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摘要:金屬礦山由于開采環(huán)境較為復(fù)雜,對采礦工藝與技術(shù)有著較高的要求,但始終存在較大的不穩(wěn)定因素,容易造成安全事故的發(fā)生,所以我國金屬礦山的開發(fā)數(shù)量一直較低。本文就將結(jié)合當前金屬礦山開采中存在的問題,對現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)進行深入分析和探討,期望能夠加強對采礦工藝與技術(shù)的了解和應(yīng)用,起到促進開采質(zhì)量和效果提高的作用,并保障開采的安全性。
關(guān)鍵詞:金屬礦山;采礦工藝;技術(shù)解析
在當前金屬礦山開采情況中主要以地下開采為主,會形成較為封閉和復(fù)雜的開采環(huán)境,不利于開采作業(yè)質(zhì)量和安全保障。這就需要開采工藝與技術(shù)必須嚴格按照技術(shù)要就進行開采,才能夠既滿足開采需求又滿足安全需求[1]。為了更好的促進金屬礦山開采的質(zhì)量和效率,還需要不斷加強對采礦工藝與技術(shù)的研究,尤其是結(jié)合現(xiàn)代化的技術(shù)手段,更好的提高采礦工藝與技術(shù)水平。
1金屬礦山開采中存在的問題
(1)優(yōu)質(zhì)礦源稀少。金屬礦山具有一定的稀缺性,尤其是優(yōu)質(zhì)礦源的稀缺性更高。且我國目前開采的金屬礦山產(chǎn)量也較低,以中型金屬礦山的占比更大,小型金屬礦山的數(shù)量更多。所以在進行金屬礦山開采時,會更注重開采所得的經(jīng)濟收益,造成其他資源耗能過高和固定資產(chǎn)浪費情況。(2)采礦技術(shù)較為落后,由于金屬礦山的分布具有較大的差異性,在部分礦產(chǎn)資源豐富、采礦經(jīng)驗豐富的區(qū)域中,往往能夠掌握更加先進的采礦技術(shù)和設(shè)備,吸引更加專業(yè)的采礦技術(shù)人才。而部分礦產(chǎn)資源較少的區(qū)域中,往往采用更加落后的采礦技術(shù)和設(shè)備,由于開采收益較低,不愿意對采礦技術(shù)和設(shè)備進行升級,使開采效率和質(zhì)量更加降低。(3)造成生態(tài)環(huán)境的破壞。當前我國的金屬礦山開采主要采取地下開采模式,很容易造成地下結(jié)構(gòu)的破壞。還會在開采的過程中產(chǎn)生大量的垃圾和污水,對金屬礦山周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。并且隨著不斷的開采,會導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的枯竭。
2金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)分析
(1)深部開采與原地溶浸采礦技術(shù)。對于超過地下600m深度的礦產(chǎn)資源需要采用深部開采技術(shù)進行開采,隨著深部開采技術(shù)的不斷研究和加強,開采深度也在不斷加深,如今已經(jīng)能夠?qū)Φ叵?50m以下的礦產(chǎn)資源進行開采,使過去無法開采的礦產(chǎn)資源等到更加充分的利用。原地溶浸采礦技術(shù)中包含了采礦、選礦、冶煉等多種技術(shù),能夠?qū)鹘y(tǒng)的礦產(chǎn)資源開采模式改進為直接金屬提取的開采模式。還具有較為廣泛的應(yīng)用性,能夠?qū)Χ喾N金屬礦山進行開采,包括銅礦和金礦在內(nèi)的二十多種金屬礦山[2]。通過對原地溶浸采礦技術(shù)的分析能夠?qū)⑵鋬?yōu)勢總結(jié)為以下四點:第一點是能夠減少開采礦石的工作量,也減少了尾砂和廢石的產(chǎn)生,對于金屬礦山周圍生態(tài)環(huán)境的保護有著突出的優(yōu)勢;第二點是減少了開采礦石后的提出過程,能夠使整個開采過程得以縮短,減少開采作業(yè)的成本,進而具有促進經(jīng)濟收益提高的優(yōu)勢;第三點是能夠在常規(guī)開采技術(shù)無法開采的金屬礦山中進行開采,具有更高的適應(yīng)性優(yōu)勢;第四點是能夠有效改善惡劣的開采環(huán)境,對于開采的安全性有著較大的保護優(yōu)勢。(2)空場采礦技術(shù)。留礦技術(shù)或采礦技術(shù)以外的自然采礦技術(shù)都可以稱作空場采礦技術(shù),主要是在規(guī)劃的采礦區(qū)域內(nèi),預(yù)留出進行礦石提煉的場地后進行礦石的深入開采,然后再對礦石進行提煉。在實際的開采作業(yè)中,采用空場采礦技術(shù)需要滿足一定的基本條件,包括圍巖和礦石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較高、規(guī)定時間內(nèi)的采空區(qū)中能夠存在大面積暴露等??請霾傻V技術(shù)是我國應(yīng)用歷史較長的采礦技術(shù),已經(jīng)形成較為成熟和完善的技術(shù)模式,在當前的金屬礦山開采作業(yè)中,空場采礦技術(shù)的應(yīng)用比例也能夠達到55%左右。