我国金属矿开采技术分析

我国金属矿开采技术分析
金属矿产资源在人们生存发展中起着很重要作用，很多能源及工业原料均来自矿产资源，随着科技进步，金属矿开采技术得到了很大发展，通过露天开采与地下开采两方面，对我国金属矿所应用的开采技术进行了分析。

标签：金属矿；地下；露天；开采技术
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）20019202
我国金属矿的开采历史是比较悠久的，在古代就具有了较为规范合理的开采技术，可在近代，我国金属矿的开采技术是长期处于落后状态，其生产基本依靠手工作业，从20世纪的50年代后，我国金属矿开采技术发展比较迅速，并且我国现阶段有部分开采设备已实现了自动化、大型化及智能化，并且我国矿产资源具有明显的富矿少、贫矿多、大矿少及小矿多等特点，矿产资源短缺也较为严重，仅有加强金属矿的开采技术，方能有效提高我国金属矿资源产量。

1 露天开采技术
露天开采也可称为露天采矿，主要是指按照矿床赋存条件，并应用一定采装运设施，在露天空间里从事金属矿的开采工作，这种矿体一般埋藏是比较浅的，或者地表有露头的，这个时候应用露天开采是比较合适的，随着我国开采技术发展，适合露天开采范围增加，还可适用低品位矿床及地下开采剩余残矿，我国90%左右的铁矿石产量为露天开采，露天开采技术主要有露天陡帮、高台阶开采、穿爆技术、露天采矿装备及间断—连续开采等技术。

1.1 露天陡帮开采及穿爆技术
陡帮开采理论是由前苏联的学者所提出，我国在上世纪的70年代开始陡帮开采技术的试验，后被列入了我国科技攻关的项目，在南芬露天矿实施了大规模试验，给我国大中型的露天矿开采技术改造、新建及扩建带来了丰富实践应验，这种技术具有初期剥离量小，建设周期短及工程量少等特点，目前在我国的紫金山、金堆城及眼前山等有关露天金属矿中得到了应用及推广。

我国很多露天矿采用的是潜孔钻与牙轮钻的钻凿炮孔来爆破的，其应用技术主要有微差爆破、挤压爆破、大爆区及孔内的位差为爆破技术，有效解决难爆矿岩的爆破减振及破碎块度问题，这种穿爆技术在我国目前的露天开采中，应用是非常广泛的。

1.2 间断与连续开采
这种露天开采技术是指在工作面上使用电铲来装载矿石，通过汽车运输及破碎机的破碎之后，使用胶带运输机把矿石运出采场，此技术能发挥汽车与胶带机的优点，比较适合深凹露天矿的开采，我国从20世纪的80年代开始，在东鞍山及大孤山等铁矿，还有德兴铜矿主要应用了这种间断与连续的开采技术，自齐大山铁矿引进了可移动式的矿岩破碎和胶带运输系统之后，标志着我国的深凹露天矿山开采技术进入了世界先进的水平行列。

1.3 高台阶开采及露天采矿装备
露天开采设备正向大型化发展，国外有些矿山运用了高台阶的开采技术，我国在高台阶的开采技术方面研究要晚些，这种技术在我国露天矿中应用并不是很多，我国露天金属矿大多数台阶高度最大在14m-15m之间，近些年，露天铁矿
装备有了较大提高，运用10m3之上的大型挖掘设备增多，这给高台阶开采技术应用提供了有利保证。

我国露天金属矿装备水平可分为三种类型，一是小矿山的装备单一，不配套，有些工序还使用手工体力劳作；二是中大型金属矿的机械化程度比较高，可设备较为陈旧，效率不是很高；三是少部分大型金属矿运用了国内外先进装备，像电动轮汽车、牙轮钻机、大功率推土机及大斗容的挖掘机等，其生产作业线的效率较高。

我国露天矿还将卫星定位系统广泛应用在了监控、定位及运营方面，其发展正在向规模及设备大型化、开拓方式的强化及多样化、工艺连续及半连续化、电子控制等方面发展。

2 地下开采技术
在我国金属矿开采里，地下开采占据着重要地位，尤其是有色及黄金系统，有90%之上的矿山采取了地下开采方式，地下开采所指的是自地下矿床矿块内采出矿石过程，主要运用了矿块采准、切割及回采等步骤来实现的。

