冶金矿山采矿技术的发展趋势及科技发展战略

叶雨雷

（江西省地矿资源勘查开发有限公司，江西 南昌 330030）

矿产资源是我国国民经济的重要基础性能源资源，对于国家战略发展而言起到至关重要的安全保障作用，持续稳定的矿业发展，能够有效地保障我国国民经济的提升。所以随着全球科学技术的日新月异，我国冶金矿山采矿技术也在不断的寻求新的发展路径，目前已经获得了巨大的成绩，为我国基础建设、工业发展、钢铁行业都做出了巨大的贡献。科学技术是未来社会发展的重大引擎，是矿产资源有效利用的关键，我们必须不断地吸收积累国内外的采矿新技术、新经验，利用现代科学技术手段，对传统矿业进行改革升级，从而进一步的推动我国冶金矿产资源的开发使用[1]。

1 国内外冶金矿山采矿技术的发展现状

1.1 国内冶金矿山采矿技术发展现状

其一，我国冶金矿产资源存在贫矿多、富矿少的问题，矿产资源缺乏问题严重，许多矿山为了获得良好的经济效益，往往更倾向于采集富矿，放弃贫矿，造成的矿产资源的不合理开发和浪费。

其二，冶金矿山采矿技术发展不平衡。由于我国各个城市区域的经济发展水平不均衡，导致了矿业的发展水平也存在着极大的不平衡性。在经济发达的城市区域，采矿技术甚至已经达到了国际的领先水平；而在欠发达地区，冶金矿山采矿技术和设备都非常落后，采矿效率极低，也导致了采矿贫化率的提升。

其三，资源利用率低于国际领先水平。对于资源的综合利用和回收利用我国表现得较差，国外许多金属综合回收利用技术和水平都已经获得了显著的成绩，但是在我国行业内却普遍缺乏对于资源综合利用和回收的重视，从而导致了资源的浪费。

其四，冶金矿山地下开采引起地面坍塌。在进行冶金矿山开采过程中，导致了对地形地貌的严重破坏，土地资源被占用，地下水资源被破坏，矿山的开发与周边的地质环境出现了严重的矛盾，从而引起了矿山环境的恶化，当出现地面坍塌的问题时，往往会造成较为严重的经济财产损失[2]。

1.2 外国冶金矿山采矿技术发展现状

其一，露天矿开采工艺先进，运输方式多样高效。国内外露天矿开采工艺，国内外进展大致相同，但是国外相关的工艺将表现的更为先进，利用组合台阶开采和分期开采、分区开采等技术有效地缩短了建设的周期，提高了开采的经济效益。而且，在国外一些地区也采用了采矿工艺连续化或半连续化方式，随着露天矿开采向深部发展，该工艺的表现越发优异，国外积极研究了管道输送技术以及集装箱运输技术，使连续运输工艺在资源运输上得到了进一步的保障。

其二，地下矿采矿方法大型化，采矿作业更高效。国外许多金属矿山主要采用的采矿方法为崩落法、空场法和填充法。崩落法会实现结构参数逐渐大型化，而设备大型化和结构参数大型化将为生产效率的提升奠定了坚实的基础。随着矿山设备的发展变化，国外许多开采设备也体现出了向大型化和智能化的发展趋势，导致了空场法和填充法也向着更为高的阶段发展。

其三，低废甚至无废的开采技术普及。低废甚至无废的开采技术能够极大限度的降低在进行冶金矿山开采过程中废物的产出量，或者使废物得到循环利用，从而降低资源的浪费。采矿无废料工艺技术已经在加拿大、美国和德国等发达国家得到了普遍的应用，该技术实现了矿石运输费用的节约和尾矿返回到井下采空区的填充费用的节约，同时也能够有效的净化地表环境。目前我国也在积极向这一方向发展。