在當前對采礦技術(shù)要求不斷提高的情況下,對于采礦技術(shù)也不斷進行改進,并借鑒國外的空場采礦技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗,最終形成了更加科學(xué)化的空場采礦技術(shù)。主要是在傳統(tǒng)空場采礦技術(shù)的基礎(chǔ)之上,先將大塊的礦物資源進行礦柱堆砌后再進行開采,能夠在保障開采質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)之上,使礦物資源的利用率得到更大程度的提高。(3)充填技術(shù)。對于充填技術(shù)的研究有著國內(nèi)外豐富的研究資料,使充填技術(shù)具有更為豐富的技術(shù)可能性。比如在研究資料中,根據(jù)充填體的基礎(chǔ)支護作用,延伸出表面支護、局部支護和總體支護作用;在充填體和圍巖相互作用的基礎(chǔ)之上,通過時間和空間尺度進行階段性的力學(xué)作用機理分析,也就是在圍巖產(chǎn)生位移的情況下,當與充填體接觸形成支撐關(guān)系后,充填體會隨著圍巖位移程度的加重表現(xiàn)出更高的擠密性,從而促進支撐作用的強化,能夠?qū)鷰r的位移情況進行抑制,當圍巖離層受到破壞時,與充填體產(chǎn)生的支撐關(guān)系能夠促進圍巖新壓力拱的形成。通過對充填技術(shù)研究成果的總結(jié)能夠概括出相互產(chǎn)生的力學(xué)作用機理,也就是充填體的密度和剛度更低于圍巖、孔隙率更大于圍巖,能夠?qū)?yīng)力形成更加強勁的吸收和轉(zhuǎn)移作用,并對應(yīng)力進行隔離,保持穩(wěn)定的共同支撐關(guān)系。所以采用充填技術(shù)時,也就是通過充填體和圍巖之間的力學(xué)作用,能夠在抑制圍巖變形和位移的同時不造成應(yīng)力分布的改變,并提供圍巖穩(wěn)定的支撐作用力,使圍巖的受力狀態(tài)和承載能力都得到提高,避免發(fā)生巖體剝落的問題。(4)崩落采礦技術(shù)。崩落采礦技術(shù)還能夠分為無底柱分段崩落技術(shù)與自然崩落技術(shù)兩種技術(shù)類型,區(qū)分的主要依據(jù)就在于具體的使用方式存在較大的差異。其中無底柱分段崩落技術(shù)是從瑞典引進,經(jīng)過我國金屬礦山開采的實際應(yīng)用驗證后逐漸在開采作業(yè)中推廣應(yīng)用。在進行無底柱分段崩落技術(shù)應(yīng)用時,需要做好對結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,如果優(yōu)化存在問題將會直接導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生問題。自然崩落技術(shù)主要是通過巖石的自然應(yīng)力作用形成落礦,能夠發(fā)揮出更大的生產(chǎn)能力,降低開采的成本。在實際的金屬礦山開采作業(yè)中,自然崩落技術(shù)更適用于礦化均勻、礦體厚大和易于崩落的低品位礦山的開采應(yīng)用。
3金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)的安全措施
(1)加強采礦工藝與技術(shù)的安全保障。在進行金屬礦山開采時,需要采用機械設(shè)備進行,對于機械設(shè)備的正常操作和日常維護就要格外重要。也要對操作人員的操作水平進行嚴格要求,并積極開展相關(guān)的培訓(xùn)和考核工作,確保操作人員能夠正確操作機械設(shè)備,避免錯誤操作造成安全事故的發(fā)生。對于機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)、檢修、故障等情況也要做到充分的了解,避免機械設(shè)備的高負荷運行,每次操作機械設(shè)備前要對設(shè)備狀態(tài)進行檢查,如果存在異常及時進行處理。還需要定期對機械設(shè)備進行深入的全面檢查,及時更壞老化、破損等組件,保障機械設(shè)備的良好狀態(tài)。對于爆破作業(yè)中采用的爆破器材必須要采用責(zé)任制進行專人監(jiān)管,由專業(yè)人員對爆破器材進行維護,并由專業(yè)人員進行爆破作業(yè),降低爆破事故的發(fā)生風(fēng)險,提高金屬礦山的開采安全保障。(2)加強開采技術(shù)和設(shè)備的升級優(yōu)化。金屬礦山的開采質(zhì)量和效率會受到開采技術(shù)和設(shè)備的直接影響,所以需要不斷加強技術(shù)的熟練程度,可以通過開采經(jīng)驗的分析和總結(jié),以及對其他優(yōu)秀開采經(jīng)驗的借鑒和學(xué)習(xí),對開采技術(shù)進行不斷的優(yōu)化,促進開采技術(shù)水平的提高。且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,需要加強對開采質(zhì)量和效率提高程度更大的先進技術(shù)的引進和學(xué)習(xí),同時對相應(yīng)的機械設(shè)備進行更新,能夠始終保持開采技術(shù)的高水平狀態(tài)。對于開采技術(shù)的應(yīng)用和管理也要不斷優(yōu)化,對存在問題的管理模式進行調(diào)整,對于技術(shù)人員的責(zé)任意識也要不斷加強,形成具有高技術(shù)水平和高素質(zhì)能力的開采隊伍,能夠有效提高金屬礦山開采的經(jīng)濟收益。