随着采矿技术不断发展，我国采矿技术从少数浅空采矿发展到了现在多种类型采矿法。

2.1 自然支护开采
自然支护开采又称为空场开采，主要依靠围岩自身稳固性及矿柱支撑力来维护回采过程所形成采空区，并且使用支架或者采下矿石作为临时支护，此开采技术需要围岩及矿石具有一定稳固性，自然支护开采法是种结构简单、回采工艺简单、采矿成本低、生产率高及机械化生产的采矿方法，比较适合开采围岩及矿石都稳固的矿体。

这种技术的局限性为：在开采中厚层之上的矿体时，含有大量矿柱留用，回采率比较低，在高价矿床中应用的比较少。

这种技术一般把矿块分为矿房及矿柱，并逐步来回采，回采矿房的时候，采场主要以敞空的形式所存在，并要靠围岩及矿柱自身强度进行维护，当矿房开采完后，应及时回采矿柱，并处理采空区，这两者应同时进行，现阶段，这种技术在我国的黄金、有色金属及工矿山中应用还是很广泛的。

2.2 人工支护开采技术
这种开采技术主要是用填充材料或者其它支架来维护采空区的，又可称为充填开采法。

随着回采工作面推进，采空区里可送入炉渣、碎石及水泥等相关的充填材料，实施地压管理，并控制地表移动及围岩崩落，主要在充填体保护下来回采。

这种开采技术的目的是运用所形成充填体实施地压管理，并控制地表下沉及围岩崩落，从而为回采创造便利安全条件，这种技术具有适应性强、贫化率低、回采率高、保护地表、工业废料可利用及作业安全等优点，其缺点为成本高、工艺复杂、矿块生产力低及劳动生产效率低等。

此技术比较适合围岩不稳固稀缺矿石矿体，地表没有陷落，可开采条件较为复杂的矿体，像水体、建筑物下的矿体及铁路干线等。

依照回采工作面及矿块结构前进方向可划分成单层充填、下向分层充填、上向分层充填及风采充填开采等，依照充填料及输出方式的不同，可分为水力充填、干式充填及胶结充填等开采法。

2.3 崩落采矿及溶浸采矿
崩落采矿技术是以崩落围岩实现地压管理采矿法，也就是随着崩落矿石来强制围岩充填以管理及控制地压，这种技术主要适合地表塌陷及围岩易崩落矿体，其特征为崩落围岩回采一部分矿房及矿柱，并随着回采工作面推进，对采空区管理地压开采技术，这种技术依照回采方式可分为分层崩落、壁式崩落、阶段崩落、有底柱及无底柱的分段崩落法。

溶浸采矿又可称为化学采矿，是依据一些矿物化学及物理特性把溶浸液注到矿堆或者矿层里，经过化学反应来选择矿石里的有用成分，并把有用成分自固态转为液态再回收，这是种新型开采法，能够分为原地
浸出、地表堆浸及原地破碎浸出多种方法，运用不同溶浸液可让溶浸技术适合大部分金属矿开采。

采矿技术应用需要考虑矿山技术条件、矿床地质条件及经济因素等，从而满足经济、安全、优质及高效要求，其中矿山技术条件涉及设备、材料、管理水平及地表环境等，矿床地质条件主要包含矿体倾角、形态、厚度、分布及围岩化学物理性质等，经济因素包含矿山成本、价值、资源综合利用、经济效益及国民经济要求等，依据这些条件来提出金属矿开采方案，并通过工业试验来正式选用，矿床开采顺序主要包含阶段中矿块、井田中及相邻矿体开采。

3 结语
随着科学技术发展，自动化、智能化及数字化已成为现代知识经济重要标志，通讯、定位及自动化技术应用，对金属矿开采产生了深刻影响，我国矿山正朝着自动化调度、采矿设备自动控制及智能全球定位等现代技术应用发展，金属矿开采技术向连续开采、无废开采、化学开采及地下露天相联合的开采技术发展，与国际先进水平相比，我国还存在一定差距，需要不断完善开采技术，以促进发展。

参考文献
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