芻議地下采礦的幾項新技術

李進立

（興隆縣信息和工業化局，河北 興隆067300）

在礦山挖掘技術不斷進步以及礦石出售量越來越多的情況下，礦石的品味一年不如一年，譬如：在2003 年的時候，提取1 噸銅需要的礦石量是1950 年的5 倍?，F如今，挖掘較深的礦床得到的大部分是有色金屬，開采深度達到2000 米還多。 陸地上的礦產資源逐漸變少，甚至是消失將無法避免，在這種形勢下，向陸地低品位礦開采和深部采礦已經變為采礦業的主流；有關專家預計，到海洋或者是太空中去挖掘礦石將成為本世紀要實施的采礦技術。

1 地下采礦較為先進的技術以及工藝

1.1 自動化操作技術和遙控控制技術

現如今，自動化技術被廣泛使用在各個領域中，促進著生產行業不斷發展以及壯大。 采礦行業具有一定的危險性，假若在該行業中也可以使用自動化技術進行某些操作，那么一定會在很大程度上避免意外事故的發生，削減投資成本。 當前在這方面較為流行的是重型機器自動操作程序，該程序是由加拿大有關人員編碼而成，其主要是通過自動遙控機械的相關知識對機械化礦產生產的程序進行控制。具體操作為：把自動遙控控制系統安放在生產機械的裝備上，并通過返回的信號來了解設備所處的周圍環境，按照不同的環境發送不同的動作指令，進而對機械進行操縱。該采礦技術在很大程度上節約了人力，只需部分人員進行遠程操作就可以實現開采礦石的目的，不僅如此，該技術還大大的提高了工作安全性，防止意外事故的發生。

1.2 澳大利亞的生物采礦技術以及相關應用

目前，澳大利亞的生物工業科學研究部門針對采礦技術已著手于生物學方面的探究。生物上的采礦技術所使用的原理是通過微生物將某些金屬從礦產資源中挖掘出來，這些金屬包括銀、鐵、銅等。當前，狀物技術已經被人們所使用，其主要作用是銅與金的提取。然而，和這個技術比起來，生物方面的采礦技術就顯得簡單多了。 它是把某些微生物或者是蟲子放到需要開采的地方，然后利用它們達到開采礦產資源的目的，不僅如此，通過這種方式還可以在一定程度上削減投資成本，減少對環境的污染，甚至通過這種方式還可以獲得其他開采技術無法獲得的礦產資源。

該采礦技術所使用的微生物具有如下的特點：適應力強；在高壓、高鹽度以及高溫作用下仍可生存；壽命長等。除此之外，它們還可以利用一些化合物或者是硫磺來延續壽命。有關人員如果想要對這類的微生物進行研究，那么就需要到火山周圍去采集，由于火山周圍所處的溫度比較高而且還富含較多的礦物質水，適合微生物生存。

該技術所使用的微生物在進行生理代謝的過程中可以把金屬提取出來，同時還可以起到凈化的作用。 例如有些微生物吞進去的是金屬含有的化合物，排出來的是金屬，然而還有一些微生物吞進去的是金屬內的化合物，排出來的也是金屬中的化合物。 相關人員經過研究發現，微生物所處的溫度越高，其工作效率就越強，因為在溫度非常高的情況下，他們的代謝能力也非常強。雖然和其他技術相比，該采礦技術的工作效率比較低， 但是它的優點在于挖掘時所需成本比較少，而且還減少了能源的浪費、減少了對環境的污染。

1.3 等離子的爆破開采技術

人們大膽設想了一種采礦技術，即等離子爆破開采技術。 研究人員之所以會提出該技術，主要是為了得到一種不會產生雜散、干擾的電流并通過此電流進行巖石爆破。 和以前的化學能采礦技術相比，該技術有其獨特之處。 為了能實現這一目標，相關人員進行了各種各樣的改革，到目前為止，在這方面已經取得了一定的成績，他們研發而成的設備正被人們所使用。 不僅如此，他們還研制了一種軟件以便計量爆破的孔位。 如果該采礦技術能夠被廣泛使用在現代化的采礦行業中，那么一定可以在很大程度上削減投資的成本、降低資源的浪費、減少環境的污染、提升采礦的速度。

2 地下金屬礦山采礦技術發展方向

2.1 地下開采轉為露天開采

毫無疑問的是，露天開采要比地下開采好。 在露天挖掘礦石的過程中，把原本屬于地下開采的部分挪到露天開采，具有非常重要的意義。要想進行露天開采，需要考慮經營資金以及安全問題，譬如使用可削減生產成本的運輸方式，使用能達到安全生產目標的遙控裝備。

2.2 開采智能自動化

對于采礦來說，整體都進行自動化操作還是有些困難的。 然而對于某些設備來說，通過遙控系統予以控制還是相對較易的。 該系統具有的優點為投資成本少、科技含量高。實際上，它是在上述設備的執行機構的基礎上實施改動，將之前的模擬量轉換為數字量，以實現計算機的控制。 然后把攝像頭安放在每臺設備上，以便從各個角度查看設備所處的周圍環境，利于控制者進行遠程操作。 根據當前的研究水平狀況，該技術還是比較容易實現的。

2.3 地下開采運輸轉為露天化

對于我國來說， 有些露天礦礦體的傾斜角度為30 度到50 度之間，處于地下較深的層面，當把露天開采轉換為地下開采時，需要使用豎井或者是斜井，如果基建所需的時間比較長，那么還需要投入更多的資金?？梢栽诼短炜觾冗M行斜坡道開拓，在下面開采汽車進采場，上面采用露天坑的運輸系統的生產模式，通過這種方式，不僅可以完美體現各個設備的優點，而且還可以削減投資成本。

2.4 采用適合的采礦裝置來提高生產效率

在30 年前到40 年前之間，采礦技術均是按照進化的方式發展來的，而不是所謂的改革方式。 此外，在20 世紀60 年代的末期，地下礦山著手使用無軌采礦技術，而現如今，使用的采礦技術有采礦設備的自動化以及遙控技術。

2.5 充填工藝的探究

當前，由國內甚至是國外開發而成的各種高保水速凝材料都存在著共同的缺點，即投資金額大，填充物經風吹日曬容易被破壞等，致使該技術不能被廣泛使用，同時這也是當前亟需要解決的問題。 面對這種形勢，高壓風流態化造漿充填工藝的出現彌補了這一問題，該技術是由新城金礦主辦并研制成功，并具有以下的優點：填充物的濃度比較高、投資金額比較少、自動化操作等等，在未來的日子里將會被普遍使用。 不僅如此，塊石膠結充填也處于迅猛發展的階段。

綜上所述，當前比較先進的采礦技術并不止這些，日本、美國等眾多國家也都有比較先進的采礦技術，并處在研發和使用的階段。 和其他國家相比，還需要對國內的采礦技術進行深入的研究，提升研究水平，主動、積極的學習外國的先進技術以及相關經驗，從而使國內采礦行業有序、健康發展。

［1］周愛民.21 世紀初我國金屬采礦五大對策[C]//中國科協青年科學家論壇報告文集.2012.

［2］吳愛祥.我國地下金屬礦山連續開采技術研究的發展[J].有色礦山,2012(2):l-5.

［3］姚香.關于深部開采技術的探討[J].黃金,2013(2):17.