论金属矿的采矿方法
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作者:张维涛
摘 要：现代社会经济的发展离不开各类金属矿物材料，目前在我国各产业金属材料需求不断增大的大环境下，提高金属矿产资源开采效率和质量至关重要，同时也需要兼顾环境保护和成本把控。本文分别从露天金属矿和地下金属矿两种开采对象入手，探索金属矿开采方法和工艺，并结合行业的发展分析未来金属矿开采方法和技术发展前景。
关键词：金属矿 采矿 方法
中图分类号：TD853.34 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0046-02
我国作为历史悠久国家，早在两千年前，就开始了对各类金属矿物的开采利用。进入现代社会以来，我国广袤的土地资源中，多种金属资源成为支持国家经济产业发展的宝贵财富。同时，为了提升金属矿物采矿效率和质量，我国金属采矿方法和工艺逐步发展，实现了理念和技术方面的突破。同时，随着可持续发展和国家发展战略等方面思想成熟，金属矿开采还充分考虑到了因地制宜和合理成本把控，这都是如今时代环境下支持我国社会经济健康发展的关键。
1 露天金属矿开采方法和工艺技术
1.1 结合松土机和铲运机的开采方法
在离地表较近的露天矿开采过程中，一般可以采用这种方法进行采矿，主要方式是先用松土机来处理浅表土层和矿岩，这样可以避免传统爆破方法对矿层及周边环境的不利影响。然后，使用铲运机来处理矿岩杂质土质，再开采金属矿。可见，铲运机可以从现场清理到矿物开采之间胜任多种工作，且同时具备装载、铲挖、运输、卸载等多种功能，进而能配合松土机实现分层排土、分层开采，具备着高效科学优势[1]。
1.2 陡帮开采
陡帮技术作为基础工程量较少、施工过程较便捷的方法，在露天金属矿开采领域很有应用优势。一般在凹陷露天矿藏地，开采工作初期剥离量比较大，为了让生产过程剥采比例均衡化，投资成本科学化，大多会采用该方法。同时，这种开采方法还可以推迟终边坡暴露时长，大量节省了对终边坡的维护成本，并且，还可以增加最终边坡角，进而能减少剥岩量。
1.3 连续和间断有效集合的开采方法
在露天矿产开采工作中，可以将间断和连续开采方法有效集合起来，使用电铲装载矿石，然后使用破碎机设备破碎矿石，再用运输汽车进行运输，之后通过胶带运输设备将矿石输送到采场外。这种方法特点在于对运输车和运输胶带设备的结合应用，很好发挥了两种设备系统优势。尤其在深凹露天矿开采工作中，这种方法具备高效、便捷、成本可控等优势。例如，在我国东鞍山露天铁矿开采工作中，就是使用的间断和连续有效集合的开采方法。另外，在齐大山铁矿，还开发了可移动式矿岩破碎系统和胶带运输系统，取得了非常优异的开采成绩[2]。
2 地下金属矿开采方法和工艺技术
2.1 空场采矿技术
2.1.1 连续化开采技术
针对部分地下金属矿藏，可以使用连续开采技术，具体来说包括连续回采矿房、连续开采矿体以及连续运输矿石，三个方面保持系统性和连续性，实现一步到位的全工艺流程。首先，回采工艺流程当中，利用该设备系统让出矿、落矿和搬运等工艺实现连续性作业，然后，在落矿、掘进、内部搬运、外部转载、输送等方面也实现连续性作业。连续性采矿技术是如今我国在矿产开采领域重点发展的技术，它为实现采矿产业稳定、高效、安全运营打下了坚实基础。例如，在狮子山铜矿，逐渐建立了一套系统化连续作业开采机制，同时基于该技术系统，也实现了采矿工作管理的系统化。
2.1.2 VCR技术
该方法主要是在矿体开拓之后，使用潜孔钻在上部沿脉平巷进行凿岩处理，向下凿到拉底水平。然后进行下部运输拉底工作，完成后以水平分层方法，进行分段装药爆破，一般封层高度4m左右。以该方法开采出来的矿石，在通过无轨设备进行装载和运输。该方法优势在于工作难度较低且安全性强，同时出矿较容易。该方法在我国安庆铜矿有大量应用，效果出众[3]。
2.2 崩落采矿技术
2.2.1 无底柱分段崩落法
