地下金属采矿科学技术的发展趋势

发表时间:2021/2/25   来源:《工程管理前沿》2020年32期   作者:谭艺
[导读] 通过广大采矿科技人员的不断努力,推动了地下金属采矿科学技术的发展
        谭艺
        会理县应急管理局 615100
        摘要:通过广大采矿科技人员的不断努力,推动了地下金属采矿科学技术的发展。现阶段的地下金属采矿技术基于崩落、空场以及充填上,再结合地下金属矿产的详细状况,经过不断的对这些采矿技术进行革新,逐步形成了多样化符合国内地下金属资源开采的组合方式,并且在地下开采金属资源的过程中,高度重视减少对自然生态环境的破坏[1]。
        关键词:地下金属;采矿;科学技术;发展趋势
        1引言
        现阶段,我国大部分金属矿产的埋藏较深,为了保证矿产开发的安全性、经济性,采用科学的地下金属矿采技术非常重要。本文主要分析地下金属矿采矿科学技术的具体应用,进一步提高矿产资源开发的安全性、经济性。
        2地下金属矿山开采现状
        2.1采矿技术落后
        在一些老矿山与小矿山中,由于采矿技术比较落后、设备老旧等,在一定程度上影响矿业发展速度。现阶段,我国大型先进矿山主要集中在西部地区与内地,与老矿山与小矿山相比,该地区的采矿技术比较先进,已经达到了国家发展水平。由于采矿技术比较落后,不仅会影响该地区的生态环境质量,而且降低矿产资源的利用率。
        2.2资源分布不均匀
        我国的矿产资源比较匮乏,大型地下金属矿内部的矿产资源较少。在一些大型矿山中,企业为了提升自身的经济效益,主要开采富矿,降低了矿产资源的利用率。为了保证矿产资源得到更好的利用,矿山企业要运用先进的地下金属矿采矿科学技术,不断提高矿产资源的开采率[2]。
        2.3生态环境破坏比较严重
        运用不合理的地下金属矿采矿科学技术,会对生产环境产生一定的破坏,影降低土地资源的利用率。另外,在矿产开采的过程中,会破坏地下水资源,影响该地区居民的生活质量。由于地下矿产开采会严重破坏生态环境,矿产开采人员在实际工作中,要结合该地区的环境特点,尽量选择破坏性较小的地下金属矿采矿方法与环境治理方案,保证居民的生活质量。
        3金属矿山采矿方法选择及影响因素分析
        3.1矿体种类
        
        金属矿山按矿石颜色可分为黑色、有色、贵金属三种矿产,黑色矿以铁矿为主,有色矿以钳、锌、铜、铝等为主,贵金属矿以金、银为主。金属矿体不同,采矿方法也不一样,铁矿因价值低,多采取空场开采法及崩落开采法;有色金属矿还有贵金属矿因价值高,多采取填充开采法,这样按照矿体种类选择开采方法可提高开采效益。
        3.2地应力
        地应力指的是采矿时导致低下岩体及采矿结构破坏变形的根本作用力。地下开采时只有对开采区地应力状态条件充分掌握,才能对矿山中金属总体分布合理确定,并获取正确的开采方法,可依据开采方法及地应力确定开挖步骤,支护结构参数及支护的形式,这样才能在开采时确保围岩稳定,才能对矿山矿产最大限度开采,提高开采效益。之所以说地应力参数在地下开采中比较重要主要是因为地应力为确定矿山开采巷道及采场最佳形状的主要参数,巷道及采场走向应同最大主应力方向保持平行。
        3.3工程地质条件
        矿山开采前需对矿山工程地质条件进行充分考察,只有对矿山地质条件充分了解,才能确定矿山采场构成要素,才能对矿山岩石物理力学性质掌握清楚,只有掌握这些才好根据这些条件来判定矿山开采方法。工作人员在进行矿山工程地质条件考察时需从岩体结构、岩体分布、岩体裂缝、断层,矿山地下水等着手,做好每项调查,因为这些项目条件都会对采矿方法选择造成影响。


