露天矿很多进入了开采后期,因为技术的限制,露天矿没有高效率的开采,遗留的可用矿石还要有很多。增大开采面积,会严重影响矿山的经济指标。同时,会严重破坏周边生态环境。

  为了高效开采与利用,对蚀变型矿岩石的特点进行研究整理分析,选用对应的开采方式,运用声波技术及位移变化监控控制数据,掌握岩体的地质活动特性,在开采过程中进行相关数据分析,选择相对应的开采方案,将开采效率及矿石利用率最大化。

  (三)复杂难采地下残留矿体开采技术地下金属矿山长期的无计划开采,是由于当时技术水平影响及无章法的开采顺序,因此开采区内仍有大量的矿石资源没有进行开发。

  对于这些遗留矿石的开采,需要更高的技术支持与安全防护,使得一流的采空雾不能得到更加良好的处理;而遗留矿区的二次开采,需要获得此区域的相关数据参数。存在的主要难点是复杂空区残留资源探测技术、大参数大步距整体崩落技术、复杂充填体下矿柱回收技术、残留资源开采条件再造技术以及复杂残留矿体安全回采监测预警等技术。攻克以上技术难关,对我国矿产资源的高效开采利用及规划具有重要意义。

  四、结束语

  综上所述,本文对地下金属矿山采矿技术的历史进行了回顾,并针对国内目前的现状进行了阐述,分析了国内地下金属矿山采矿技术今后的研究方向,进而推导出在新时代背景下地下金属矿山采矿科学技术的发展趋势。

  参考文献:

  [1]袁顺福.采矿技术的发展趋势研究[J].黑龙江科技信息,2014(12):34.

  [2]赵钧.我国地下深孔采矿技术的发展与现状[J].科技创新与应用, 2013(30):59.

  [3]饶强,胡殿宇,蔡福源.地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势探讨[J].才智,2013(02):152.

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