论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了我国采矿技术的成就，阐述了对今后矿山开采发展建议。
关键词：矿床开采；铜矿；爆破技术；
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
1目前的采矿技术成就
1.1 地压监测与支护技术
(1)岩体加固技术。锚杆支护一般只加固岩石表层2～3m，锚索则可深入到岩体内部10～20m以上，加固更大范围的岩体。采场上下盘围岩及顶板，大型地下硐室及溜井，使中等乃至不稳固的岩体通过锚索加固而变为稳固，这对上向充填法和空场法的扩大应用发挥了重要作用。通过注浆加固极其破碎的岩体乃至流砂，使井巷得以顺利通过。
(2)喷锚(网)支护。随着对喷锚支护机理认识的深化，锚杆类型的广泛开发施工机械化的完善、成熟，喷锚(网)支护已广泛用于井巷、硐室及采场支护，成为岩层支护最主要、最有效和最经济的手段。
(3)采场冒顶监测。长期以来，采场的顶板管理全凭经验的“敲帮问顶”，对局部的岩块冒落判定比较有效，但无法确定时间。
1.2 凿岩爆破技术
(1)大直径深孔爆破。我国于1981年首先在凡口铅锌矿试验VCR法落矿成功后，即在金川、白银、大厂和铜陵等地的矿山推广应用。为解决VCR法的爆破次数频繁、装药爆破工序复杂及需用高威力、高密度炸药等缺点，很快发展成VCR法爆破拉槽、柱状药包侧向崩矿的方案，使大直径深孔爆破落矿更加完善和经济。
(2)中深孔爆破技术。中深孔爆破一般使用扇形深孔，由于孔口和孔底的炸药分布不均匀，常在孔底部分产生大块。为此试验推广了挤压爆破、宽孔距爆破、孔底起爆和孔底空腔爆破等一系列新技术，有效地提高了爆破质量。
(3)控制爆破技术。光面爆破已广泛用于井巷及硐室工程，也成为露天矿最终边坡形成不可缺少的爆破技术。安庆铜矿在大直径深孔采矿中，率先在间柱侧使用预裂爆破，保证了矿柱的规整和稳定性，降低了间柱回采时的损失贫化，带来的经济效益远超过光面爆破所增加的费用。
1.3 采场出矿技术
(1)振动出矿。振动出矿囡设备简单能耗低、矿石流可控和效率高，工作安全，我国自1974年研制成功以来，很快在溜井和留矿法采场中推广应用，80年代用于崩落法采场，并在易门铜矿推广应用。在重力放矿和电耙出矿条件下，改用振动出矿是最经济、最有效和最安全的出矿方式。
(2)铲运机出矿。铲运机自60年代开始用于井下以来，开创了无轨化开采的新时代。铲运机已在掘进出碴和采场出矿中广泛应用，成为机械化矿山不可缺少的设备。我国于70年代开始引进，随后进行研制和生产。铲运机出矿的应用，使充填法步入了高效采矿法的行列，空场法增长了使用，崩落法生产能力大大提高，平底出矿大量使用，极大地促进了采矿工艺的变革。目前国外铲运机已形成斗容从0.38m3到1Om3的完整系列，能满足各种条件下矿体开采的需要。可装载25t的铲运机日出矿能力达5000t以上。
(3)连续出矿。“七五”期间，铜陵狮子山铜矿“地下连续开采工艺和装备研究”联合攻关，研制出两种技术经济上可行的采场连续出矿设备系统：采场助流振动条筛一振动出矿机一SJDY一120O原矿绳架带式运输机和轻型组台式振动出矿机一振动运输列车一原矿振动条筛，“八五”期间分别在安庆铜矿和风凰山铜矿推广应用，其采场生产能力达800～lO00t/d。
1.4 充填采矿技术
充填采矿方法是近2O年来发展最快的采矿方法，是适应各种开采技术条件，实现地下矿山无废料排放至地表的唯一采矿方法，也是深部开采首选的采矿方法。充填采矿法可分为：
(1)高承速凝全尾砂胶结充填。该项技术是将全尾砂浆体在充放到采场前加入高水速凝材料，混合后充入采场，迅速固化。其特点是浆体浓度范围调节大(25％～65％)，采场内流动性好，能接顶；凝结速度快，全水固化，不需脱水；早期强度高等特点，引起了矿业界极大关注，1994年在焦家金矿通过鉴定后，很多矿山纷纷试用。
