我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述

高 静

（荣达矿业有限责任公司，内蒙古 呼伦贝尔 021300）

我国金属矿产紧缺，其开采量根本无法满足钢铁企业的发展需求，从而在一定程度制约了经济发展。我国矿产资源的分布区域比较广，而且基本都是小矿，且富矿较少。在这样的资源现状下，急需要提升采矿技术，以此来适当填补矿产资源不足的缺陷，从而保证经济平稳增长。所以，对金属矿山采矿技术进展及趋势展开剖析研究，意义深远。

1 我国金属矿山采矿技术进展

通过分析近几年来的相关数据发现：露天采矿在我国金属矿山采矿中占据了80% 的位置，其中，对于铁矿石的开采，基本上有90% 都是露天开采。不过，在采矿技术的发展下，按照矿产资源的分布情况来看，地下开采技术也得以广泛运用。所以，笔者主要从地下和露天开采两方面，进行了深入分析。具体如下。

1.1 露天采矿技术进展

在我国金属矿山开采技术中，露天采矿技术从始至终都处于领导地位，可以说，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，地下采矿技术的应用相对来手较少。不过由于矿山资源分布方面的变化，以及开采进程神话的情况下，该技术引起相关部门的重视，被广泛应用于开采中，地下采矿技术的发展基本体现在以下三种类型。

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。其次是大规模采矿技术。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。最后是连续开采技术，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。

2 我国金属矿山采矿发展现状

自进入21 世纪以来，我国采矿技术取得了重大突破，在日新月异的采矿技术下，我国矿业在投资、运行等方面的理念也出现了很大改变，可以说，新理念下带动了矿山效益和发展活力，不过由于受到以往采矿方式的限制，矿山采矿工作依旧有一定问题存在。再加上我国矿产资源紧缺、分布情况小而杂，且技术管理落后困难、组织生产困难复杂，矿山采矿工作的安全问题较为明显。笔者通过调查发现，矿山采矿公司现存以下问题：

第一，矿山企业的采矿资质主要是挂靠，而且开采所需设备较为落后。小型的开采团队一般情况下都是挂靠，其开采技术欠缺，与当前需求根本不相符合，矿山开采现场经常会有安全问题发生。而且，在监管过程中，也没有专业技术人员跟进。至于矿山专用设备这一方面，缺乏相应的资本投资，导致设备也相对落后。总的来说，矿山企业发展的总趋势就是缺乏有效的企业管理方案、缺乏对安全生产的考虑、缺乏综合利用资源。

第二，矿山企业的安全生产责任制度没能得以实现，井建工作和矿山采矿挖掘工作在安全管理方面，存在没秩序、没纪律、失去监管控制等问题。采矿是一项系统性工作，规模大且复杂，其涉及到多项工作，且不同环节之间还要协调、平衡进行，但是采矿生产组织工作存在较难的协调性，导致矿山采矿作业存在较多安全生产隐患。

第三，采矿工作的人员流动性很大。矿山采矿企业一般情况下都是采用的较为灵活的用工制度，比如轮换制、长短期合同制度等，不过工程技术人员以及具备采矿工作所需技能的一些操作工的流动性较大，能留下来的往往都是矿山周围或是偏远地区较为贫困的人群，其安全意识差、职业修养差，从而为采矿作业带来一定的安全隐患。

第四，采矿企业的核心竞争力相对较差。露天采矿与地下采矿相比，地下采矿的难度要大的多，但是矿山采矿单位所拥有的专业技术人员不足，并且缺乏科学的开采管理以及先进的开采设备，单单凭借低成本来获得利润，其发展会越来越困难。

第五，合同管理具有较大难度。基本体现在考核、结算、变更合同等方面，必须要有专业团队进行管理、调度，若没有健全的管理体制，合同管理自是混乱不堪。

第六，采矿作业存在超负担、高强度现象。矿山采矿一般情况下都是采用的计量结算方式，在开采工作中，超负担工作是时有发生的，井下生产交叉影响大，人员、设备、作业点多，存在着种种不安全因素。

3 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。

3.1 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[2]。

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。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[3]。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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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[4]。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。

4 结语

总之，我国金属矿山资源本就缺乏，在加上其分布情况，导致矿产资源严重不足。基于此，必须要对相关的采矿技术进行研究，在技术进步下，弥补资源紧缺的不足。通过对我国金属矿山开采技术的进程分析，也能发现取得显著进步，不过跟世界先进国家比还存在一定落后性。因此，必须要加大采矿设备智能化、技术环保科学化的发展进程。从根源环节资源紧缺问题，从而推动经济平稳发展。