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科技创新导报 2019 NO.28 Science and Technology Innovation Herald 工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald46 DOI 10.16660/ki.1674-098X.2019.28.046 论金属矿的采矿方法张维涛吉林吉恩镍业股份有限公司吉林磐石 132311 摘要现代社会经济的发展离不开各类金属矿物材料，目前在我国各产业金属材料需求不断增大的大环境下，提高金属矿产资源开采效率和质量至关重要，同时也需要兼顾环境保护和成本把控。本文分别从露天金属矿和地下金属矿两种开采对象入手，探索金属矿开采方法和工艺，并结合行业的发展分析未来金属矿开采方法和技术发展前景。关键词金属矿采矿方法中图分类号 TD853.34 文献标识码 A 文章编号 1674-098X201910a-0046-02 我国作为历史悠久的国家，早在两千年前，就开始了对各类金属矿物的开采利用。进入现代社会以来，我国广袤的土地资源中，多种金属资源成为支持国家经济产业发展的宝贵财富。同时，为了提升金属矿物采矿效率和质量，我国金属采矿方法和工艺逐步发展，实现了理念和技术方面的突破。同时，随着可持续发展和国家发展战略等方面思想成熟，金属矿开采还充分考虑到了因地制宜和合理成本把控，这都是如今时代环境下支持我国社会经济健康发展的关键。 1 露天金属矿开采方法和工艺技术 1.1 结合松土机和铲运机的开采方法在离地表较近的露天矿开采过程中，一般可以采用这种方法进行采矿，主要方式是先用松土机来处理浅表土层和矿岩，这样可以避免传统爆破方法对矿层及周边环境的不利影响。然后，使用铲运机来处理矿岩杂质土质，再开采金属矿。可见，铲运机可以从现场清理到矿物开采之间胜任多种工作，且同时具备装载、铲挖、运输、卸载等多种功能，进而能配合松土机实现分层排土、分层开采，具备着高效科学优势[1]。 1.2 陡帮开采陡帮技术作为基础工程量较少、施工过程较便捷的方法，在露天金属矿开采领域很有应用优势。一般在凹陷露天矿藏地，开采工作初期剥离量比较大，为了让生产过程剥采比例均衡化，投资成本科学化，大多会采用该方法。同时，这种开采方法还可以推迟终边坡暴露时长，大量节省了对终边坡的维护成本，并且，还可以增加最终边坡角，进而能减少剥岩量。 1.3 连续和间断有效集合的开采方法在露天矿产开采工作中，可以将间断和连续开采方法有效集合起来，使用电铲装载矿石，然后使用破碎机设备破碎矿石，再用运输汽车进行运输，之后通过胶带运输设备将矿石输送到采场外。这种方法特点在于对运输车和运输胶带设备的结合应用，很好发挥了两种设备系统优势。尤其在深凹露天矿开采工作中，这种方法具备高效、便捷、成本可控等优势。例如，在我国东鞍山露天铁矿开采工作中，就是使用的间断和连续有效集合的开采方法。另外，在齐大山铁矿，还开发了可移动式矿岩破碎系统和胶带运输系统，取得了非常优异的开采成绩[2]。 2 地下金属矿开采方法和工艺技术 2.1 空场采矿技术 2.1.1 连续化开采技术针对部分地下金属矿藏，可以使用连续开采技术，具体来说包括连续回采矿房、连续开采矿体以及连续运输矿石，三个方面保持系统性和连续性，实现一步到位的全工艺流程。首先，回采工艺流程当中，利用该设备系统让出矿、落矿和搬运等工艺实现连续性作业，然后，在落矿、掘进、内部搬运、外部转载、输送等方面也实现连续性作业。连续性采矿技术是如今我国在矿产开采领域重点发展的技术，它为实现采矿产业稳定、高效、安全运营打下了坚实基础。例如，在狮子山铜矿，逐渐建立了一套系统化连续作业开采机制，同时基于该技术系统，也实现了采矿工作管理的系统化。 2.1.2 VCR技术该方法主要是在矿体开拓之后，使用潜孔钻在上部沿脉平巷进行凿岩处理，向下凿到拉底水平。然后进行下部运输拉底工作，完成后以水平分层方法，进行分段装药爆破，一般封层高度4m左右。以该方法开采出来的矿石，在通过无轨设备进行装载和运输。该方法优势在于工作难度较低且安全性强，同时出矿较容易。该方法在我国安庆铜矿有大量应用，效果出众[3]。 2.2 崩落采矿技术 2.2.1 无底柱分段崩落法无底柱分段崩落采矿技术是我国比较传统成熟的地下采矿技术，但是随着工艺进步和采矿产业管理要求提升，这种技术也面临着深入优化问题。主要方向在于对进路间距等相关结构参数进行优化。例如，通过增加进路间距，可以减少采掘工程量和工程成本。另外，这种方法实现途径比较简单，无需大范围改造采矿工作管理系统，有很强实践意义。