先进的采矿技术及其应用浅析

[摘 要]随着社会的不断发展，矿产资源的开采变得越来越熏要。本文结合自身工作经历，深刻分析了井下填充技术、等离子体爆破技术、遥控控制技术、自动操纵技术、生物采矿技术等五种先进的井工采矿技术及其应用。以期为采矿技术及采矿业的进一步发展提供一些帮助

[关键词]先进 采矿技术 应用 井下

中图分类号：TD802 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0219-01

众所周知，井下采矿工作具有非常高的危险性，人们在进行矿产资源的开采时，很容易受到许多方面因素的影响，发生或大或小的安全事故，进而对人们的生命财产安全造成严重的影响。因此，为了保障井工采矿工作的安全性，提高生产的质量与效率，我们需要对井工采矿技术的某些方面进行改进和完善，并积极研究先进的采矿技术，从而满足现代化采矿产业的相关标准。目前国内的应用最为广泛的先进采矿技术主要是井下填充技术。而国外主要以加拿大的诺兰达公司、瑞典的相关企业以及澳大利亚联邦科学工业研究局提出的等离子体爆破技术、遥控控制技术、自动操纵技术以及生物采矿技术等为主。并逐渐成为为国际上认可的高效先进的采矿技术。

一、井下填充技术及其应用

传统的井下采矿技术主要包括干式填充技术，碎石水泥浆胶结技术、尾砂胶结技术等。随着矿产业的不断发展，这些传统的井下采矿技术已经无法满足矿产业进一步的发展需求。所以，越来越多的先进采矿技术应运而生，并且得到了广泛应用。

井下充填技术本身就具有较高的工作效率和较强的经济性及安全陛。为了进一步提高其操作效益，跟上先进技术的发展步伐，相关科学工作者也逐渐将其向高尾砂、高浓方面发展。根据一些数据和现场操作效果显示，这一举措不仅降低了胶结材料的用量，更加节省了生产成本，还大大的改善了井下采矿环境，为实现机械化、大型化采矿做出了重要的贡献。

二、等离子体爆破技术及其应用

等离子爆破技术相对于传统的爆破技术具有很多优点，其中最值得一提的是该方法应用的能源是电能而不是化学能。即利用不会产生杂散、干扰的电流作为爆破材料。这在很大程度上改进了传统技术，并采矿方式作出了根本性革新。但是如果真想广泛地实将这项技术应用到实际中去，首先必须要保证其费用低廉，这样才能获得更大的经济效益。根据一些现场测试结果，我们可以知道每立方米矿石爆破需消耗0.19-0.48千瓦.，J、时的电能，进而精确估算出爆破一定范围内矿石所需要的能源成本 进行一次小范围爆破所需的电能大概等同于使用家用阴离子发生器五分钟所消耗的量。

三、遥控控制技术及其应用

将装载机发生的信号直接远距离传送到控制室内的视频传输系统所能提供的可见的反馈信息称为遥控控制技术。该遥控装置准确性强，且具有较高的功能性及可行性。现在已经普遍用于冶金矿山开采作业及矿点操作工的可见范围内。但是不同的矿山对遥控系统的要求不同，因此该项装置必须满足两个要求。第一，易于在装载机和卡革之前来回转移，即能够在不同类型的矿山间交换使用。第二，易于编制出便于各种作业循环的程序，以符合不同矿山的对系统的不同需求。为了达到这两个要求，诺兰达公司特地组成了研究小组，并于上世纪九十年代在安大略省鹰桥镍公司所属的斯特拉斯康纳矿进行了为期三年的不同类型的频带宽、传输电缆配置试验。另外，NTC还和安大略省Ⅵ_F电磁系统公司进行了长期的合作，并先后研究出了VLF磁波报警系统及Ⅵ 分页装置。经过多家公司长期的研究和改造，遥控控制技术已经变得相当成熟，并成为世界许多冶金矿山开采作业中不可缺少的核心技术。