(2)高浓度全尾砂自流输送充填。该项技术于9O年代初在凡口铅锌矿试验成功。全尾砂经两级脱水后制成浓度72％～75％的浆体，自流输送到采场，充填体强度可达2.3～3.6MPa。
(3)全尾砂膏体泵送技术。膏体充填于1992年由加拿大克赖顿镍矿首先使用，澳大利亚1997年建成的坎宁顿矿就采用了膏体充填系统。
1.5 崩落采矿技术
崩落采矿技术是一种生产能力大、效率高、成本低、唯一可与露天开采媲美的地下采矿技术，国内外最大的地下矿山都是采用崩落法开采，因而崩落采矿技术的发展也倍受关注。
(1)自然崩落法已用于坚硬稳固矿体，过去，易于崩落和裂隙发育的矿体才考虑自然崩落法。由于技术的进步和对岩体力学的深入认识，能对矿体的可崩性和破碎块度进行比较精确的评定和预测，大型出矿设备的应用，二次破碎手段的改进，使较稳固的也能用自然崩落法开采。
(2)无底柱分段崩落法在欠稳固矿体中应用成功。6O年代，我国开始采用无底柱分段崩落法，70年代即大量推广，80年代初因一些矿山出现进路大量垮塌，致使生产能力低，矿石损失贫化严重，有色金属矿山基本改用了其他方法。
(3)低贫化出矿。矿石损失贫化较大是覆岩下放矿的固有缺点。我国科技工作者通过对端部放矿的深入研究，提出了低贫化出矿，即对采场的上部分段采用无贫化出矿，出完纯矿石后就停止出矿，为查实纯矿石是否出完，往往要放出一部分贫化了的矿石，故称低贫化出矿。已贫化的残矿部分在下部分段回收。采场最下部一个分段按截止品位出矿，以最大限度地回收矿石研究表明，采用这种出矿方式，在不降低总回收率的情况下，可使总贫化率降低4～6个百分点。
1.6 溶浸采礦技术
溶浸采矿适用于铀、铜、金银、锰、钼、铅锌等20多种金属矿床。这种技术已在铀矿开采中广泛使用.用于铜矿床开采也在积极探索中。80年代中期，我国第一座氧化铜矿石的浸出一萃取一电积厂在大姚铜矿兴建。
2 今后我国矿业的发展建议
当前，我们正处于新老经济体制的转换之际，矿山普遍面临着比较困难的境地；老矿难生存，新矿难建设，更是突出矛盾。因此,在看到前景的同时必须面对现实，很多矿业工作者都提出过很好的意见，下面侧重简述几点。
2.1 深化改革，解困脱贫
矿山效益不好，原因是多方面的，但最根本的还是没有把降低成本这一矿山生产的永恒主题予以认真落实。只要企业领导、科技人员、管理人员、工人和政府齐心协力，更好地利用现有科学技术和生产条件，有效地组织生产，就能降低成本，创造利润。
2.2 多元集资，建设新矿
采矿业是一个周期长、风险大、投资多的行业，体制改革后靠贷款建矿，负债经营，是难以建设新矿和维持正常生产的，必须采取多元集资，合股建矿，变投资为股本。外资可以八股，国家可以八股，冶炼厂和其它企业可以入股，设备制造厂可用设备入股，发行股票可让个人八股，还可采用期货交易筹集资金，部分银行贷款也是可取的。总之，将大部分的建设资金变成股本的形式，把刚性的贷款利息变为弹性的红利，以减少矿山经营的压力，分散矿山投资的风险。
新矿一定要新办，要达到高效率、高效益、高起点。矿山生产也可采用承包方式，部分工程或作业采取承包经营。建立风险基金，以保证地质资料可靠，按时投产、达产和正常生产，避免所有风险都由矿山来承担。
2.3 完善国内矿山设备供应
我国实现矿山机械化的关键是要靠国产设备。到国外去买机械化是既买不起，买来了也难以维持下去。金川公司主要靠引进设备实现了矿山机械化，但每年的备品备件进口就要花上百万美元，摊到每吨矿石上后就要大大削弱产品的市场竞争力。提高国产矿山设备的制造水平、供给能力、设备的可靠性和作业性能，对实现我国矿山机械化至关重要。
2.4 加速科研体制改革
