中國(guó)是一個(gè)金屬礦采礦歷史非常悠久的國(guó)家。三千年之前,就已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)鑿井對(duì)銅礦資源進(jìn)行開(kāi)采。兩千多年前,開(kāi)采技術(shù)已非常廣泛地運(yùn)用在礦產(chǎn)資源開(kāi)采當(dāng)中。但近代之后,我國(guó)金屬礦開(kāi)采技術(shù)一直處于長(zhǎng)時(shí)間落后的狀態(tài),礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)大都是經(jīng)過(guò)手工作業(yè)的方式進(jìn)行。
摘 要:伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速進(jìn)步與不斷發(fā)展,人們對(duì)于金屬的需求逐漸提高。但是,目前國(guó)際資源短缺問(wèn)題逐漸加重。這一現(xiàn)狀在很大程度上約束著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。筆者對(duì)我國(guó)目前金屬礦采礦技術(shù)的運(yùn)用狀況和未來(lái)發(fā)展開(kāi)展論述,望提升當(dāng)下的采礦技術(shù)和專業(yè)水平。
關(guān)鍵詞:中級(jí)職稱論文范文機(jī)械,采礦技術(shù),金屬礦發(fā)展趨勢(shì)
直至50年代,金屬礦采技術(shù)才獲得了一定程度的發(fā)展和進(jìn)步。特別是最近三十年,我國(guó)逐漸對(duì)現(xiàn)代化采礦技術(shù)和采礦工藝開(kāi)展了全方位的探究。在露天陡幫的開(kāi)采、連續(xù)和間斷開(kāi)采、分段中深孔的采礦、大直徑深孔的采礦、自然崩落采礦、機(jī)械分層的采礦、溶提采礦、巖體加固和支護(hù)、高效率的礦山充填、井下成套采礦裝備、礦山的防治水、露天的成套采礦裝備等方面都獲得了非常大的成效。為此,我國(guó)金屬礦采礦技術(shù)水平得到了迅猛提升,這將促使金屬礦開(kāi)采技術(shù)的飛速發(fā)展與進(jìn)步。
一、露天開(kāi)采的新技術(shù)和新工藝
(一)陡幫的開(kāi)采
陡幫的開(kāi)采技術(shù)在剛開(kāi)始的時(shí)候剝離量是非常少的,基建工程量也少,最終邊坡暴露時(shí)間和建設(shè)周期非常短。為此,“八五”期間,我國(guó)把陡幫開(kāi)采技術(shù)納入國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目當(dāng)中,在南芬露天礦中開(kāi)展大范圍的工業(yè)試驗(yàn)。這為大中型露天礦技術(shù)的創(chuàng)建、改良及拓建供應(yīng)了充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前,我國(guó)在紫金山、金堆城、眼前山等礦山當(dāng)中選擇使用的大都是陡幫開(kāi)采技術(shù)。
(二)鏟運(yùn)機(jī)和松土機(jī)所進(jìn)行的露天開(kāi)采
此種開(kāi)采技術(shù)大部分適合使用在鋁土礦的開(kāi)采當(dāng)中。這一開(kāi)采技術(shù)的顯著技術(shù)特征是采用松土機(jī)來(lái)對(duì)礦巖開(kāi)展破碎和松散,進(jìn)而替代鑿巖爆破的形式。然而,鏟運(yùn)機(jī)通常是開(kāi)展運(yùn)輸、裝載、卸載。此種采礦工藝技術(shù)非常簡(jiǎn)潔,可以實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”的良好成效。經(jīng)過(guò)開(kāi)展分層鏟裝以實(shí)現(xiàn)分層排土、分層開(kāi)采,進(jìn)而達(dá)到排土和復(fù)墾一體化的完美成效。
(三)間斷和連續(xù)有效集合的開(kāi)采技術(shù)
間斷和連續(xù)有效集合的采礦開(kāi)采技術(shù)通常指的是在工作當(dāng)中使用電鏟對(duì)礦石進(jìn)行裝載,通過(guò)破碎機(jī)破碎和汽車運(yùn)輸之后,把礦石經(jīng)過(guò)膠帶傳輸運(yùn)出采場(chǎng)。此種采礦技術(shù)工藝可以促使膠帶機(jī)和汽車的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)獲得有效地展現(xiàn)。通常選擇開(kāi)采深凹的露天礦。從20 世紀(jì)中后期開(kāi)始,我國(guó)在東鞍山、大孤山等鐵礦以及德興銅礦區(qū)開(kāi)展了間斷和連續(xù)有效集合的開(kāi)采工藝。1997 年,在齊大山鐵礦創(chuàng)建了能夠移動(dòng)的礦巖破碎及膠帶運(yùn)輸系統(tǒng),這一系統(tǒng)的建立代表著我國(guó)開(kāi)采深凹露天礦相關(guān)的開(kāi)采工藝技術(shù)達(dá)到了世界上的先進(jìn)水平。
二、地下開(kāi)采的新工藝和新技術(shù)
(一)空?qǐng)霾傻V的技術(shù)
1.VCR技術(shù)
20世紀(jì)中后期,VCR 技術(shù)(大直徑深孔球狀崩落采礦方法)在我國(guó)的凡口鉛鋅礦首先試驗(yàn)成功。之后,安慶銅礦、金川金屬有限公司、獅子山銅礦、金廠峪金礦中先后使用了VCR技術(shù)。
2.地下金屬采礦的連續(xù)化
