金屬礦山開采中的現(xiàn)代化采礦工藝技術
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摘要：金屬礦山由于開采環(huán)境較為復雜，對采礦工藝與技術有著較高的要求，但始終存在較大的不穩(wěn)定因素，容易造成安全事故的發(fā)生，所以我國金屬礦山的開發(fā)數(shù)量一直較低。本文就將結合當前金屬礦山開采中存在的問題，對現(xiàn)代化采礦工藝與技術進行深入分析和探討，期望能夠加強對采礦工藝與技術的了解和應用，起到促進開采質量和效果提高的作用，并保障開采的安全性。
關鍵詞：金屬礦山；采礦工藝；技術解析
在當前金屬礦山開采情況中主要以地下開采為主，會形成較為封閉和復雜的開采環(huán)境，不利于開采作業(yè)質量和安全保障。這就需要開采工藝與技術必須嚴格按照技術要就進行開采，才能夠既滿足開采需求又滿足安全需求[1]。為了更好的促進金屬礦山開采的質量和效率，還需要不斷加強對采礦工藝與技術的研究，尤其是結合現(xiàn)代化的技術手段，更好的提高采礦工藝與技術水平。
1金屬礦山開采中存在的問題
（1）優(yōu)質礦源稀少。金屬礦山具有一定的稀缺性，尤其是優(yōu)質礦源的稀缺性更高。且我國目前開采的金屬礦山產量也較低，以中型金屬礦山的占比更大，小型金屬礦山的數(shù)量更多。所以在進行金屬礦山開采時，會更注重開采所得的經濟收益，造成其他資源耗能過高和固定資產浪費情況。（2）采礦技術較為落后，由于金屬礦山的分布具有較大的差異性，在部分礦產資源豐富、采礦經驗豐富的區(qū)域中，往往能夠掌握更加先進的采礦技術和設備，吸引更加專業(yè)的采礦技術人才。而部分礦產資源較少的區(qū)域中，往往采用更加落后的采礦技術和設備，由于開采收益較低，不愿意對采礦技術和設備進行升級，使開采效率和質量更加降低。（3）造成生態(tài)環(huán)境的破壞。當前我國的金屬礦山開采主要采取地下開采模式，很容易造成地下結構的破壞。還會在開采的過程中產生大量的垃圾和污水，對金屬礦山周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。并且隨著不斷的開采，會導致礦產資源的枯竭。
2金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術分析
（1）深部開采與原地溶浸采礦技術。對于超過地下600m深度的礦產資源需要采用深部開采技術進行開采，隨著深部開采技術的不斷研究和加強，開采深度也在不斷加深，如今已經能夠對地下950m以下的礦產資源進行開采，使過去無法開采的礦產資源等到更加充分的利用。原地溶浸采礦技術中包含了采礦、選礦、冶煉等多種技術，能夠將傳統(tǒng)的礦產資源開采模式改進為直接金屬提取的開采模式。還具有較為廣泛的應用性，能夠對多種金屬礦山進行開采，包括銅礦和金礦在內的二十多種金屬礦山[2]。通過對原地溶浸采礦技術的分析能夠將其優(yōu)勢總結為以下四點：第一點是能夠減少開采礦石的工作量，也減少了尾砂和廢石的產生，對于金屬礦山周圍生態(tài)環(huán)境的保護有著突出的優(yōu)勢；第二點是減少了開采礦石后的提出過程，能夠使整個開采過程得以縮短，減少開采作業(yè)的成本，進而具有促進經濟收益提高的優(yōu)勢；第三點是能夠在常規(guī)開采技術無法開采的金屬礦山中進行開采，具有更高的適應性優(yōu)勢；第四點是能夠有效改善惡劣的開采環(huán)境，對于開采的安全性有著較大的保護優(yōu)勢。（2）空場采礦技術。留礦技術或采礦技術以外的自然采礦技術都可以稱作空場采礦技術，主要是在規(guī)劃的采礦區(qū)域內，預留出進行礦石提煉的場地后進行礦石的深入開采，然后再對礦石進行提煉。在實際的開采作業(yè)中，采用空場采礦技術需要滿足一定的基本條件，包括圍巖和礦石結構的穩(wěn)定性較高、規(guī)定時間內的采空區(qū)中能夠存在大面積暴露等?？