我国矿业科研机构众多，人才聚集，为我国采矿技术的进步作出了重大贡献。然而研究出的设备样机多，变成产品的少；实用技术多，开发性的研究少；单项技术多，配套技术少，在矿山的整体效率和效益的体现上不显著，在矿山的脱贫解困面前乏力。
在科技体制改革中，应重组科研机构，集中优秀科技人才，设置配套的院所，提供足够的经费，使科研人员无谋生之忧，只有出成果之压。养不起的科研机构进入企业，或放开自谋出路。设置精干的信息咨询机构，合理配备人员，跟踪世界采矿技术发展，提供一些值钱的信息，而不只限于一些动态：能为矿山出主意，指出路，提出行之有效的办法来。
2.5 加强地质找矿工作
矿物资源是矿山工作的基础，只有矿物储量的补充速度大于消耗速度时，采矿业才能得以持续发展，现在已是矿床有偿使用，矿山开采已照章纳税，矿床的勘探就应有资金的来源。为了采矿业的可持续发展，国家应拿出一部分税收来支持地质找矿工作，加强地质找矿的科学研究，提高地质勘探的手段和方法，中国既然能摘掉贫油的帽子，也一定会找到更多、更好的金属矿床。
3 結语
发展中国家对矿物的需求，即使不会增长到像发达国家的人均消耗量那样高，但其增长是无疑的尽管我国矿山目前存在较多暂时困难，但并不能完全依靠进口来满足内需，而应发展中国自己的矿业。
20世纪世界采矿技术取得了长足的发展，世界采矿强国在完成矿山机械化的基础上开始向自动化迈进。新中国的矿业工作者经过不到5O年的努力，使我国跨人了世界采矿大国的行列，借助引进设备使有的矿山实现了机械化。今后，若能充分利用人类的知识资源，则完全可以发展得更快。相信无需再用50年的时间，定能与世界采矿强国并驾齐驱。
参考文献
[1]傅鹤林等.呆场冒顶的声发射预测预报.岩石力学与工程学报.1996(2)
[2]顾晓春.搬动出矿阶段强制崩落法试验研究.矿业研究与开发.1998(1)
[3]谌江.我国地下金属矿山采场连续出矿运矿设备研究的现状与发展矿冶、1997(2)
[4]刘同有等.我国充填采矿技术新进展，中国矿业.1994(12)
[5]饶绮麟等.中国有色矿山现状及发展晦略中国矿业，1998(1)
关键词：矿床开采；铜矿；爆破技术；
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
1目前的采矿技术成就
1.1 地压监测与支护技术
(1)岩体加固技术。锚杆支护一般只加固岩石表层2～3m，锚索则可深入到岩体内部10～20m以上，加固更大范围的岩体。采场上下盘围岩及顶板，大型地下硐室及溜井，使中等乃至不稳固的岩体通过锚索加固而变为稳固，这对上向充填法和空场法的扩大应用发挥了重要作用。通过注浆加固极其破碎的岩体乃至流砂，使井巷得以顺利通过。
(2)喷锚(网)支护。随着对喷锚支护机理认识的深化，锚杆类型的广泛开发施工机械化的完善、成熟，喷锚(网)支护已广泛用于井巷、硐室及采场支护，成为岩层支护最主要、最有效和最经济的手段。
(3)采场冒顶监测。长期以来，采场的顶板管理全凭经验的“敲帮问顶”，对局部的岩块冒落判定比较有效，但无法确定时间。
1.2 凿岩爆破技术
(1)大直径深孔爆破。我国于1981年首先在凡口铅锌矿试验VCR法落矿成功后，即在金川、白银、大厂和铜陵等地的矿山推广应用。为解决VCR法的爆破次数频繁、装药爆破工序复杂及需用高威力、高密度炸药等缺点，很快发展成VCR法爆破拉槽、柱状药包侧向崩矿的方案，使大直径深孔爆破落矿更加完善和经济。
(2)中深孔爆破技术。中深孔爆破一般使用扇形深孔，由于孔口和孔底的炸药分布不均匀，常在孔底部分产生大块。为此试验推广了挤压爆破、宽孔距爆破、孔底起爆和孔底空腔爆破等一系列新技术，有效地提高了爆破质量。
(3)控制爆破技术。光面爆破已广泛用于井巷及硐室工程，也成为露天矿最终边坡形成不可缺少的爆破技术。安庆铜矿在大直径深孔采矿中，率先在间柱侧使用预裂爆破，保证了矿柱的规整和稳定性，降低了间柱回采时的损失贫化，带来的经济效益远超过光面爆破所增加的费用。
