浅谈采矿技术现状及未来的发展趋势

宋佳琛，王志凯，苏超，颜春军内蒙古科技大学

浅谈采矿技术现状及未来的发展趋势

宋佳琛1，王志凯2，苏超3，颜春军4
内蒙古科技大学

摘要：现如今，矿业迅速发展，采矿工艺技术不断完善，但仍有许多地方存在效率不高，资源浪费和对生态破坏严重的现象。随着人们对生态越来越重视，这些问题亟待解决。本文对采矿技术现状及未来的发展趋势进行初步探究，希望可以为以后的矿业发展提供一些有参考价值的意见。

关键词：采矿技术；现状；发展趋势

1、采矿技术现状

随着人口数量增长和人民生活水平的提高，人们对矿业产品的需求量也不断增加，随着技术水平的提高，各种矿石的开采量日益增大。“十一五”期间，铁矿石产量从增长到、铜、铝、铅、锌等10种有色金属产量从16.35Mt增长到31.527Mt。截至2010年底，全国尾矿库数量为11946。但我国矿物开采还十分粗放，存在资源浪费和环境污染等现象。所以在矿业经济高速发展的同时，也带来了一定的环境破坏。现如今，人们在重视经济发展的同时，也将生态文明放在了重要的位置上。所以，要将先进的采矿技术与环境保护结合起来，推动矿物合理高效的开采，促进矿业的发展。

2、国内采矿技术分析

当前矿物开采主要有以下五种采矿技术，分别是空场采矿技术、崩落采矿技术、充填采矿技术、溶浸采矿技术和岩体加固技术。以下是这五种采矿技术的宏观操作方法。

2.1空场采矿技术

技术的主要操作方法是，将矿块分成矿房和矿柱再分次进行回采，即开采完矿房再开采矿柱，开采完矿房回采矿柱时利用敞空的方法进行，为了保证矿房的稳定，要充分利用围岩的强度和矿柱的支撑能力，在矿房的矿物开采完成之后要及时对采空区进行处理，为了改善回采矿柱时的采矿条件，用填充料将矿房填充之后利用相应的工艺回采矿柱。

2.2崩落采矿技术

技术的主要操作方法是，用爆破作业法将围岩崩落以达到控制地压的目的，随着采掘工作面不断推进，明确有计划地崩落围岩，并用填充物对采空区进行回填，以实现控制和管理地压的目的。

2.3充填采矿技术

技术的主要操作方法是，在回采工作面推进过程中，利用充填料逐段对采空区进行填充，有些情况下为了维护采空区的稳定，也可采用支护与充填相结合的方法进行充填。充填采空区的主要目的是，利用成型的填充体来控制和管理地压，从而减弱崩落围岩导致的地表沉降现象，也为回采过程提供了更加安全的工作环境。

2.4溶浸采矿技术

技术的主要操作方法是，将矿物的物理特性和化学特性相结合，在所要开采的矿物层中注入溶浸液体，利用化学反应有针对性、选择性地使矿石中的有用组分浸到溶浸液中，再从溶浸液中回收提取出有用成分。这是目前较为先进的采矿技术。

2.5岩体加固技术

技术的主要操作方法是，利用锚索加固更大范围的岩体，锚杆支护一般可以加固岩体表层以下2-3m的范围，而锚索可以深入到岩体表层以下10-20m甚至更多。顶板、大型硐室和溜井中的中等稳定或不稳定围岩更加稳定，使得空场法和充填法更加有效。

3、采矿技术的新进展

随着生态文明不断受到人们的重视，矿产资源无废开采以及对开采产生的自然灾害的控制将成为以后研究方向。在目前的矿产资源开采中，煤炭方面的开采中应用的绿色工艺较多，如三下采煤与减沉技术、煤与煤层气共采技术和保水开采技术等。但从矿物开采整体上看，一些开采技术的研究与发展对以后的矿山绿色开采仍具有重要意义。

3.1地下矿山采场稳定及岩层控制技术

降低废石产率、利用尾矿填充采空区的采矿技术，必须要在保证安全的前提下进行。利用地压检测，数值模拟等高科技技术手段评估采区围岩的稳定性。另外，通过对岩石进行试验和专家系统方法，也可以预测相关的采场围岩的破坏形式，并结合具体情况，选择顶板加固方式，研究废石充填对充填体强度的影响。

3.2无废石开采技术

采过程中对废石的爆破和搬运都是不产生效益的，并且会造成资源和人员的浪费。若将废石搬到地表，则会导致环境的污染和地表的沉降。所以，对于开采中产生的废石应予以关注。在保证安全的基础上，优化采切布置，尽量不把废石运出井口。合理布置开采、运输、填充系统。

3.3地下矿山废石和尾矿混合充填料充填技术

废石不出坑的原则，进行多次试验，以确定填充体中废石的合理比例，并结合充填料中水的渗透试验结果，合理布置填充脱水结构，这样就可以大幅度缩短填充脱水时间。在设计矿山过程中，要合理研究尾矿和废石混合充填料充填系统的研究，以便实现废石不出坑的生产方式。

3.4地下矿山地表沉降塌陷灾害预警系统

系统和地理信息系统是现代地理信息技术的主体，在矿山生产中可以使用3S技术，对地表塌陷区的遥感影像进行判断，并结合地质地貌数据的综合分析，对地下采空区的数据进行记录、监测、管理，并用系统分析和综合分析的方法对矿区的各项数据指标进行处理、分析、评价，以实现灾害预警，达到安全生产的目的。

4、采矿技术未来发展趋势

通过上文的分析和叙述，将现代化的采矿技术运用到矿山生产中可以产生巨大的效益，这并不只是经济效益，还有生态效益，在提高开采质量的同时，也贯彻了生态绿色和低碳环保的理念。现如今，随着“一带一路”战略的实施，促进沿线国家加强基础设施建设，加强能源基础设施互联互通合作，这就将我国的矿山企业推上了国内外市场。这对我国矿山企业来说利弊共存的。面对这样的形势，矿山企业粗放的发展模式已经不能适应未来的发展需要。未来的发展趋势一定是经济与生态并重的，既要大力发展经济，也要维护好生态。所以，我国矿山企业应结合矿山开采的具体情况，在保证安全的基础上，优化选择合理的采矿技术，尽量在矿山开采中应用环保的采矿技术，提升采矿工艺水平，在矿业生产中建设生态文明。