四、自动操纵技术及其应用

自动化技术是先今各个生产行业保持不断发展的技术根本。而采矿业作为一个具有较大危险陛的行业，如果能够实现自动化矿产开采，一方面必定会大大降低工作危险系数。另一方面还可以提高生产率。工作人员在吃饭和休息时，设备都可以自动地运转。下面从自动操作装载器械和自动操作钻机两个方面来简单介绍自动操纵技术在采矿业的应用。

1、自动操作装载器械

目前加拿大研制的重型采矿机器自动操作程序主要是根据自动遥控机械的技术原理，简单地对机械化采矿作业程序进行自动控制。该技术是将自动控制系统安装在生产机械设备上。然后利用视频信号来人工查看设备所在的地理环境。最后根据发出的不同的动作信号来判定机器所处的环境，从而轻松实现机械远程遥控生产。这种采矿技术只需要一些技术人员在遥控室进行远程控制，在很大程度上减少了井下开采的劳动力。从而提高了劳动生产的安全性。

2、自动操作钻机

瑞典采矿业提出的自动操作钻机技术最大的优点在于，利用自动钻机进行岩石开凿，技术人员可以在开孔之后立即远程操作钻机自动地深入到设定好的深度，并开启所有设备的自动化模式。其中，空场法、分阶段崩落方法和VCR方法等一些具有较大规模的采矿方式已经得到了广泛应用。而随着技术的进一步革新，很多钻机生产厂家都认为，如果能够将自动化操作钻机技术运用在深孔的钻机中，我们便可以根据不同设计来准确布孔凿岩。从而取得最好的爆破效果。而且如果能够将激光引导计算机运用到控制钻孔设备中去，那么就不再需要时刻标记深孔的位置。进而大大缩短钻机的定位与工作时间。

另一方面，钻孔设备的控制系统还可以将遥控技术的安全性和机械装卸杆的优势巧妙地融合在一起，来避免工作人员在开凿岩石时遭遇溅水与粉尘。从而进一步实现开采矿石的自动化。而且电子控制设备还可以随时启动岩石开凿，降低钻孔设备和钻杆间的液体压力丛集。当然，该技术还可以通过获取和调整钎杆产生的压力与扭矩，来满足不同的矿石开采条件。

五、生物采矿技术及其应用

澳大利亚联邦科学工业研究局（CSIRO）为核心的一些企事业单位正在致力于研究开发生物采矿技术。生物采矿技术是利用微生物来将铜、金 铅、镍、锌、银等金属从矿石中提取出来的一类技术总称。目前生物科技已经广泛运用于保健和农业方面 而在采矿方面却并没有完全普及，国际上只有一些大型采矿公司利用其来从矿石中分离提纯残存的金属。微生物是地球上生活最久的生命，保守估计，其大约已经存活了3亿年。而且随着生活环境的不断变化，很多微生物早已拥有了能够适应恶劣环境的能力，如高压、高温、高酸碱度等。所以如果能将其运用到采矿行业，必定可以减少一些不必要的维护投入。而且微生物开采还不会污染环境，有利于环保事业的进一步深入。另外，微生物还有一些特殊的功效，用它们还能开采一些其他技术开采不了的矿藏。GSIRO的科学家主要搜集在火山附近的微生物，因为那里常年高温而且含有丰富的矿藏水，许多符合条件的微生物就生活在这水中。它们可以通过自身的新陈代谢作用将金属矿石加以提炼和净化。但是由于一些科技水平的限制，微生物提取的速度并不理想。因此无法用来大规模的矿石开采作业。

当然，国际上现有的采矿技术有很多种类，并不仅限于上文所述的五种，而且这些技术在实际操作时都能获得很好的效果 总而言之，先进的采矿技术是保证采矿质量、提高经济效益的关键。因此在采矿过程中，相关企业必须做好采矿技术的选择与管理工作。这样才能真正达到事半功倍的效果。

参考文献

[1] 齐飞.国内几种先进的采矿技术及其应用方式分析[J].大科技，2014（13）.

[2] 赵振东.谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2014（i4）.