1.3 采场出矿技术
(1)振动出矿。振动出矿囡设备简单能耗低、矿石流可控和效率高，工作安全，我国自1974年研制成功以来，很快在溜井和留矿法采场中推广应用，80年代用于崩落法采场，并在易门铜矿推广应用。在重力放矿和电耙出矿条件下，改用振动出矿是最经济、最有效和最安全的出矿方式。
(2)铲运机出矿。铲运机自60年代开始用于井下以来，开创了无轨化开采的新时代。铲运机已在掘进出碴和采场出矿中广泛应用，成为机械化矿山不可缺少的设备。我国于70年代开始引进，随后进行研制和生产。铲运机出矿的应用，使充填法步入了高效采矿法的行列，空场法增长了使用，崩落法生产能力大大提高，平底出矿大量使用，极大地促进了采矿工艺的变革。目前国外铲运机已形成斗容从0.38m3到1Om3的完整系列，能满足各种条件下矿体开采的需要。可装载25t的铲运机日出矿能力达5000t以上。
(3)连续出矿。“七五”期间，铜陵狮子山铜矿“地下连续开采工艺和装备研究”联合攻关，研制出两种技术经济上可行的采场连续出矿设备系统：采场助流振动条筛一振动出矿机一SJDY一120O原矿绳架带式运输机和轻型组台式振动出矿机一振动运输列车一原矿振动条筛，“八五”期间分别在安庆铜矿和风凰山铜矿推广应用，其采场生产能力达800～lO00t/d。
1.4 充填采矿技术
充填采矿方法是近2O年来发展最快的采矿方法，是适应各种开采技术条件，实现地下矿山无废料排放至地表的唯一采矿方法，也是深部开采首选的采矿方法。充填采矿法可分为：
(1)高承速凝全尾砂胶结充填。该项技术是将全尾砂浆体在充放到采场前加入高水速凝材料，混合后充入采场，迅速固化。其特点是浆体浓度范围调节大(25％～65％)，采场内流动性好，能接顶；凝结速度快，全水固化，不需脱水；早期强度高等特点，引起了矿业界极大关注，1994年在焦家金矿通过鉴定后，很多矿山纷纷试用。
(2)高浓度全尾砂自流输送充填。该项技术于9O年代初在凡口铅锌矿试验成功。全尾砂经两级脱水后制成浓度72％～75％的浆体，自流输送到采场，充填体强度可达2.3～3.6MPa。
(3)全尾砂膏体泵送技术。膏体充填于1992年由加拿大克赖顿镍矿首先使用，澳大利亚1997年建成的坎宁顿矿就采用了膏体充填系统。
1.5 崩落采矿技术
崩落采矿技术是一种生产能力大、效率高、成本低、唯一可与露天开采媲美的地下采矿技术，国内外最大的地下矿山都是采用崩落法开采，因而崩落采矿技术的发展也倍受关注。
(1)自然崩落法已用于坚硬稳固矿体，过去，易于崩落和裂隙发育的矿体才考虑自然崩落法。由于技术的进步和对岩体力学的深入认识，能对矿体的可崩性和破碎块度进行比较精确的评定和预测，大型出矿设备的应用，二次破碎手段的改进，使较稳固的也能用自然崩落法开采。
(2)无底柱分段崩落法在欠稳固矿体中应用成功。6O年代，我国开始采用无底柱分段崩落法，70年代即大量推广，80年代初因一些矿山出现进路大量垮塌，致使生产能力低，矿石损失贫化严重，有色金属矿山基本改用了其他方法。
(3)低贫化出矿。矿石损失贫化较大是覆岩下放矿的固有缺点。我国科技工作者通过对端部放矿的深入研究，提出了低贫化出矿，即对采场的上部分段采用无贫化出矿，出完纯矿石后就停止出矿，为查实纯矿石是否出完，往往要放出一部分贫化了的矿石，故称低贫化出矿。已贫化的残矿部分在下部分段回收。采场最下部一个分段按截止品位出矿，以最大限度地回收矿石研究表明，采用这种出矿方式，在不降低总回收率的情况下，可使总贫化率降低4～6个百分点。
1.6 溶浸采礦技术
溶浸采矿适用于铀、铜、金银、锰、钼、铅锌等20多种金属矿床。这种技术已在铀矿开采中广泛使用.用于铜矿床开采也在积极探索中。80年代中期，我国第一座氧化铜矿石的浸出一萃取一电积厂在大姚铜矿兴建。
2 今后我国矿业的发展建议
