我国金属矿山采矿技术的现状及发展前景论述

摘要：近些年来，随着我国经济的飞速发展，金属采矿技术得到了前所未有发展，本文阐述了我国金属矿山采矿技术方面的主要成就、采矿技术的现状，并从采矿设备、采矿系统、矿山的数字化、智能化与无人化采矿等方面探讨了国内采矿技术的发展趋势。

关键词：金属矿山采矿技术；现状；发展前景

中图分类号： TD43 文献标识码： A 文章编号：

1、我国金属矿山采矿的发展现状

近 20 ～30 年以来，采矿技术突飞猛进的发展，它使矿业开发的运营和投资等理念发生了巨大变化，为提高矿山效益和活力发挥了积极作用，但该模式受传统采矿模式的影响，在我国还处于发展中，加之我国矿产资源赋存一般比较复杂，组织生产、技术管理等还比较复杂、困难，特别是安全生产问题还比较突出。经过笔者调查研究，矿山采矿公司主要存在以下几方面问题:

( 1) 施工资质挂靠现象多，机械装备水平普遍较差。小型施工队伍基本都是挂靠，其工程施工技术无法到位，现场常有安全隐患，施工队老板仅就派遣监工管理现场民工，既无专业工程技术人员，也无法进行矿山专用设备资本投资，因而一般都缺乏企业管理方法、对资源综合利用与安全生产的考虑。

( 2) 企业安全生产主体责任落实不到位，现场采掘施工和井建作业安全管理混乱监管失控等问题。由于采矿作业是一个庞大的系统工程，其中包括的很多作业工序都必须协调和平衡，而矿山采矿生产组织作业工序之间的协调难度大，安全生产隐患多。

( 3) 采矿生产人员流动性大。矿山采矿单位尽管在用工制度上采用灵活的用工制度，如长期合同制、轮换制、短期合同制等，但有一定技能的操作工及工程技术人员流动频繁，大部分工人为附近或边远贫困地区的农民工，安全和职业健康防护意识差。

( 4) 地下采矿承包商大多缺乏核心竞争力。地下采矿承包难度相比露天开采大的多，矿山采矿承包商缺少工程技术人员、先进设备和现场管理创新，仅靠低成本人力资源来盈利将会越来越举步维艰。

( 5) 合同管理难度大。主要存在合同采矿的进场、日常考核、结算、合同变更及退场等细节问题，业主必须有专业工程团队来管理、指挥调度，实现。如果矿山管理机制、体制、制度不够健全，业务部门之间没有相互制约，合同管理将很是混乱，甚至导致行贿受贿等腐败现象发生。

( 6) 超强度、超负荷生产严重。由于矿山采矿是计量结算，井下工人超强度、超负荷生产是普遍存在现象，井下生产交叉影响大，人员、设备、作业点多，潜伏着诸多不安全因素。

2、金属矿山采矿技术发展前景

2.1无人化采矿技术

无人化采矿技术，就目前金属矿山而言，可以说是正在形成的技术，虽然已经在选矿得到了广泛应用，但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前，仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上，以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制; 电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了无人化技术。由于 GPS、无线电通信以及激光技术的实用化，使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了无人化化。

2.2 矿山的数字化、智能化

21 世纪是各种现代技术飞速发展的世纪，“数字化”“智能化”已成为知识经济的重要标志。信息、定位、通讯和自动化技术的迅速发展和应用，深刻地影响和改变着传统的采矿工业。

国际上，数字化矿山发展非常迅速，发达国家采矿的矿山信息化改造已迈出坚实的步伐，有的已制定了长远发展规划。加拿大从 20 世纪 90 年代初开始研究遥控采矿技术，目标是实现整个采矿过程的遥控操作，现已研制出样机系统，并在 NICO公司的几个地下镍矿试用，实现从地面对地下矿山进行控制。加拿大已制订出一项拟在 2050 年实现的规划，即加拿大北部边远地区的一个矿山实现为无人矿井，从萨得伯里通过卫星操纵矿山的所有设备实现机械自动破碎和自动切割采矿; 芬兰采矿工业也于 1992 年宣布了自己的智能采矿技术方案，涉及采矿实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制等 28 个专题。瑞典也制定了向矿山自动化进军的 Gofunteeknlk2000战略计划。

