隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求不斷增加，目前不管是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都把占有資源、開(kāi)發(fā)資源作為戰(zhàn)略性措施來(lái)考慮。因此，礦業(yè)開(kāi)發(fā)涌現(xiàn)了大量高效、安全、低成本的采礦技術(shù)和方法，需緊跟先進(jìn)技術(shù)的步伐，開(kāi)發(fā)好資源。

（一）地下礦山的智能化

 

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

 

以瑞典基律納鐵礦為例。基律納鐵礦以產(chǎn)高品

位（含鐵率超過(guò)70%）鐵礦石著名，是目前世界上最大的鐵礦山之一。其鐵礦開(kāi)采已有70多年的歷史，現(xiàn)已由露天開(kāi)采轉(zhuǎn)為地下開(kāi)采。基律納鐵礦智能化主要得益于大型機(jī)械設(shè)備、智能遙控系統(tǒng)的投入使用，以及現(xiàn)代化的管理體系，高度自動(dòng)化和智能化的礦山系統(tǒng)和設(shè)備是確保安全高效開(kāi)采的關(guān)鍵。

 

1）開(kāi)拓。基律納鐵礦采用豎井＋斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓，礦山有3條豎井，用于通風(fēng)、礦石和廢石的提升，人員、設(shè)備和材料主要用無(wú)軌設(shè)備從斜坡道運(yùn)送。主提升豎井位于礦體的下盤(pán)，到目前為止，采掘面和主運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)下移了6次，目前的主要運(yùn)輸水平在1045m水平。

2）鉆孔裝藥及爆破。巷道掘進(jìn)采用鑿巖臺(tái)車，臺(tái)車裝有三維電子測(cè)定儀，可實(shí)現(xiàn)鉆孔精確定位。采場(chǎng)鑿巖采用瑞典阿特拉斯公司生產(chǎn)的SimbaW469型遙控鑿巖臺(tái)車，孔徑150mm，最大孔深55m，該車采用激光系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，無(wú)人駕駛，可24h連續(xù)循環(huán)作業(yè)。年崩礦量可達(dá)300萬(wàn)t。

 

3）礦石遠(yuǎn)程裝載和運(yùn)輸與提升。基律納鐵礦采場(chǎng)鑿巖、裝運(yùn)和提升都已實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化作業(yè)，鑿巖臺(tái)車和鏟運(yùn)機(jī)都已實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。礦石裝載采用山特維克/湯姆洛克生產(chǎn)的Toro2500E型遙控鏟運(yùn)機(jī)，單臺(tái)效率為500t/h。井下運(yùn)輸系統(tǒng)有膠帶運(yùn)輸和有軌自動(dòng)運(yùn)輸2種類型。有軌自動(dòng)運(yùn)輸一般由8列礦車組成，礦車為連續(xù)裝、卸載的自動(dòng)化底卸車，膠帶輸送機(jī)自動(dòng)將礦石從破碎站運(yùn)送到計(jì)量裝置中，與豎井箕斗完成裝載和卸礦，整個(gè)過(guò)程均為遠(yuǎn)程控制。

（三）深井開(kāi)采技術(shù)

 

隨著資源量的不斷減少，目前采礦的深度越來(lái)越深，采深到1000m以下，帶來(lái)了許多在淺部采礦沒(méi)遇到的困難和問(wèn)題，如地壓增大，巖溫增高，同時(shí)，提升、排水、支護(hù)、通風(fēng)等方面的困難也隨著增大。

 

深井礦山常見(jiàn)問(wèn)題：

 

1）提升能力。開(kāi)采深度增大，首先碰到的就是礦井的提升能力問(wèn)題，目前的提升機(jī)一次提升最大高度已超過(guò)2000m，如加拿大某一次提升的最深礦井已深達(dá)2172m，南非某金礦的一條豎井己深達(dá)2310.4m。目前，提升設(shè)備能力已完全能滿足大型深井礦山的要求。

 

2）巖溫和通風(fēng)降溫。礦山開(kāi)采深度增大,巖溫也隨之增高,如日本豐羽銅鋅礦在-600m水平(大約距地表1200m左右)巖層溫度已超過(guò)100℃，但世界許多國(guó)家規(guī)定井下溫度不能超過(guò)28℃。深井礦山普遍采用加大井下通風(fēng)風(fēng)量和對(duì)井下空氣進(jìn)行冷卻降溫，即采用風(fēng)冷和水冷2種方式，二者中選用其一還是二者兼之，除了設(shè)法降低氣溫的同時(shí)，也要重視減少井下機(jī)械設(shè)備的散熱量、井下柴油設(shè)備的散熱和井下制冷設(shè)備本身的散熱問(wèn)題。

 

3）地壓管理和采礦方法。一般深井礦山都要建立一套完整的地壓測(cè)量和監(jiān)控系統(tǒng)，它直接關(guān)系到采礦生產(chǎn)能否順利進(jìn)行和生產(chǎn)成本的高低。巖爆是深井采礦中碰到的突出問(wèn)題，為了預(yù)測(cè)巖爆，許多礦山都在井下安裝了微震監(jiān)控裝置，例如美國(guó)日照銀礦就在2254m水平安裝了微震監(jiān)控裝置，進(jìn)行24h監(jiān)控。