請霾傻V技術是我國應用歷史較長的采礦技術，已經形成較為成熟和完善的技術模式，在當前的金屬礦山開采作業(yè)中，空場采礦技術的應用比例也能夠達到55%左右。在當前對采礦技術要求不斷提高的情況下，對于采礦技術也不斷進行改進，并借鑒國外的空場采礦技術應用經驗，最終形成了更加科學化的空場采礦技術。主要是在傳統(tǒng)空場采礦技術的基礎之上，先將大塊的礦物資源進行礦柱堆砌后再進行開采，能夠在保障開采質量和效率的基礎之上，使礦物資源的利用率得到更大程度的提高。（3）充填技術。對于充填技術的研究有著國內外豐富的研究資料，使充填技術具有更為豐富的技術可能性。比如在研究資料中，根據(jù)充填體的基礎支護作用，延伸出表面支護、局部支護和總體支護作用；在充填體和圍巖相互作用的基礎之上，通過時間和空間尺度進行階段性的力學作用機理分析，也就是在圍巖產生位移的情況下，當與充填體接觸形成支撐關系后，充填體會隨著圍巖位移程度的加重表現(xiàn)出更高的擠密性，從而促進支撐作用的強化，能夠對圍巖的位移情況進行抑制，當圍巖離層受到破壞時，與充填體產生的支撐關系能夠促進圍巖新壓力拱的形成。通過對充填技術研究成果的總結能夠概括出相互產生的力學作用機理，也就是充填體的密度和剛度更低于圍巖、孔隙率更大于圍巖，能夠對應力形成更加強勁的吸收和轉移作用，并對應力進行隔離，保持穩(wěn)定的共同支撐關系。所以采用充填技術時，也就是通過充填體和圍巖之間的力學作用，能夠在抑制圍巖變形和位移的同時不造成應力分布的改變，并提供圍巖穩(wěn)定的支撐作用力，使圍巖的受力狀態(tài)和承載能力都得到提高，避免發(fā)生巖體剝落的問題。（4）崩落采礦技術。崩落采礦技術還能夠分為無底柱分段崩落技術與自然崩落技術兩種技術類型，區(qū)分的主要依據(jù)就在于具體的使用方式存在較大的差異。其中無底柱分段崩落技術是從瑞典引進，經過我國金屬礦山開采的實際應用驗證后逐漸在開采作業(yè)中推廣應用。在進行無底柱分段崩落技術應用時，需要做好對結構參數(shù)的優(yōu)化，如果優(yōu)化存在問題將會直接導致技術應用產生問題。自然崩落技術主要是通過巖石的自然應力作用形成落礦，能夠發(fā)揮出更大的生產能力，降低開采的成本。在實際的金屬礦山開采作業(yè)中，自然崩落技術更適用于礦化均勻、礦體厚大和易于崩落的低品位礦山的開采應用。
3金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術的安全措施
（1）加強采礦工藝與技術的安全保障。在進行金屬礦山開采時，需要采用機械設備進行，對于機械設備的正常操作和日常維護就要格外重要。也要對操作人員的操作水平進行嚴格要求，并積極開展相關的培訓和考核工作，確保操作人員能夠正確操作機械設備，避免錯誤操作造成安全事故的發(fā)生。對于機械設備的結構、檢修、故障等情況也要做到充分的了解，避免機械設備的高負荷運行，每次操作機械設備前要對設備狀態(tài)進行檢查，如果存在異常及時進行處理。還需要定期對機械設備進行深入的全面檢查，及時更壞老化、破損等組件，保障機械設備的良好狀態(tài)。對于爆破作業(yè)中采用的爆破器材必須要采用責任制進行專人監(jiān)管，由專業(yè)人員對爆破器材進行維護，并由專業(yè)人員進行爆破作業(yè)，降低爆破事故的發(fā)生風險，提高金屬礦山的開采安全保障。（2）加強開采技術和設備的升級優(yōu)化。金屬礦山的開采質量和效率會受到開采技術和設備的直接影響，所以需要不斷加強技術的熟練程度，可以通過開采經驗的分析和總結，以及對其他優(yōu)秀開采經驗的借鑒和學習，對開采技術進行不斷的優(yōu)化，促進開采技術水平的提高。且隨著技術的不斷發(fā)展，需要加強對開采質量和效率提高程度更大的先進技術的引進和學習，同時對相應的機械設備進行更新，能夠始終保持開采技術的高水平狀態(tài)。對于開采技術的應用和管理也要不斷優(yōu)化，對存在問題的管理模式進行調整，對于技術人員的責任意識也要不斷加強，形成具有高技術水平和高素質能力的開采隊伍，能夠有效提高金屬礦山開采的經濟收益。