当前，我们正处于新老经济体制的转换之际，矿山普遍面临着比较困难的境地；老矿难生存，新矿难建设，更是突出矛盾。因此,在看到前景的同时必须面对现实，很多矿业工作者都提出过很好的意见，下面侧重简述几点。
2.1 深化改革，解困脱贫
矿山效益不好，原因是多方面的，但最根本的还是没有把降低成本这一矿山生产的永恒主题予以认真落实。只要企业领导、科技人员、管理人员、工人和政府齐心协力，更好地利用现有科学技术和生产条件，有效地组织生产，就能降低成本，创造利润。
2.2 多元集资，建设新矿
采矿业是一个周期长、风险大、投资多的行业，体制改革后靠贷款建矿，负债经营，是难以建设新矿和维持正常生产的，必须采取多元集资，合股建矿，变投资为股本。外资可以八股，国家可以八股，冶炼厂和其它企业可以入股，设备制造厂可用设备入股，发行股票可让个人八股，还可采用期货交易筹集资金，部分银行贷款也是可取的。总之，将大部分的建设资金变成股本的形式，把刚性的贷款利息变为弹性的红利，以减少矿山经营的压力，分散矿山投资的风险。
新矿一定要新办，要达到高效率、高效益、高起点。矿山生产也可采用承包方式，部分工程或作业采取承包经营。建立风险基金，以保证地质资料可靠，按时投产、达产和正常生产，避免所有风险都由矿山来承担。
2.3 完善国内矿山设备供应
我国实现矿山机械化的关键是要靠国产设备。到国外去买机械化是既买不起，买来了也难以维持下去。金川公司主要靠引进设备实现了矿山机械化，但每年的备品备件进口就要花上百万美元，摊到每吨矿石上后就要大大削弱产品的市场竞争力。提高国产矿山设备的制造水平、供给能力、设备的可靠性和作业性能，对实现我国矿山机械化至关重要。
2.4 加速科研体制改革
我国矿业科研机构众多，人才聚集，为我国采矿技术的进步作出了重大贡献。然而研究出的设备样机多，变成产品的少；实用技术多，开发性的研究少；单项技术多，配套技术少，在矿山的整体效率和效益的体现上不显著，在矿山的脱贫解困面前乏力。
在科技体制改革中，应重组科研机构，集中优秀科技人才，设置配套的院所，提供足够的经费，使科研人员无谋生之忧，只有出成果之压。养不起的科研机构进入企业，或放开自谋出路。设置精干的信息咨询机构，合理配备人员，跟踪世界采矿技术发展，提供一些值钱的信息，而不只限于一些动态：能为矿山出主意，指出路，提出行之有效的办法来。
2.5 加强地质找矿工作
矿物资源是矿山工作的基础，只有矿物储量的补充速度大于消耗速度时，采矿业才能得以持续发展，现在已是矿床有偿使用，矿山开采已照章纳税，矿床的勘探就应有资金的来源。为了采矿业的可持续发展，国家应拿出一部分税收来支持地质找矿工作，加强地质找矿的科学研究，提高地质勘探的手段和方法，中国既然能摘掉贫油的帽子，也一定会找到更多、更好的金属矿床。
3 結语
发展中国家对矿物的需求，即使不会增长到像发达国家的人均消耗量那样高，但其增长是无疑的尽管我国矿山目前存在较多暂时困难，但并不能完全依靠进口来满足内需，而应发展中国自己的矿业。
20世纪世界采矿技术取得了长足的发展，世界采矿强国在完成矿山机械化的基础上开始向自动化迈进。新中国的矿业工作者经过不到5O年的努力，使我国跨人了世界采矿大国的行列，借助引进设备使有的矿山实现了机械化。今后，若能充分利用人类的知识资源，则完全可以发展得更快。相信无需再用50年的时间，定能与世界采矿强国并驾齐驱。
参考文献
[1]傅鹤林等.呆场冒顶的声发射预测预报.岩石力学与工程学报.1996(2)
[2]顾晓春.搬动出矿阶段强制崩落法试验研究.矿业研究与开发.1998(1)
[3]谌江.我国地下金属矿山采场连续出矿运矿设备研究的现状与发展矿冶、1997(2)
[4]刘同有等.我国充填采矿技术新进展，中国矿业.1994(12)
[5]饶绮麟等.中国有色矿山现状及发展晦略中国矿业，1998(1)