孙利
山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东 莱州 261441
摘要: 金属资源是我国各个行业生产活动中的重要基础资源，在国内对金属矿资源需求不断提升的情况下，金属矿开采的规模逐渐扩大，对金属矿开采技术提出了更多新的要求。目前金属矿开采的过程存在较严重的环境破坏问题，比如附近植物遭到破坏、地表环境被破坏等等，严重影响到当地生态环境的可持续发展。同时，在加大金属矿资源开发力度的同时，许多未能得到充分利用的金属矿资源被浪费，不利于我国采矿行业的持续发展。因此，有必要深入分析地下金属矿采矿技术的发展现状，把握好地下金属矿采矿技术的发展方向，使地下金属矿采矿技术能够更好地服务于采矿行业的发展。
关键词：金属矿山;地下开采;技术
引言
在当前金属矿山开采情况中主要以地下开采为主，会形成较为封闭和复杂的开采环境，不利于开采作业质量和安全保障。这就需要开采工艺与技术必须严格按照技术要就进行开采，才能够既满足开采需求又满足安全需求。为了更好的促进金属矿山开采的质量和效率，还需要不断加强对采矿工艺与技术的研究，尤其是结合现代化的技术手段，更好的提高采矿工艺与技术水平。
1地下金属矿开采过程中存在的问题分析
近年来，随着矿山开采技术的不断发展，矿山开采技术在实际的生产活动中体现出一定的积极作用，但是在整个应用过程出现了各种各样的问题，既无法保证矿山开采的整体效率，也容易造成大量的资源浪费。具体来讲，其主要体现在以下几个方面：（1）虽然我国拥有大量的金属资源，但是不同地区的贫富矿差距较大，对矿山资源的利用率有待提升，且矿山资源存在较严重的浪费情况，或是受到某些因素的影响出现过度开采的行为。（2）部分矿山开采技术存在普及度不高的情况，使得部分地区的矿山资源开发效率较低，难以保证矿山资源的充分利用。（3）以往矿山资源的过度开采造成了较严重的环境破坏，且地下开采对水资源环境的影响较大。（4）在我国金属制品需求不断提升的情况下，企业为获取更高的经济效益提高了矿山开采的规模，虽然能够获得短暂的利益，但势必会影响到长远的经济发展及后期的安全风险及环境破坏，且开采技术水平在一定时间内无法得到提升，不利于矿山开采行业的持续发展。
2金属矿山开采关键技术新进展
2.1凿岩爆破技术
凿岩爆破技术是金属矿开采过程中的重要技术，同时在金属矿开采的长期发展中也是一个薄弱的环节。因此，持续提高凿岩爆破效率，对于金属矿山安全高效开采至关重要。目前，凿岩爆破技术仍是地下开采的主要落矿手段，从最初的手工凿岩到气动凿岩机、液压凿岩机、凿岩台车（牙轮钻机、潜孔钻机），乃至现在的凿岩机器人，凿岩技术逐渐从机械化开始向自动化、智能化、环保化方向发展。
精准爆破主要通过孔网参数精细化设计、爆破能耗理论研究及爆破方案模拟构建矿山精准爆破体系；绿色爆破主要采用新型燃烧剂代替炸药，无爆破气体产生，大幅改善了井下空气环境，实现了井下绿色爆破；智能爆破主要通过爆破智能设计、智能装备、爆破振动智能预测及残孔自动识别等共同构成智能爆破系统，实现爆破技术的智能化。在技术不断进步和创新的新时代，凿岩爆破技术已经由传统的方法发展到机械物理破岩等非爆破岩技术。例如采用连续采矿机对中硬及以下矿岩进行机械破岩，工作效率高，施工条件好，有利于地压控制；利用高压水射流/热力破碎的物理破岩技术，克服了单独机械能破岩的限制，不产生粉尘和火花，大幅改善了作业环境。
2.2岩层加固技术