4金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新
(1)構(gòu)建現(xiàn)代化生態(tài)礦業(yè)。在進行金屬礦山開采時,由于會造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境的破壞,容易發(fā)生山體倒塌、雨季滑坡、泥石流等災(zāi)害。如果坍塌范圍與地表大面積相連,還會導(dǎo)致地表的泥石和積水大量涌入開采礦洞中,對開采人員的生命安全造成嚴重威脅?,F(xiàn)代化生態(tài)礦業(yè)能夠更加注重金屬礦山開采和生態(tài)環(huán)境的和諧性,降低開采過程中造成的破壞性影響,既能夠保障生態(tài)環(huán)境的安全,也能夠保障開采人員的生命安全。需要對金屬礦山所在區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)、氣候環(huán)境、地理環(huán)境的情況進行充分的了解,并結(jié)合礦山的開采沉陷理論和地都表的下沉情況進行科學(xué)的計算分析,在對開采作業(yè)進行科學(xué)規(guī)劃,由于主開采的順利進行。(2)保持開采作業(yè)的清潔性。傳統(tǒng)的單一礦山開采方式會對礦山周圍造成嚴重的污染,隨著人們對環(huán)境保護意識的增強,也必須充分意識到清潔的重要性。為了滿足開采作業(yè)的清潔性要求,可以采用以下三種措施進行開采:第一種是對開采人員進行嚴格管理,避免在開采作業(yè)期間對生活垃圾或廢水進行的隨意排放,可以采取集中堆放的方式,定期進行統(tǒng)一處理;第二種是對開采流程進行規(guī)范管理,尤其是對開采技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用流程以及材料的生產(chǎn)流程,通過規(guī)范性的管理制度控制整個環(huán)節(jié)的整潔程度,也使開采流程更加有序;第三種是采用更加綠色環(huán)保的開采技術(shù)和設(shè)備進行開采,減少污染的產(chǎn)生,也降低資源的過度消耗,形成綠色環(huán)保的開采模式。(3)分區(qū)規(guī)劃發(fā)展方向。我國幅員遼闊,不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展形勢、礦產(chǎn)資源產(chǎn)量、氣候和地理條件等都具有較大的差異性,所以為了更好的促進礦業(yè)的發(fā)展,也促進各區(qū)域的發(fā)展平衡,需要根據(jù)實際情況進行分區(qū)規(guī)劃,制定具有針對性的發(fā)展方向,也能夠使經(jīng)濟效益得到更好的保障,同時還有利于新型礦業(yè)模式的推廣,更好的融入到各地區(qū)不同條件下的礦業(yè)中。在經(jīng)濟發(fā)展較好、礦產(chǎn)資源豐富的區(qū)域中,可以加大對礦業(yè)的投入,加強對現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)的應(yīng)用,總結(jié)更多的開采應(yīng)用經(jīng)驗,有利于其他區(qū)域的借鑒學(xué)習(xí)。在經(jīng)濟發(fā)展較差、礦產(chǎn)資源匱乏的區(qū)域中,要注重對開采的監(jiān)測和管控,避免過度開采造成的不良影響等。
5結(jié)語
在金屬礦山的開采中,需要通過現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)滿足開采的需求,也是滿足我國在資源能源產(chǎn)業(yè)方面的需求。本文就對現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)進行了深入的分析和充分的探討,期望能夠為現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)的提高起到參考作用。
參考文獻
[1]曾步青.煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術(shù)分析[J].中國化工貿(mào)易,2019,011(009):63.
[2]肖亞輝.金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術(shù)解析[J].中國化工貿(mào)易,2018,10(019):108.
作者:郭建來 單位:銅源國際工程設(shè)計研究有限公司