未來采礦不可不看的6大(dà)趨勢！

目前世界上地下(xià)礦山都在追求高效、安全，所以機械化水平、自動化水平不斷提高。

以瑞典基律納鐵礦爲例。基律納鐵礦以産高品位（含鐵率超過70%）鐵礦石著名，是目前世界上最大(dà)的鐵礦山之一(yī)。其鐵礦開(kāi)采已有70多年的曆史，現已由露天開(kāi)采轉爲地下(xià)開(kāi)采。基律納鐵礦智能化主要得益于大(dà)型機械設備、智能遙控系統的投入使用，以及現代化的管理體(tǐ)系，高度自動化和智能化的礦山系統和設備是确保安全高效開(kāi)采的關鍵。

1）開(kāi)拓。基律納鐵礦采用豎井＋斜坡道聯合開(kāi)拓，礦山有3條豎井，用于通風、礦石和廢石的提升，人員(yuán)、設備和材料主要用無軌設備從斜坡道運送。主提升豎井位于礦體(tǐ)的下(xià)盤，到目前爲止，采掘面和主運輸系統已經下(xià)移了6次，目前的主要運輸水平在1045m水平。

2）鑽孔裝藥及爆破。巷道掘進采用鑿岩台車(chē)，台車(chē)裝有三維電子測定儀，可實現鑽孔精确定位。采場鑿岩采用瑞典阿特拉斯公司生(shēng)産的SimbaW469型遙控鑿岩台車(chē)，孔徑150mm，最大(dà)孔深55m，該車(chē)采用激光系統進行準确定位，無人駕駛，可24h連續循環作業。年崩礦量可達300萬t。

3）礦石遠程裝載和運輸與提升。基律納鐵礦采場鑿岩、裝運和提升都已實現智能化和自動化作業，鑿岩台車(chē)和鏟運機都已實現無人駕駛。礦石裝載采用山特維克/湯姆洛克生(shēng)産的Toro2500E型遙控鏟運機，單台效率爲500t/h。井下(xià)運輸系統有膠帶運輸和有軌自動運輸2種類型。有軌自動運輸一(yī)般由8列礦車(chē)組成，礦車(chē)爲連續裝、卸載的自動化底卸車(chē)，膠帶輸送機自動将礦石從破碎站運送到計量裝置中(zhōng)，與豎井箕鬥完成裝載和卸礦，整個過程均爲遠程控制。

4）遙控混凝土噴射技術及支護加固技術。巷道支護采用噴錨網聯合支護，由遙控混凝土噴射機完成，錨杆和鋼筋網安裝使用錨杆台車(chē)。
 

目前，在回收低品位銅、金礦石、鈾礦等已廣泛采用溶浸技術，在溶浸技術中(zhōng)有原地浸出、堆浸和原地破碎浸出3大(dà)類。

美國、加拿大(dà)、澳大(dà)利亞等國家處理0.15%~0.45%低品位銅礦石，2%以上的銅氧化礦石和0.02%~0.1%的鈾礦石基本上都采用堆浸和原地爆破浸出回收。

以美國爲例，美國采用原地爆破浸出銅的礦山就有20多個。例如：内華達州的邁克礦，亞利桑那州的佐尼亞銅礦日産銅均在2.2t以上，蒙大(dà)那州的巴特礦和銅皇後分(fēn)礦日産銅金屬爲10.9~14.97t，美國溶浸銅産量占總産量的20%以上，黃金産量超過30%，鈾産量絕大(dà)部分(fēn)也來自溶浸采礦。

随着資(zī)源量的不斷減少，目前采礦的深度越來越深，采深到1000m以下(xià)，帶來了許多在淺部采礦沒遇到的困難和問題，如地壓增大(dà)，岩溫增高，同時，提升、排水、支護、通風等方面的困難也随着增大(dà)。

深井礦山常見問題：

1）提升能力。開(kāi)采深度增大(dà)，首先碰到的就是礦井的提升能力問題，目前的提升機一(yī)次提升最大(dà)高度已超過2000m，如加拿大(dà)某一(yī)次提升的最深礦井已深達2172m，南(nán)非某金礦的一(yī)條豎井己深達2310.4m。目前，提升設備能力已完全能滿足大(dà)型深井礦山的要求。

