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【摘 要】 随着我国经济的迅速发展，金属矿山地下采矿技术取得了长足的发展，金属矿山地下采矿技术在达到矿山机械化的基础上开始向迈向自动化。本文介绍了金属矿山地下采矿技术的发展方向，探讨了金属矿山地下采矿工艺技术及应用，为金属矿山地下采矿新工艺和新技术的进一步研究提供了理论依据。
【关键词】 金属矿山；地下采矿技术；发展
我国的金属矿山采矿技术已经取得了一些比较显著的成就，但是总体的发展水平仍然很低，那么在未来一定时期，采矿技术的主要发展方向为精细开采工艺、大规模采矿技术、充填采矿技术、溶浸采矿技术、无废开采技术和无人化采矿技术等。
一、金属矿山地下采矿技术的发展方向
1、精细开采
随着科学技术的进步，社会分工越来越精细，专业化程度越来越高，采掘业已面临迈入精细生产时代。有些学者提出了露天矿的精细开采。露天矿精细开采，是要实现露天采矿环境破坏、矿岩运输功、边坡开挖量与维护工作量等的最小化。通过不断改进精细开采的工艺，配合精细生产管理，以获得最好的矿山开采经济效益、环境效益与社会效益。
2、大规模采矿技术
大直径深孔崩矿技术是大规模采矿技术的核心。VCR法，分段崩落法，阶段崩落法，分段空场法，阶段空场法及嗣后充填法均属于大规模开采方法。十多年来，我国金属矿山在崩落采矿技术方面的发展，主要体现在高分段大间距的无底柱分段崩落法和无轨出矿的高阶段自然崩落法，分段高度和阶段高度不断加大，不仅提高了采矿的强度、降低了成本，而且获得了可观的经济效益。崩落采矿法的矿块结构逐渐简化，为了更好的实现机械化和自动化开采。大规模采矿技术在今后的应用将会更加的广泛。
3、难采矿床采矿技术
随着近地表资源的不断消耗，采矿逐步向深部发展，地温地压不断增加，尤其是高应力矿区，采场突变失稳风险增高，潜在危害加大，进行深部充填采矿可以解决采场不均衡应力的传递和调整。充填法有利于开采深部矿床，水下、建筑物下和构筑物下矿床以及有自燃倾向的矿床。近年来采用了无轨设备、高分层落矿及充填系統自动化等技术，使得充填采矿法的采矿成本下降，采场生产能力及劳动生产率大幅提高，在些矿石及围岩均稳固的矿山也开始用充填法，并取得了较好的采选综合经济效果。
4、低品位矿床采矿技术
我国矿产资源贫矿多，对于这些低品位的矿床，用传统的采矿方法开采，采矿成本高，经济效益低。溶浸采矿技术是将采、选、冶技术结合起来，直接从地下提取金属的开采工艺。溶浸采矿因能较好地回收常规开采方法不能回收的低品位矿石、难采矿体、难选矿石和废石中的有用成分，拓宽了地下矿产资源的利用范围，增加了矿石储量，为满足中国工业对矿石产品日益增长的需求开辟了新途径。长期以来，国内外学者对溶浸采矿的理论和实践给予了极大关注。特别是20世纪70年代以后，美国、加拿大、前苏联、澳大利亚等国在溶浸采矿领域开展了大量的研究。目前国内外溶浸采矿技术己日趋成熟，在几种主要金属如铀、铜、金、银的生产中，溶浸采矿技术生产量所占比例逐年增加。溶浸采矿具有环境污染小，生产成本低的优点，采用溶浸采矿技术开采低品位矿床具有广泛的应用前景。
5、无人化采矿技术
这是目前正在形成的技术，我国大部分金属矿山仍是半自动化和辅助操作控制，将其作为一种中间缓冲技术。随着我国采矿设备的大型化、智能化，遥控化技术及自动化技术的发展，将为无人化采矿提供重要的技术保障。未来，无人化采矿技术是采矿技术的必然发展趋势。无人化采矿技术，就目前金属矿山而言，可以说是正在形成的技术，虽然已经在选矿得到了广泛应用，但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前，仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上，以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制；电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了无人化技术。由于GPS、无线电通信以及激光技术的实用化，使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了无人化。
二、金属矿山地下采矿工艺技术及应用
1、空场采矿法
1.1大直径深孔采矿法
20世纪80年代，大直径深孔采矿法首先在我国凡口铅锌矿实验成功。随后，这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、安庆铜矿、金厂峪金矿和狮子山铜矿等矿山得到推广应用。1980-1985年间，在凡口铅锌矿又试验成功了另一种具有代表性的大直径深孔采矿方案，即阶段深孔崩落采矿法。该采矿方法的实质是：将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下采矿中，即在采矿的局部面积上，先形成切割槽，然后以这一切割槽为自由面和补偿空间采用大直径深孔装药进行全阶段高或台阶状崩矿，崩落的矿石由场下部的出矿系统运出。