金属矿山主要针对软弱、破碎、高应力的岩层来进行加固］。岩层加固技术可分为被动支护和主动支护，被动支护无法改变岩层内部结构，只能被动承受围岩变形，例如传统的木支护、砌碹支护以及钢拱架支护等；主动支护可以改变岩层内部结构，主动加强岩层自身强度，例如锚杆（锚索）、锚注、锚喷以及锚网喷等支护方式，其中锚注支护、锚喷支护以及锚网喷支护属于复合支护，锚喷支护更是成为了金属矿山岩层的主要加固技术。全长式锚杆和黏结式锚杆复合成全长黏结式锚杆，极大提高了锚固强度，在工程实际中具有很好的推广价值和应用前景；喷射混凝土从以往的干喷发展到如今的湿喷，改善了作业环境，防止了岩层剥落。将喷射混凝土和锚杆进行有效结合，可以在一定范围内控制围岩的自由变形，使围岩应力重新分布，可有效防止岩层剥离掉落。
2.3机器人采矿技术
金属矿山开采将随着深部开采的发展逐渐进入极端环境，人类将无法在现场进行采矿作业，可以在深海采矿机器人发展的基础上，将采矿机器人应用到金属矿山地下开采中。对于金属矿山地下开采，采矿机器人的主要应用方向如下：（1）凿岩机器人。凿岩机器人可以利用提前设计好的程序并配备精准的传感器在矿井的恶劣环境下进行打孔作业，并可以根据要求进行不同类型的钻孔作业，人类在井下能够完成的凿岩作业该机器人均可完成，即可以完全替代人力。这样不仅避免了人类在恶劣的环境中作业，还可以提高工作效率，对于未来金属矿的地下深部开采具有重要意义。（2）喷浆机器人。传统在井下进行喷浆作业由人工使用喷浆的机械设备完成，不仅工作繁重而且对人的健康有着很大的危害，具有很大的不足。将喷浆机器人引入地下矿山的喷浆作业中，不仅可以保证涂喷的质量，还能避免人员亲临现场进行喷浆作业，避免了喷浆作业给人员带来的危害。（3）岩爆监测机器人。在金属矿山地下开采中，岩爆事故一旦发生，将会产生严重的后果，威胁井下工作人员的安全。在未来可以研发一种带有专用传感器的监测机器人，可以灵活移动，监测范围广，可以连续不间断地进行监测，事故突发的先兆可及时被发现，以便及时采取应对措施，保障井下作业安全。
2.4无废化、环保化的绿色开采
根据以往金属矿山开采情况来看，整个矿山开采过程存在较严重的环境污染情况，整个过程产生的污染物和废物数量较大，给当地生态环境的发展带来较大挑战。基于这一情况，我国对矿山开采的节能环保提出了严格的要求，需要顺应“绿水青山就是金山银山”的理念，将矿山开采技术改造为无废开采技术，从而在保证矿山生产活动顺利进行的同时，解决矿山开采中的环境污染问题。目前有些采矿行业发达的国家对矿山环境的综合治理提出了高度的重视性，对矿山生产中的粉尘、废渣、废水等污染物的排放标准作出了严格规定，使得一些品位差的金属矿因治理成本高无法进行开采，这一开采理论也是我国需要学习的，只有将环境治理放在首要位置，发展无废化、环保化的开采技术，才能够促进矿山开采行业的可持续发展。
结束语
综上所述，为适应我国时代发展的要求，需要加强对地下金属矿山开采技术的研究，不断提高矿山开采的技术水平，在满足我国金属制品需求的同时，降低矿山开采造成的环境破坏和资源浪费等问题，使矿山开采行业能够朝着绿色环保化的方向不断发展。为实现这一目的，需要将提高资源利用率作为目标进行矿山开采技术升级，合理科学应用信息化采矿技术及充填采矿技术等，并重视采矿技术与智能化技术的融合，进一步使矿山开采的经济效益及社会效益得以有效提升。
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