无底柱分段崩落采矿技术是我国比较传统成熟的地下采矿技术，但是随着工艺进步和采矿产业管理要求提升，这种技术也面临着深入优化问题。主要方向在于对进路间距等相关结构参数进行优化。例如，通过增加进路间距，可以减少采掘工程量和工程成本。另外，这种方法实现途径比较简单，无需大范围改造采矿工作管理系统，有很强实践意义。
2.2.2 自然崩落技术
随着现代勘测等相关技术进步，在地下岩层金属矿开采中，可以利用自然崩落技术。其方法主要应用于矿体厚大且容易发生自然崩落的矿床中，主要方法为在矿块进行大面积拉底，让矿体应力平衡被破坏，然后利用其应力变化使矿体自然崩落，便于后续开采。显然，该方法节省了大量前期挖掘、爆破投入，在相关勘测工作达标的基础上，其安全性和效率优势也很突出[4]。
2.2.3 充填采矿法
充填采矿法是如今比较先进且重点发展的技术类型之一，在地下金属矿开采中逐渐有大量应用。其主要是采用相关材料和工艺，将地下矿产采空区进行填充，以加固岩体，同时为上层采矿提供平台和基础。该方法不仅提升了采矿工作安全性和可靠性，同时还降低了采矿行为对地质环境的影响，符合现代安全、生态保護理念。部分矿山使用混凝土假底而后进行尾砂充填，既满足了下向采矿顶板的强度要求，又实现了低成本的快速采矿，是一种理想的采矿方法，山东焦家金矿、吉林吉恩的大岭矿都使用的这种方法。 3 金属矿开采方法及技术发展展望
在我国社会经济飞速发展大环境下，金属矿开采领域得到了大量技术支持，同时传统技术深入优化研究工作也在积极进行。就全球范围来看，我国金属矿采矿技术方法还存在着诸多不足。例如，很多自然和技术条件比较差的地区，采矿装备和技术设备比较缺乏;金属矿开采规模较小、效率低、效益较差;劳动强度大、安全隐患多等。针对这些情况，我国金属矿开采乃至整个矿产开采行业都在积极进行技术升级，主要发展趋势有以下几点。
3.1 技术方向
在技术层面，机械化、智能化、系统化是主要方向，其主要技术原理在于，通过对金属矿产分布状态、地质条件等进行全面勘测，然后结合相关机械设备，设计建立完善的开采系统。例如，开发和应用地下无轨采矿设备、大型露天采矿设备等，全面提升采矿技术效率，确保整体性和连续性[5]。
3.2 安全和效益管理提升
同时，利用信息化和智能化技术，对采矿工作进行实时监控和数据记录，通过专业技术分析，来掌握矿产开采工作进展和状态。尤其是利用各类传感器和信息化系统，对采矿区内部结构和工作状态进行监测，一方面了解和把控采矿工作质量，另一方面也为安全管理工作保驾护航。另外，在未来，信息化智能管理系统还会进入到矿产开采工作效益把控工作中，通过实时数据收集分析，结合多种新兴采矿技术，对投入成本和预算工作进行科学评估，灵活采用多种采矿理念和方法，进而形成较为合理的矿产开采方法体系。
4 结语
综上所述，金属矿产资源作为现代社会发展重要资源之一，有必要在开采理念和技术方法方面不断进步。我国作为金属矿产资源丰富但开采环境较为复杂的国家，需要结合不同地区金属矿产实际自然环境和技术条件，采取科学性、实用性更强的金属矿开采方法。在相关方法应用和深入研究中，需要以提升金属矿开采效率、质量、效益为宗旨，同时也要保证开采工作安全，兼顾社会及生态可持续发展。
参考文献
[1] 刘世吉.提高金属矿地下开采的开采效率分析[J].建筑工程技术与设计，2019（16）：4756.
[2] 王列.我国金属矿开采技术发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2019（13）：3920.
[3] 孙光文.金属矿地下连续开采技术探讨[J].百科论坛电子杂志，2019（5）：333.
[4] 王海庆，李丽，陈玲， 等.基于尾矿库调查的西藏自治区金属礦开采强度分析[J].国土资源遥感，2019，31（2）：218-223.
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