4金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新
（1）構建現(xiàn)代化生態(tài)礦業(yè)。在進行金屬礦山開采時，由于會造成地質結構和生態(tài)環(huán)境的破壞，容易發(fā)生山體倒塌、雨季滑坡、泥石流等災害。如果坍塌范圍與地表大面積相連，還會導致地表的泥石和積水大量涌入開采礦洞中，對開采人員的生命安全造成嚴重威脅?，F(xiàn)代化生態(tài)礦業(yè)能夠更加注重金屬礦山開采和生態(tài)環(huán)境的和諧性，降低開采過程中造成的破壞性影響，既能夠保障生態(tài)環(huán)境的安全，也能夠保障開采人員的生命安全。需要對金屬礦山所在區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)、氣候環(huán)境、地理環(huán)境的情況進行充分的了解，并結合礦山的開采沉陷理論和地都表的下沉情況進行科學的計算分析，在對開采作業(yè)進行科學規(guī)劃，由于主開采的順利進行。（2）保持開采作業(yè)的清潔性。傳統(tǒng)的單一礦山開采方式會對礦山周圍造成嚴重的污染，隨著人們對環(huán)境保護意識的增強，也必須充分意識到清潔的重要性。為了滿足開采作業(yè)的清潔性要求，可以采用以下三種措施進行開采：第一種是對開采人員進行嚴格管理，避免在開采作業(yè)期間對生活垃圾或廢水進行的隨意排放，可以采取集中堆放的方式，定期進行統(tǒng)一處理；第二種是對開采流程進行規(guī)范管理，尤其是對開采技術和設備的應用流程以及材料的生產流程，通過規(guī)范性的管理制度控制整個環(huán)節(jié)的整潔程度，也使開采流程更加有序；第三種是采用更加綠色環(huán)保的開采技術和設備進行開采，減少污染的產生，也降低資源的過度消耗，形成綠色環(huán)保的開采模式。（3）分區(qū)規(guī)劃發(fā)展方向。我國幅員遼闊，不同地區(qū)的經濟發(fā)展形勢、礦產資源產量、氣候和地理條件等都具有較大的差異性，所以為了更好的促進礦業(yè)的發(fā)展，也促進各區(qū)域的發(fā)展平衡，需要根據(jù)實際情況進行分區(qū)規(guī)劃，制定具有針對性的發(fā)展方向，也能夠使經濟效益得到更好的保障，同時還有利于新型礦業(yè)模式的推廣，更好的融入到各地區(qū)不同條件下的礦業(yè)中。在經濟發(fā)展較好、礦產資源豐富的區(qū)域中，可以加大對礦業(yè)的投入，加強對現(xiàn)代化采礦工藝與技術的應用，總結更多的開采應用經驗，有利于其他區(qū)域的借鑒學習。在經濟發(fā)展較差、礦產資源匱乏的區(qū)域中，要注重對開采的監(jiān)測和管控，避免過度開采造成的不良影響等。
5結語
在金屬礦山的開采中，需要通過現(xiàn)代化采礦工藝與技術滿足開采的需求，也是滿足我國在資源能源產業(yè)方面的需求。本文就對現(xiàn)代化采礦工藝與技術進行了深入的分析和充分的探討，期望能夠為現(xiàn)代化采礦工藝與技術的提高起到參考作用。
參考文獻
[1]曾步青.煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術分析[J].中國化工貿易,2019,011(009):63.
[2]肖亞輝.金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術解析[J].中國化工貿易,2018,10(019):108.
作者：郭建來 單位：銅源國際工程設計研究有限公司
