地下礦山開采技術及其趨勢探討

陸忻寧

（河池五吉有限責任公司，廣西 河池 547000）

據相關的調查研究顯示，本國地下的礦山占總礦山的比例較大。隨著開采需求的增加，礦山開采人員的開采作業也在逐漸轉變到地下礦山。時代的發展，人們對生活質量的要求越來越高，追求可持續發展以及節能減排，對地下礦山開采的要求也越來越多，因此地下礦山技術需要進行相應的提升[1]。

1 地下礦山開采概述

地面開采以及地下開采是地下礦山開采系統的主要組成部分。在地面開采系統中，又由不同的系統組成。其中開礦設備以及礦山地面的建筑物，地上的相關情況如相關機器的維修、運輸工具、為地下進行供電的地面設備、對地下進行填充的材料等，另外還包括相關物品的存放的倉庫，工作人員辦公以及生活的場所等。礦塊是地下開采系統的中心，其中主要包括保持內外平衡的壓力系統，如填充、供水、通風、排水、提升等，同時包括地下的炸藥庫、儲藏室、破碎室等。地下礦田是作為開采地下礦山的主要場所，在進行開采過程中，相關的工作人員結合相應的生產需求和實際，對礦田劃分成“井”字狀，進行相應的開礦挖掘。同時，在進行礦山開掘時，需要進行較多的井口設置，對地下礦產安全進行相應的保證，同時也能夠在一定程度上提升地下往地面運輸的效率。此外，受到不同的礦山開采深度的影響，需要工作人員應用不同的技術，由于礦山開采的數量不斷增加，在一定程度上也增加了礦山開采的難度。

在進行相關的礦山開采過程中，主要的地下采礦設備包括鑿巖設備、運輸設備以及礦山挖掘設備。對于鑿巖設備，現階段我國的礦山企業在進行相關的開采過程中，主要應用的礦山設備是氣動鑿巖機，在外國主要應用的鑿巖設備是高效液壓鑿巖機，本國應用較少。現階段，國內雖然已經對液壓鑿巖設備進行相關的自主研究，但在實際的礦山開采生產中，推廣和應用仍然相對較少。小部分的礦山企業在進行開采工作過程中，會使用鑿巖鉆車、臺車，但在一定程度上而言，需要進口，且成本較高。對于國內的運輸設備，大部分的礦山開采企業主要應用的設備是電耙、扒渣機等。僅少量礦山開采企業用到電動鏟運機以及柴油鏟運機，在傳統的礦山生產中應用的電動鏟斗裝巖機以及風動鏟斗裝巖機，還存在生產效率低、經濟效益差等問題。在礦石運送過程中，一部分的礦山生產企業會對立爪式裝巖機、鏟插機進行相應的應用，并結合梭式運輸設備進行礦石運輸工作。在進行礦山生產的過程中，利用鉆機進行采掘作業，開展鉆進工作，這種辦法應用廣泛。現階段國內進行相關的礦山開采過程中，國產機型是應用最為廣泛的鑿巖機，因此在進行未來發展的過程中，相關的研究人員需要注意對國產設備的研發以及推廣。

2 主要的礦山開采技術

科學技術不斷發展，國內的礦山開采技術也在不斷的優化。本節主要對現階段國內主要的礦山開采技術進行相應的分析和介紹。

（1）空場采礦法。空場采礦法是在20世紀80年代我國有色金屬地下開采礦山試驗成功之后，隨后在其它幾個礦區進行相應的應用，從而對采礦的效率進行相應的提升。使本類采礦法的使用比重提升到了55.7%；在世界其它國家金屬礦山地下采礦方法中，空場采礦法應用也是很廣泛的。也較為成熟。在對空場采礦法進行具體的應用過程中，其包括的特點如階段出礦、大采場、深孔、大孔等，在進行開采的過程中，主要依靠的出礦辦法是結合大型的裝載運輸裝備，進行出礦的工作，從而在一定程度上提升了礦山開采的效率。