2）岩溫和通風降溫。礦山開(kāi)采深度增大(dà),岩溫也随之增高,如日本豐羽銅鋅礦在-600m水平(大(dà)約距地表1200m左右)岩層溫度已超過100℃，但世界許多國家規定井下(xià)溫度不能超過28℃。深井礦山普遍采用加大(dà)井下(xià)通風風量和對井下(xià)空氣進行冷卻降溫，即采用風冷和水冷2種方式，二者中(zhōng)選用其一(yī)還是二者兼之，除了設法降低氣溫的同時，也要重視減少井下(xià)機械設備的散熱量、井下(xià)柴油設備的散熱和井下(xià)制冷設備本身的散熱問題。

3）地壓管理和采礦方法。一(yī)般深井礦山都要建立一(yī)套完整的地壓測量和監控系統，它直接關系到采礦生(shēng)産能否順利進行和生(shēng)産成本的高低。岩爆是深井采礦中(zhōng)碰到的突出問題，爲了預測岩爆，許多礦山都在井下(xià)安裝了微震監控裝置，例如美國日照銀礦就在2254m水平安裝了微震監控裝置，進行24h監控。

4）自燃自爆。深井開(kāi)采還會還到由于礦石溫度開(kāi)高，造成硫化礦石自燃和在裝填炸藥時自爆的現象，也要引起足夠的重視。

我(wǒ)國現階段的非煤礦山的開(kāi)采深度一(yī)般都不超過700~800m，但近年已有一(yī)些埋藏深度達1000m左右的礦床正在開(kāi)發，銅陵有色金屬公司所屬的冬瓜山銅礦床、金川二礦區就包含于其中(zhōng)。

在國外(wài)尤其是發達國家，對礦山環境都采用綜合治理的措施。對礦山排出的廢水、廢氣、廢渣及粉塵、噪聲等均有嚴格的技術标準，許多低品位的礦山，因環保治理費用太大(dà)，而無法建設和投産。

目前，國外(wài)還強調建立無廢料礦山和清潔礦山，德國魯爾工(gōng)業區瓦爾斯姆煤礦就是成功的例子，用洗煤廠的煤泥和煤發電燃燒後的煤灰和破碎後的井下(xià)廢石加入水泥經活化攪拌，用PM泵輸送到井下(xià)充填空區，礦山不向外(wài)排任何固體(tǐ)廢料。

根據情況不同，采用不同的充填料：

1）區域性支護。需采用優質的剛性充填料，減少彈性體(tǐ)積閉合和産生(shēng)岩爆的危害。

2）岩層控制。對充填料質量要求不嚴格，但要求大(dà)範充填，且充填後不應收縮。

3）多礦脈采礦。對充填料的要求是較低的應力狀态下(xià)，充填料應是剛性的，以便使岩層變形位移保持最小(xiǎo)。

4）環境控利。爲保證封閉住上盤以免風流通過采空區，要求充填料不收縮，進行大(dà)面積充填

5）減少廢石提升。在井下(xià)制備和破碎廢石做充填料,從而提高效益。

目前充填要考慮的問題：

1）要集中(zhōng)力量形成實用而可靠的系統。要研究和開(kāi)發有效的充填技術，使充填作業和采礦作業循環有效結合。要重視充填系統的管理工(gōng)作。

2）研究可使現有系統達到優化設計的技術，研究構成優質充填料的粒級分(fēn)布，研究在水力旋流器和破碎方面已有所改進的充填料制備工(gōng)藝流程，研究用于優化充填料的輸送技術如壓力損失、磨損、腐蝕以優化充填系統總體(tǐ)設計。

