刍议地下采矿的几项新技术

李进立

（兴隆县信息和工业化局，河北 兴隆067300）

在矿山挖掘技术不断进步以及矿石出售量越来越多的情况下，矿石的品味一年不如一年，譬如：在2003 年的时候，提取1 吨铜需要的矿石量是1950 年的5 倍。现如今，挖掘较深的矿床得到的大部分是有色金属，开采深度达到2000 米还多。 陆地上的矿产资源逐渐变少，甚至是消失将无法避免，在这种形势下，向陆地低品位矿开采和深部采矿已经变为采矿业的主流；有关专家预计，到海洋或者是太空中去挖掘矿石将成为本世纪要实施的采矿技术。

1 地下采矿较为先进的技术以及工艺

1.1 自动化操作技术和遥控控制技术

现如今，自动化技术被广泛使用在各个领域中，促进着生产行业不断发展以及壮大。 采矿行业具有一定的危险性，假若在该行业中也可以使用自动化技术进行某些操作，那么一定会在很大程度上避免意外事故的发生，削减投资成本。 当前在这方面较为流行的是重型机器自动操作程序，该程序是由加拿大有关人员编码而成，其主要是通过自动遥控机械的相关知识对机械化矿产生产的程序进行控制。具体操作为：把自动遥控控制系统安放在生产机械的装备上，并通过返回的信号来了解设备所处的周围环境，按照不同的环境发送不同的动作指令，进而对机械进行操纵。该采矿技术在很大程度上节约了人力，只需部分人员进行远程操作就可以实现开采矿石的目的，不仅如此，该技术还大大的提高了工作安全性，防止意外事故的发生。

1.2 澳大利亚的生物采矿技术以及相关应用

目前，澳大利亚的生物工业科学研究部门针对采矿技术已着手于生物学方面的探究。生物上的采矿技术所使用的原理是通过微生物将某些金属从矿产资源中挖掘出来，这些金属包括银、铁、铜等。当前，状物技术已经被人们所使用，其主要作用是铜与金的提取。然而，和这个技术比起来，生物方面的采矿技术就显得简单多了。 它是把某些微生物或者是虫子放到需要开采的地方，然后利用它们达到开采矿产资源的目的，不仅如此，通过这种方式还可以在一定程度上削减投资成本，减少对环境的污染，甚至通过这种方式还可以获得其他开采技术无法获得的矿产资源。

该采矿技术所使用的微生物具有如下的特点：适应力强；在高压、高盐度以及高温作用下仍可生存；寿命长等。除此之外，它们还可以利用一些化合物或者是硫磺来延续寿命。有关人员如果想要对这类的微生物进行研究，那么就需要到火山周围去采集，由于火山周围所处的温度比较高而且还富含较多的矿物质水，适合微生物生存。

该技术所使用的微生物在进行生理代谢的过程中可以把金属提取出来，同时还可以起到净化的作用。 例如有些微生物吞进去的是金属含有的化合物，排出来的是金属，然而还有一些微生物吞进去的是金属内的化合物，排出来的也是金属中的化合物。 相关人员经过研究发现，微生物所处的温度越高，其工作效率就越强，因为在温度非常高的情况下，他们的代谢能力也非常强。虽然和其他技术相比，该采矿技术的工作效率比较低， 但是它的优点在于挖掘时所需成本比较少，而且还减少了能源的浪费、减少了对环境的污染。

1.3 等离子的爆破开采技术

人们大胆设想了一种采矿技术，即等离子爆破开采技术。 研究人员之所以会提出该技术，主要是为了得到一种不会产生杂散、干扰的电流并通过此电流进行岩石爆破。 和以前的化学能采矿技术相比，该技术有其独特之处。 为了能实现这一目标，相关人员进行了各种各样的改革，到目前为止，在这方面已经取得了一定的成绩，他们研发而成的设备正被人们所使用。 不仅如此，他们还研制了一种软件以便计量爆破的孔位。 如果该采矿技术能够被广泛使用在现代化的采矿行业中，那么一定可以在很大程度上削减投资的成本、降低资源的浪费、减少环境的污染、提升采矿的速度。

2 地下金属矿山采矿技术发展方向

2.1 地下开采转为露天开采

毫无疑问的是，露天开采要比地下开采好。 在露天挖掘矿石的过程中，把原本属于地下开采的部分挪到露天开采，具有非常重要的意义。要想进行露天开采，需要考虑经营资金以及安全问题，譬如使用可削减生产成本的运输方式，使用能达到安全生产目标的遥控装备。

2.2 开采智能自动化

对于采矿来说，整体都进行自动化操作还是有些困难的。 然而对于某些设备来说，通过遥控系统予以控制还是相对较易的。 该系统具有的优点为投资成本少、科技含量高。实际上，它是在上述设备的执行机构的基础上实施改动，将之前的模拟量转换为数字量，以实现计算机的控制。 然后把摄像头安放在每台设备上，以便从各个角度查看设备所处的周围环境，利于控制者进行远程操作。 根据当前的研究水平状况，该技术还是比较容易实现的。

2.3 地下开采运输转为露天化

对于我国来说， 有些露天矿矿体的倾斜角度为30 度到50 度之间，处于地下较深的层面，当把露天开采转换为地下开采时，需要使用竖井或者是斜井，如果基建所需的时间比较长，那么还需要投入更多的资金。可以在露天坑内进行斜坡道开拓，在下面开采汽车进采场，上面采用露天坑的运输系统的生产模式，通过这种方式，不仅可以完美体现各个设备的优点，而且还可以削减投资成本。

2.4 采用适合的采矿装置来提高生产效率

在30 年前到40 年前之间，采矿技术均是按照进化的方式发展来的，而不是所谓的改革方式。 此外，在20 世纪60 年代的末期，地下矿山着手使用无轨采矿技术，而现如今，使用的采矿技术有采矿设备的自动化以及遥控技术。

2.5 充填工艺的探究

当前，由国内甚至是国外开发而成的各种高保水速凝材料都存在着共同的缺点，即投资金额大，填充物经风吹日晒容易被破坏等，致使该技术不能被广泛使用，同时这也是当前亟需要解决的问题。 面对这种形势，高压风流态化造浆充填工艺的出现弥补了这一问题，该技术是由新城金矿主办并研制成功，并具有以下的优点：填充物的浓度比较高、投资金额比较少、自动化操作等等，在未来的日子里将会被普遍使用。 不仅如此，块石胶结充填也处于迅猛发展的阶段。

综上所述，当前比较先进的采矿技术并不止这些，日本、美国等众多国家也都有比较先进的采矿技术，并处在研发和使用的阶段。 和其他国家相比，还需要对国内的采矿技术进行深入的研究，提升研究水平，主动、积极的学习外国的先进技术以及相关经验，从而使国内采矿行业有序、健康发展。

［1］周爱民.21 世纪初我国金属采矿五大对策[C]//中国科协青年科学家论坛报告文集.2012.

［2］吴爱祥.我国地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J].有色矿山,2012(2):l-5.

［3］姚香.关于深部开采技术的探讨[J].黄金,2013(2):17.