        4地下金属采矿科学技术的发展趋势
        4.1松软破碎矿床综合采矿技术
        对于松软破碎这类矿床而言,在金属开采过程中难度高。特别是在进行岩层控制,运用采矿方法,对采空区进行处理,应对地压灾害以及对巷道进行维护等多个方面,目前是广大采矿科技工作者正在探索的课题,这就要求我们研究出科学、合理、高效的松软破碎矿床综合采矿技术,加大科技创新力度,力求完成松软破碎矿床的高质、安全开采。
        4.2数字化、智能化采矿技术
        伴随无人采矿技术的更新,可视化技术的推动、3S技术(包含RS、GPS以及GIS)技术的发展,虚拟现实技术的出现,使得在地下金属采矿过程中,数字化应用更加广泛。通过运用这些先进的技术,不仅能对矿山的信息进行整合,还可以对计算技术与产业遥控技术进行优化,从而利于完善地下金属资源的开采方案。通过科学的开采方案,可以对机器摆放资源进行合理设计,并且发展遥控工艺以及机器的支持体系,能够全面、实时、动态、准确、快速的了解矿产资源的储存量及变化,进一步保证地下金属采矿的科学性、合理性,并且起到保护生态资源的重要作用,实现地下金属矿产资源的可持续发展。
        4.3深井采矿技术
        随着我国经济的快速发展,促进了工业的大发展。在工业的发展过程中对于金属矿产资源的需求量日渐增多。最近几年来,通过不加节制的对地下金属资源进行开采,导致国内大部分地区浅层的金属资源逐渐枯竭。为此,我国开始将目光转向深层的金属矿产资源,即将进行深度采矿。因此,发展和研究深井开采技术具有迫切性及重要性,促进现代化社会经济的发展。
        4.4复杂富水矿床开采技术
        由于有些地下金属矿产分布区域含有丰富的水资源,使得在开采过程中难度增加。为此,我们可以运用检测预警遥感技术,既可以实时的了解地下水位与地下压力的变化规律,也可以对复杂富水矿床的突水机理进行有效预防,保证地下金属资源开采的安全性、可靠性。具体的预防方法可以选用三种耦合分解技术,即岩层变形、应力以及渗流技术,进一步体现施工技术、施工工艺的可执行性。
        4.5难采残留矿技术
        在以往的地下金属矿产资源开采中,容易受到传统施工技术水平的限制,加之乱采乱挖的现象较为严重,使得采场区域内仍然存留有大量的金属矿产资源。伴随金属资源的需要量越来越大,我们务必要节约能源,提高能源的开采率。因此,国内加大开采残留金属矿产资源的力度。但是,由于残留矿有一定的开采难度,具体表现在残留矿缺乏稳定性,遗留有许多无矿区,伴有之前未处理的矿柱。所以说,要想有效的开采残留矿产资源,应当发展先进的空矿区勘探技术、残留矿开采基础再造技术、残留矿检测预警技术、复杂矿柱收接技术、大参数整体落蹦技术等。这些技术的发展,可以提高金属矿产资源的利用率,提高采矿技术的水平,进一步实现企业经济效益的最大化。
        4.6矿产资源保护技术
        我国存在诸多露天矿境界矿山,由于该类矿山开采比较晚,容易受到施工技术或者经济条件的制约,使得露天矿境界储存有大量的金属矿产资源。一旦扩展境地,不仅对矿山经济指标构成恶劣的影响,还会征用到更多的土地资源,给自然生态环境带来了严重的破坏。为此,我们可以选用灰色体系方法,对复杂的采场顶板进行遥控。我们还可以采取声发射和地压和位移检测融合技术,保证有效的保护矿产资源,同时合理开发利用矿产资源。此外,我们还要重视无废采矿技术的更新。通过利用无废采矿技术保护矿产资源,减少对自身生态环境的破坏,从而实现企业经济的可持续发展。
        结语
        综上所述,通过详细分析松软破碎矿床开采技术、大水矿床开采综合技术与地下空间改建矿库技术,能够保证地下金属矿开采的安全性及经济效益,减轻开采人员的工作压力,提高其工作效率,降低矿山生产对环境的破坏,响应绿水青山就是金山银山的倡导。但是,对于金属矿开采人员来说,在实际工作中,仍然会遇到很多问题,如开采环境恶劣、开采技术不合理等,这就需要开采人员在原有的基础之上,不断学习先进的金属矿开采技术,从而推动我国矿山企业能够更加稳定的发展。
        参考文献
        [1]饶强,胡殿宇,蔡福源.地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势探讨[J].才智,2013,2(10):152-153.
        [2]章林.我国金属矿山露天采矿技术进展及发展趋势[J].金属矿山,2016,7(16):20-25.
        [3]杨麟.我国地下金属矿山采矿技术的发展与展望[J].山东工业技术,2016,20(6):123-130.
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