3）加強對充填料的制備、輸送、充放(fàng)和受載變形過程的定量認識，爲安全、穩定、高效的采礦奠定基礎。目前國際上用的充填工(gōng)藝有：水砂充填、幹式充填、高水固體(tǐ)充填、膠結充填。膠結充填又(yòu)分(fēn)爲：分(fēn)段尾砂水力充填(高濃度自溜輸送)、其他充填料水力充填(高濃度自溜輸送)、全尾砂膏體(tǐ)自溜充填及全尾砂膏體(tǐ)泵送充填。目前國際上推薦的是全尾砂膏體(tǐ)泵送充填。

目前，加拿大(dà)已有12座礦山應用高濃度膏體(tǐ)充填，南(nán)非和澳大(dà)利亞也有新建的膏體(tǐ)充填系統投産。新的充填工(gōng)藝将可以更好地滿足保護資(zī)源、保護環境、提高效益、保證礦山發展的要求。充填采礦在21世紀的礦業發展中(zhōng)将有更加廣泛的前景。

多金屬結核賦存于3000~5000m左右深的海底．要開(kāi)采就必須要有可行的采礦方法。因此，世界各國均把發展可靠的采礦方法放(fàng)在優先位置，并對此進行了大(dà)量的試驗研究，有的甚至還進行了深海中(zhōng)間采礦試驗。從20世紀60年代末至今，國際上已開(kāi)發和試驗了的大(dà)洋采礦方法主要分(fēn)爲連續鏈鬥(CLB)采礦方法、海底遙控車(chē)采礦方法及流體(tǐ)提升采礦方法3類。

1）連續鏈鬥(CLB)采礦方法。該方法是日本人于1967年提出的。該方法較簡單，主要由采礦船、拖纜、索鬥和牽引船組成。按一(yī)定間隔，把索鬥系于拖纜上并放(fàng)人海底，拖纜在牽引船的搬運下(xià)帶着索鬥做下(xià)行、鏟取和上行動作，這種無級繩式循環運轉就構成了連續采集環路。CLB的主要特點是能适應水深的變化保持正常作業。但CLB法的産量隻能達100t/d．遠達不到工(gōng)業開(kāi)采的要求。因此，CLB采礦法于70年代末被放(fàng)棄。

2）海底遙控車(chē)采礦方法。該方法主要是由法國人提出的。海底遙控車(chē)爲無人駕駛潛水采礦車(chē)，主要由集礦機構、自行推進、浮力控制和壓載4大(dà)系統組成。在海面母船的監控下(xià)，采礦車(chē)按照指令潛入海底采集結核，裝滿結核後浮出水面并到母船接受倉卸下(xià)結核，海面母船通常可控制數台采礦車(chē)同時作業。該方法采礦系統投資(zī)大(dà)，産品價值不高，在幾十年内沒有經濟效益情況下(xià)，法國大(dà)洋結核研究開(kāi)發協會已于1983年停止研究，但這種采礦車(chē)的采運原理被視爲有前途的采集技術。

3）流體(tǐ)提升采礦方法。目前國際上較爲認可的是流體(tǐ)提升式采礦方法，且最具有工(gōng)業應用前景。該方法是當采礦船到達采區後，将集礦機和提升管接好并逐步放(fàng)人海船集礦機用于采集海底沉積物(wù)中(zhōng)的結核并進行初步處理，以水力或氣力提升方式使管内的水以足夠的速度向上運動，将結核輸送到海面采礦船上。

随着21世紀人類開(kāi)發利用海洋的到來，大(dà)洋采礦技術顯得尤爲重要。現代高新技術的發展爲大(dà)洋資(zī)源開(kāi)發鋪設了橋梁，它的形成和發展将對世界海洋經濟、文化及人類海洋意識産生(shēng)積極深遠的影響。

關于國外(wài)礦山的采礦技術發展趨勢除了前述的6個方面以外(wài)。還有自然崩落采礦技術日趨完善，應用也在不斷擴大(dà)，另外(wài)在鑿岩爆破方面也有大(dà)量的新技術湧現，礦山岩石力學與工(gōng)程已經作爲一(yī)個獨立的學科。在礦山的建設和生(shēng)産中(zhōng)發揮越來越大(dà)的作用。