 

4）自燃自爆。深井開(kāi)采還會(huì)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(shí)自爆的現(xiàn)象，也要引起足夠的重視。

 

我國(guó)現(xiàn)階段的非煤礦山的開(kāi)采深度一般都不超過(guò)700~800m，但近年已有一些埋藏深度達(dá)1000m左右的礦床正在開(kāi)發(fā)，銅陵有色金屬公司所屬的冬瓜山銅礦床、金川二礦區(qū)就包含于其中。

（四）礦山環(huán)保工作

 

在國(guó)外尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)礦山環(huán)境都采用綜合治理的措施。對(duì)礦山排出的廢水、廢氣、廢渣及粉塵、噪聲等均有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，許多低品位的礦山，因環(huán)保治理費(fèi)用太大，而無(wú)法建設(shè)和投產(chǎn)。

 

目前，國(guó)外還強(qiáng)調(diào)建立無(wú)廢料礦山和清潔礦山，德國(guó)魯爾工業(yè)區(qū)瓦爾斯姆煤礦就是成功的例子，用洗煤廠的煤泥和煤發(fā)電燃燒后的煤灰和破碎后的井下廢石加入水泥經(jīng)活化攪拌，用PM泵輸送到井下充填空區(qū)，礦山不向外排任何固體廢料。

（五）充填采礦技術(shù)

 

根據(jù)情況不同，采用不同的充填料：

 

1）區(qū)域性支護(hù)。需采用優(yōu)質(zhì)的剛性充填料，減少?gòu)椥泽w積閉合和產(chǎn)生巖爆的危害。

 

2）巖層控制。對(duì)充填料質(zhì)量要求不嚴(yán)格，但要求大范充填，且充填后不應(yīng)收縮。

 

3）多礦脈采礦。對(duì)充填料的要求是較低的應(yīng)力狀態(tài)下，充填料應(yīng)是剛性的，以便使巖層變形位移保持最小。

 

4）環(huán)境控利。為保證封閉住上盤(pán)以免風(fēng)流通過(guò)采空區(qū)，要求充填料不收縮，進(jìn)行大面積充填

 

5）減少?gòu)U石提升。在井下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(wèn)題：

 

1）要集中力量形成實(shí)用而可靠的系統(tǒng)。要研究和開(kāi)發(fā)有效的充填技術(shù)，使充填作業(yè)和采礦作業(yè)循環(huán)有效結(jié)合。要重視充填系統(tǒng)的管理工作。

 

2）研究可使現(xiàn)有系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)，研究構(gòu)成優(yōu)質(zhì)充填料的粒級(jí)分布，研究在水力旋流器和破碎方面已有所改進(jìn)的充填料制備工藝流程，研究用于優(yōu)化充填料的輸送技術(shù)如壓力損失、磨損、腐蝕以優(yōu)化充填系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。

 

3）加強(qiáng)對(duì)充填料的制備、輸送、充放和受載變形過(guò)程的定量認(rèn)識(shí)，為安全、穩(wěn)定、高效的采礦奠定基礎(chǔ)。目前國(guó)際上用的充填工藝有：水砂充填、干式充填、高水固體充填、膠結(jié)充填。膠結(jié)充填又分為：分段尾砂水力充填(高濃度自溜輸送)、其他充填料水力充填(高濃度自溜輸送)、全尾砂膏體自溜充填及全尾砂膏體泵送充填。目前國(guó)際上推薦的是全尾砂膏體泵送充填。

 

目前，加拿大已有12座礦山應(yīng)用高濃度膏體充填，南非和澳大利亞也有新建的膏體充填系統(tǒng)投產(chǎn)。新的充填工藝將可以更好地滿足保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境、提高效益、保證礦山發(fā)展的要求。充填采礦在21世紀(jì)的礦業(yè)發(fā)展中將有更加廣泛的前景。

 

4）遙控混凝土噴射技術(shù)及支護(hù)加固技術(shù)。巷道支護(hù)采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，由遙控混凝土噴射機(jī)完成，錨桿和鋼筋網(wǎng)安裝使用錨桿臺(tái)車。

（二）溶浸技術(shù)應(yīng)用日益廣泛

 

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

 

美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)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(guó)為例，美國(guó)采用原地爆破浸出銅的礦山就有20多個(gè)。例如：內(nèi)華達(dá)州的邁克礦，亞利桑那州的佐尼亞銅礦日產(chǎn)銅均在2.2t以上，蒙大那州的巴特礦和銅皇后分礦日產(chǎn)銅金屬為10.9~14.97t，美國(guó)溶浸銅產(chǎn)量占總產(chǎn)量的20%以上，黃金產(chǎn)量超過(guò)30%，鈾產(chǎn)量絕大部分也來(lái)自溶浸采礦。