2.3 无废害采矿(清洁采矿)

虽然无废采矿已经取得了一定的进展，但是从长远来看，无论是在我国还是全世界，无废害采矿仍然是 21 世纪矿业可持续发展的重要课题之一。

2.4深部开采

随着浅部易采资源的开发利用，地下金属资源的开发逐步向纵深方向发展。与浅埋矿床相比，由于深部矿岩的地质构造、赋存条件以及地应力等均与浅部矿岩有所不同，其开采技术条件更加复杂，面临着更广泛、更复杂的技术难题，如地压、高温、提升、回采、充填、排水、通风、支护、环境保护等。对于“深部”的界定存在着不同的看法，更为广泛的认识是，以深度为依据，＞ 800 ～ 1 000 m 的为深部开采。

2.5采矿设备大型化、自动化和智能化

( 1) 采矿设备大型化。采矿设备发展的总趋势是采矿设备的愈加完善和更加可靠，生产率在不断提高。采矿装备的发展特征是设备成龙配套，机械化程度高; 装备无轨化、液压化、自动化程度高;装备技术成熟，已成功地引进了无人驾驶、机器人作业等新技术。采矿设备大型化趋势在露天开采中非常明显，地下矿与露天矿山相比虽然受到空间的限制，但还是向采用更大型的采矿设备方向发展。主要表现为: ①汽车的大型化不仅体现在汽车的载重量上，也体现在汽车的装机容量上。②为了与矿用汽车配套，挖掘机与装载机也在向大型化发展。

( 2) 遥控技术。国外许多公司积极地把遥控技术应用于金属矿山，如瑞典 LKAB 公司在其地下铁矿，采用先进的遥控技术，1 人可以同时遥控3 台铲运机作业; 加拿大的 INCO 公司利用地下通信、定位与导向以及过程监控技术，遥控采矿设备及工艺系统，已成功开发出钻孔、爆破起爆、铲运和喷射混凝土等各项遥控技术。随着遥测技术、数据通讯和数据处理以及机械手的巨大进步，遥控技术将成为未来采矿共同的特点。

( 3) 自动化技术。如果说过去 20 年的全球采矿技术发展方面，矿山机械化的发展促进了采矿工艺的变革，今后 20 年将由矿山自动化和信息技术对采矿工艺的变革起主导作用。自动化技术，虽然已经在选矿得到了广泛应用，但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前，仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上，以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制; 电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了自动化技术。由于 GPS、无线电通信以及激光技术的实用化，使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了自动化。自动化采矿技术，可用于解决各种恶劣条件下的采矿问题，如边坡不稳定，安全条件差，通风困难等，具有跨时代的意义。

2.6生产安全不断提高，采矿系统日趋完善

( 1) 开采监控手段现代化。信息、定位、通讯和自动化技术的迅速发展和应用，深刻地影响和改变着传统的采矿工业，通过对采场过程监控，可以实现对地下开采装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井等已在加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等国成为现实。

( 2) 完善采场结构参数。根据采矿装备状况和开采技术条件，逐步扩大采场结构参数，提高采矿强度，降低单位采切工程量和矿石损失贫化指标，提高矿山的经济效益。

3、结 语

综上所述，我国金属矿山采矿正处于快速发展时期，机遇与挑战并存。采矿公司应该抓住可以大有作为的重要战略时期，查找制约快速发展的瓶颈和问题，加快战略转型升级，优化、改进运营管理模式，以期望对我国金属矿产资源的开发利用产生积极的推动作用。

参考文献:

［1］ 刘炜．我国金属矿采矿技术回顾与展望J］． 金属矿山，2003( 10)

［2］ 王运敏．冶金矿山采矿技术的发展趋势及科技发展战略［J］． 金属矿山，2006( 1)

［3］ 周爱民．我国金属矿采矿技术主要成就与评价［J］． 采矿技术，2001( 6)．