科技创新导报 2019 NO.28 Science and Technology Innovation Herald 工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald47 2.2.2 自然崩落技术随着现代勘测等相关技术进步，在地下岩层金属矿开采中，可以利用自然崩落技术。其方法主要应用于矿体厚大且容易发生自然崩落的矿床中，主要方法为在矿块进行大面积拉底，让矿体应力平衡被破坏，然后利用其应力变化使矿体自然崩落，便于后续开采。显然，该方法节省了大量前期挖掘、爆破投入，在相关勘测工作达标的基础上，其安全性和效率优势也很突出[4]。 2.2.3 充填采矿法充填采矿法是如今比较先进且重点发展的技术类型之一，在地下金属矿开采中逐渐有大量应用。其主要是采用相关材料和工艺，将地下矿产采空区进行填充，以加固岩体，同时为上层采矿提供平台和基础。该方法不仅提升了采矿工作安全性和可靠性，同时还降低了采矿行为对地质环境的影响，符合现代安全、生态保护理念。部分矿山使用混凝土假底而后进行尾砂充填，既满足了下向采矿顶板的强度要求，又实现了低成本的快速采矿，是一种理想的采矿方法，山东焦家金矿、吉林吉恩的大岭矿都使用的这种方法。 3 金属矿开采方法及技术发展展望在我国社会经济飞速发展大环境下，金属矿开采领域得到了大量技术支持，同时传统技术深入优化研究工作也在积极进行。就全球范围来看，我国金属矿采矿技术方法还存在着诸多不足。例如，很多自然和技术条件比较差的地区，采矿装备和技术设备比较缺乏；金属矿开采规模较小、效率低、效益较差；劳动强度大、安全隐患多等。针对这些情况，我国金属矿开采乃至整个矿产开采行业都在积极进行技术升级，主要发展趋势有以下几点。 3.1 技术方向在技术层面，机械化、智能化、系统化是主要方向，其主要技术原理在于，通过对金属矿产分布状态、地质条件等进行全面勘测，然后结合相关机械设备，设计建立完善的开采系统。例如，开发和应用地下无轨采矿设备、大型露天采矿设备等，全面提升采矿技术效率，确保整体性和连续性[5]。 3.2 安全和效益管理提升同时，利用信息化和智能化技术，对采矿工作进行实时监控和数据记录，通过专业技术分析，来掌握矿产开采工作进展和状态。尤其是利用各类传感器和信息化系统，对采矿区内部结构和工作状态进行监测，一方面了解和把控采矿工作质量，另一方面也为安全管理工作保驾护航。另外，在未来，信息化智能管理系统还会进入到矿产开采工作效益把控工作中，通过实时数据收集分析，结合多种新兴采矿技术，对投入成本和预算工作进行科学评估，灵活采用多种采矿理念和方法，进而形成较为合理的矿产开采方法体系。 4 结语综上所述，金属矿产资源作为现代社会发展重要资源之一，有必要在开采理念和技术方法方面不断进步。我国作为金属矿产资源丰富但开采环境较为复杂的国家，需要结合不同地区金属矿产实际自然环境和技术条件，采取科学性、实用性更强的金属矿开采方法。在相关方法应用和深入研究中，需要以提升金属矿开采效率、质量、效益为宗旨，同时也要保证开采工作安全，兼顾社会及生态可持续发展。参考文献 [1] 刘世吉.提高金属矿地下开采的开采效率分析[J].建筑工程技术与设计,2019164756. [2] 王列.我国金属矿开采技术发展趋势[J].建筑工程技术与设计,2019133920. [3] 孙光文.金属矿地下连续开采技术探讨[J].百科论坛电子杂志,20195333. [4] 王海庆,李丽,陈玲, 等.基于尾矿库调查的西藏自治区金属矿开采强度分析[J].国土资源遥感,2019,312218- 223. 上接45页期发展方向[J]. 地质学报, 2016, 909 2464-2475. [4] 方刚, 刘柏根. 基于巴拉素井田多孔抽水试验的含水层特征及水力联系研究[J]. 水文, 2019, 393 36-40, 67. [5] 杨建, 梁向阳, 刘基. 封闭不良天然气孔突水过程的水文地球化学特征[J]. 煤田地质与勘探, 2017, 455 82- 86. [6] 李永涛, 蒲治国, 丁湘, 等. 综合物探在纳林河二号矿井砂岩水防治中的应用[J]. 中国煤炭地质, 2018, 3010 75-79. [7] 石磊. 纳林河二号蒙陕接壤区纳林河二号矿井首采工作面顶板富水性探查[J]. 中国煤炭地质, 2014, 2610 49-52, 72. [8] 方刚. 榆横南区煤层顶板富水性探查研究及治理评价 [J]. 矿业安全与环保, 2017, 445 98-102. [9] 陈晨, 贾建称, 董夔, 等. 神东矿区纳林河二号矿井延安组煤层顶板富水区规律[J]. 中国煤炭地质, 2018, 304 36-44. [10]李秀娟, 田国林, 高小文, 等. 纳林河二号煤矿首采区煤矿涌水量预测及其参数灵敏度分析[J]. 水土保持通报, 2017, 375 309-314.