1.3 部分国内先进大型设备技术分析

表1 露天矿所用大型设备

表2 地下矿所用大型设备

2 冶金矿山采矿技术的发展趋势及科技发展战略

2.1 更加精细的开采水平

在科学技术发展的助推下，会导致我国各行各业的社会分工越发精细，专业化程度不断提升，对于冶金矿山采矿技术而言，也将面临精细生产的发展趋势。尤其是露天矿的间隙开采，精细化开采能够有效的改善露天采矿环境、破坏问题，使矿岩运输工作量、边坡开挖量和维护的工作量等都得到有效的降低，从而更好的实现良好的经济效益和社会效益[3]。

2.2 大规模采矿相关技术将得到不断研发提升

作为大规模采矿技术的核心，大直径深孔崩矿技术将得到进一步的提高。相关的分段崩落法、分段空长法、VCR 法等都属于大规模开采的相关技术，在未来会得到进一步的提高和应用。我国金属矿山采矿技术的发展将主要表现在无轨出矿的高阶段自然崩落法和高分段大间距无底柱分段崩落法，随着技术水平的提升，将不断的提高采矿的经济效益、降低成本、提高采矿强度，相关的工作流程也会得到有效的简化，将真正的践行机械化和自动化的开采理念[4]。

2.3 针对资源较差的矿床采矿技术发展

由于我国矿产资源的贫矿较多，针对这些资源较差的矿床，运用传统的采矿技术往往难以实现有效的经济效益，会导致采矿成本提升，采矿难度增加。但是为了进一步的提高资源的利用率，我国将逐渐的攻坚克难，发展相关采矿技术，解决贫矿问题。目前来看溶浸采矿技术也许会获得良好的效果，溶浸采矿技术是通过将选、采、冶技术相结合，将地下提取的金属直接进行开采和利用，从而实现了较好的回收水平，提高了我国地下矿产资源的利用能力。

2.4 无废料开采技术的研发

行业内已经出现了无废开采相关技术，其优秀的节能减排效果已经获得了世界各地的广泛认可。随着环境友好型的政策发展，我国将进一步的提高无废开采相管技术，从而最大限度的减少开采过程中废物的产出和排放，提高资源的利用能力。减轻矿产资源开发过程中对于环境的负面影响，无废开采技术将成为我国未来矿产开采研发的重要课题之一。

2.5 无人化智能采矿技术的发展

科学技术的发展进步，促使了信息技术的普及运用，对于冶金矿山开采而言也带来了全新的发展变化。我国许多重点领域的金属矿山已经逐渐运用了半自动智能操控技术，作为一种缓冲的技术手段已经为我国的冶金矿山开采工作带来了显著的便利和成本的节约，而这也将为未来进一步发展无人化智能开采技术奠定坚实的基础。而在智能采矿技术发展上，主要是指通过利用信息采集、收集、处理和传输等方式，将勘探、开采、生产、运输等进行相关联，实现机械化自动控制，所涉及的领域将非常广泛，需要各个学科的技术参与，比如地理地质学、信息技术学、现代采矿学等等，未来随着信息技术的进一步加强，以及我国5G 技术的推广运用，相信我国智能采矿技术的发展会迈向更高的阶梯[5，6]。

3 结语

总体而言，目前我国的冶金矿山采矿技术已经相较于上个世纪有了显著发展进步，许多领域上甚至达到了国际领先水平，但是我们仍然应该看到，这其中还是存在着诸多差距，并且主要体现在技术设备方面，已经在很大程度上制约着我国冶金矿山采矿行业的进步。所以，为了缩小差距，提高我国冶金矿山采矿技术能力，一方面我们要积极采纳、引进外来技术手段，并结合我国实际进行自主技术研发，促进我国矿山设备的进步；另一方面，要提高对于科技的重视，加强创新建设，坚持技术创新、管理创新和制度创新，坚持科学技术是第一生产力，推动我国冶金矿山采矿的科技进步，迎合未来发展趋势，实现我国冶金矿山行业的跨越式发展。