（2）崩落采礦法。崩落采礦法主要包括自然崩落采礦法以及無底柱崩落采礦法。在進行地下礦山開采的過程中，對自然崩落法進行相應的應用，主要的技術原理是，應用自然崩落法，破壞地下礦山內部的應力平衡，從而增加礦塊大面積拉低，對應力進行相應的集中，從而進行相應的礦山開采工作。對自然崩落法應用的優勢是具有較低的開采成本、開采量大、開采速度較快，主要應用的條件是有較低的礦床，且均勻的礦化，厚大的礦體。作為地下礦山開采的另一種重要的技術，采用無底柱崩落采礦法主要面對的問題是，對結構布置參數進行相應的優化，其次是對斷面進行相應的加大。

現階段國內的礦山生產中，結構布置主要應用的最大參數為20m×20m，不同的礦山結合不同的實際情況都有相應的不同。

（3）充填采礦法。在進行地下礦山開采過程中，應用充填采礦法，設備的大型化以及各工序的機械化是其中表現的主要優勢。充填工藝技術的發展與相應能夠在一定程度上確保地下礦場的大規模生產安全，同時也能夠降低生產成本，提高工作效率。隨著充填采礦法的不斷發展，膠結充填、全尾砂膠結充填等技術有了較好較快的應用。現階段國內的充填采礦技術已經成功的對一部分先進技術進行了相應的應用，如膏體泵送充填技術、粗粒級水砂充填技術、泵壓輸送充填技術等，在進行實際的應用過程中，都取得了良好的成效。

3 地下礦山開采技術未來發展趨勢

隨著需求的不斷增加，對地下礦山開采技術的要求也越來越高，本節主要探討地下礦山開采技術的未來發展趨勢。

（1）自動、高效、大型的采礦設備。在進行地下礦山開采的過程中，作為開采技術的重要組成部分，礦山設備在未來的發展過程中，會呈現出自動、高效、大型的特點。在進行具體的礦山生產過程中，為實現出礦的高效率，對連續采礦以及振動采礦進行相應的實現，會采用高效率的經卷鉆進機修、打孔穿爆設備、鏟運機等設備，同時結合相應的輔助機械，能夠對相應的開采工作實現無軌化、自動化、高效化以及半自動化。

（2）礦山開采深井化。在進行地下礦山開采的過程中，礦山開采深井化也在不斷的顯現。在進行深井采礦過程中，并未形成明確的概念。在進行地下礦山開采過程中，開采深度增加，對開采技術也有更大的要求，因此針對實際的地下礦山生產，深井化發展時相應的開采技術發展的方向。

（3）礦山綜合治理化、環保化。在進行地下礦山開采技術應用過程中，對礦山進行綜合治理以及環保化是其中的另一個未來發展趨勢。對于發達國家的礦山開采，已經采取綜合治理礦山環境的綜合治理方法，在各方面的治理過程中，能夠結合嚴格的技術標準對廢氣、廢渣、廢水以及粉塵等方面進行相應的治理，對礦山中已經廢氣的尾礦壩以及廢石場等都結合了相應的措施進行綠化。

（4）礦山智能化以及數字化。在地下礦山開發的過程中，智能化以及數字化也是未來發展的趨勢之一。在地下礦山開采的過程中，結合礦山的具體情況，對其進行數字化即是對相關的礦山進行統一的認識。在發展的過程中，具有效率高、信息化高的優勢和特點。作為數字礦山的核心，企業網作能夠將相應的軟件進行應用，采用的手段主要是自動采集系統，礦產開發的信息化和產業化是最主要的目的。同時，觀賞性在一定程度上也可以被增強。

4 總結

綜上所述，需求的增加，使得人們對地下礦山生產的需求也越來越大。因此在進行具體的礦山生產過程中相關的研究人員以及工作人員需要結合具體的情況，對相應的礦產資源進行充分的回收利用，對相應的技術進行有效的推廣和應用，對環境進行良好的治理，促進礦產行業的發展。