連續(xù)開(kāi)采地下金屬礦山通常指的是連續(xù)回采礦房、連續(xù)開(kāi)采礦體(床)、連續(xù)運(yùn)送礦石及連續(xù)的全工藝過(guò)程。在對(duì)金屬礦進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中,真正地實(shí)現(xiàn)了一步到位。在回采的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)出礦、落礦、搬運(yùn)礦石工藝的連續(xù)性作業(yè);實(shí)現(xiàn)了井下礦石的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載、提升等環(huán)節(jié)的連續(xù)化;落礦、掘進(jìn)、運(yùn)搬、出礦、運(yùn)輸?shù)裙に囘^(guò)程連續(xù)化。目前,我國(guó)已在連續(xù)的四個(gè)“五年規(guī)劃”中,把連續(xù)開(kāi)采技術(shù)納入到國(guó)家科技重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目當(dāng)中,并調(diào)動(dòng)了大量的人、物、財(cái)力進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)的理論探究。同時(shí),在鳳凰山銅礦、獅子山銅礦以及安慶銅礦的地下金屬礦山中,進(jìn)行了開(kāi)采技術(shù)的有關(guān)探究,并獲得了非常顯著的成效。
(二)崩落采礦技術(shù)
1.無(wú)底柱的分段崩落方法
目前,我國(guó)的無(wú)底柱分段崩落采礦技術(shù)面臨著深入的優(yōu)化問(wèn)題。優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要方向?yàn)榇偈孤烽g距的逐漸增加。通過(guò)進(jìn)路間距的增加,可以促使采掘工程量在很大程度上縮減。除此之外,可以促使一次性崩礦量的增加,進(jìn)而有效地提升采礦強(qiáng)度,縮減礦石成本,大幅度提升礦山社會(huì)及經(jīng)濟(jì)整體效益。增加進(jìn)路間距具備較強(qiáng)的可操作性,可以大范圍地推廣運(yùn)用。目前,桃沖、程潮、北銘河、板石溝礦山當(dāng)中大都使用了崩落采礦技術(shù),其有著非常大的實(shí)踐意義。
2.自然崩落技術(shù)和方法
自然崩落技術(shù)和方法主要指的是:經(jīng)過(guò)巖石自然應(yīng)力的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)落礦技術(shù),此種采礦技術(shù)具備低采礦成本、高生產(chǎn)性能的諸多優(yōu)勢(shì),特別是其適合使用在礦化均勻、礦體厚大、容易自然崩落的礦床開(kāi)采當(dāng)中。自然崩落技術(shù)的主要原理是:礦塊開(kāi)展大面積拉底之后,會(huì)對(duì)礦塊當(dāng)中的礦體應(yīng)力平衡狀況開(kāi)展一定的損壞,進(jìn)而促使應(yīng)力開(kāi)展重新排列,逐漸形成新平衡拱。此時(shí),拱當(dāng)中的礦石會(huì)由于遭受重力作用出現(xiàn)周期性的脫落。
(三)充填采礦技術(shù)和方法
目前,我國(guó)現(xiàn)已成功研發(fā)出充填采礦新工藝,逐漸領(lǐng)先于世界其他國(guó)家。具有代表性的包括用高水全尾砂速凝固化膠結(jié)來(lái)開(kāi)展充填的技術(shù)、采用粗粒級(jí)水砂進(jìn)行充填的工藝、高濃度全尾砂進(jìn)行自流輸送以及泵壓輸送來(lái)進(jìn)行充填的工藝和技術(shù)、膏體通過(guò)泵送進(jìn)行充填技術(shù)和工藝等。
三、金屬礦采礦技術(shù)的未來(lái)發(fā)展
目前,我國(guó)金屬礦采礦技術(shù)正在迅猛地發(fā)展,并獲得了非常顯著的成效。但是,采礦技術(shù)總體水平依然較低,跟世界先進(jìn)國(guó)家相比,依然存在比較大的距離。主要體現(xiàn)在不少礦山裝備非常滯后、開(kāi)采規(guī)模小、礦山效益低、勞動(dòng)效率低、使用礦產(chǎn)資源率低等方面。為此,進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開(kāi)采及保護(hù)、礦產(chǎn)效益和效率及自然環(huán)境的保護(hù),是21世紀(jì)我國(guó)金屬礦山采礦技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和主要目標(biāo)。
金屬礦采礦技術(shù)的主要發(fā)展方向:大規(guī)模的機(jī)械化采礦、溶浸采礦、深井采礦及充填采礦等新技術(shù)和新工藝。發(fā)展大規(guī)模機(jī)械化采礦主要是為了處理礦山裝備滯后、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、開(kāi)采規(guī)模小等現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題。有效的方法包括發(fā)展大型無(wú)軌地下采礦裝備、大型露天采礦的裝備、高分段崩落采礦、高階段深孔采礦、以及自然崩落采礦的技術(shù)和方法。深井采礦技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)是為了溶浸采礦發(fā)展的主要目標(biāo)是為達(dá)到貧礦資源開(kāi)采方面的根本性需求,進(jìn)而促使礦山總體效益的快速提升。充填采礦技術(shù)發(fā)展是為了對(duì)現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源進(jìn)行有效地合理運(yùn)用,順利實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和資源保護(hù)性開(kāi)采。隨著采礦技術(shù)的逐漸深化及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,必然能夠順利實(shí)現(xiàn)露天地下相聯(lián)合的采礦技術(shù)、自動(dòng)化采礦技術(shù)、無(wú)爆破采礦技術(shù)和連續(xù)性的采礦技術(shù)等在礦產(chǎn)資源開(kāi)采中的有效運(yùn)用。
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