1.2地下金属矿山采矿连续化
地下金属矿山连续开采主要包括：矿房的连续回采、矿体（床）的连续开采、矿石的连续运送及全工艺过程的连续化。即在开采过程中一步化；回采过程中落矿、出矿、矿石运搬工艺的连续作业化；井下矿石的转载、运输、提升等环节矿石的连续化；掘进、落矿、出矿、运搬、运输等全工艺过程的连续化。我国在狮子山铜矿、凤凰山铜矿、安庆铜矿地下金属矿山连续开采技术的研究中取得了一些成果。
2、崩落采矿法
2.1无底柱分段崩落法
无底柱分段崩落法于20世纪60年代末由瑞典引进，并在大庙铁矿实验成功。我国无底柱分段崩落法面临着一个如何加大和优化结构参数的问题。结构参数优化的主要方向是增大进路间距。增大进路间距将大幅度地减少采掘工程量，仅梅山铁矿将15mx15m结构改为15mx20m结构参数，将减少采掘工作量25%，同时增大了一次崩矿量，提高采矿强度，降低矿石成本，提高矿一山的经济效益。由于增大进路间距具有较强的可操作性，易于推广应用，目前程潮、桃冲、板石沟、北铭河等矿山都应用了该技术，具有重要的实践意义。
2.2自然崩落法
自然崩落法是一种利用岩石自然应力落矿的方法，具有生产能力大、采矿成本低的优点，特别适用于矿体厚大、矿化均匀易于自然崩落的低品位矿床开采。其应用原理是在矿块大面积拉底后，破坏了矿块内矿体的应力平衡，引起应力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性脱落。
3、充填采矿法与支柱采矿法
充填采矿法是随着回采工作面的推进，逐步充填采空区的采矿方法，按矿块结构和工作面推进方向的不同，可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法；根据充填料的来源！种类和充填方式等的不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法、选别充填采矿法和支柱充填采矿法等；充填采矿法是地下开采中矿石损失与贫化最低的采矿方法，充填体能控制采场地压与围岩崩落，防止地表下沉，并为回采工作创造安全和方便的条件，有时还用来预防矿石的自燃，充填法主要应用于围岩不稳固或围岩与矿体均不稳固的有色金属富矿或贵金属、稀有金属矿床，随着无轨设备，高分层落矿及充填系统自动化等技术的应用，逐步降低采矿成本和提高生产能力，使充填采矿法具有了广阔的应用前景。我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。最近，我国成功地试验了一批具有世界先进技术水平的充填采矿工艺。具有代表性的是：高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺、粗粒级水砂充填新工艺。
三、结束语
总之，我国金属矿产资源丰富，地下金属矿山在我国矿山资源中占有重要地位。随着科学技术的发展，国民经济建设对各种金属需求量的增加，金属矿产资源越采越少，那么加强金属矿山地下采矿技术的研究非常有必要。
参考文献：
[1]吴爱祥.我国地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J].有色矿山，2012（02）.
[2]陈田林.我国采矿技术的现状及发展趋势[J].专题研究，2011（07）.
【关键词】 金属矿山；地下采矿技术；发展
我国的金属矿山采矿技术已经取得了一些比较显著的成就，但是总体的发展水平仍然很低，那么在未来一定时期，采矿技术的主要发展方向为精细开采工艺、大规模采矿技术、充填采矿技术、溶浸采矿技术、无废开采技术和无人化采矿技术等。
一、金属矿山地下采矿技术的发展方向
1、精细开采
随着科学技术的进步，社会分工越来越精细，专业化程度越来越高，采掘业已面临迈入精细生产时代。有些学者提出了露天矿的精细开采。露天矿精细开采，是要实现露天采矿环境破坏、矿岩运输功、边坡开挖量与维护工作量等的最小化。通过不断改进精细开采的工艺，配合精细生产管理，以获得最好的矿山开采经济效益、环境效益与社会效益。
2、大规模采矿技术
大直径深孔崩矿技术是大规模采矿技术的核心。VCR法，分段崩落法，阶段崩落法，分段空场法，阶段空场法及嗣后充填法均属于大规模开采方法。十多年来，我国金属矿山在崩落采矿技术方面的发展，主要体现在高分段大间距的无底柱分段崩落法和无轨出矿的高阶段自然崩落法，分段高度和阶段高度不断加大，不仅提高了采矿的强度、降低了成本，而且获得了可观的经济效益。崩落采矿法的矿块结构逐渐简化，为了更好的实现机械化和自动化开采。大规模采矿技术在今后的应用将会更加的广泛。
3、难采矿床采矿技术
随着近地表资源的不断消耗，采矿逐步向深部发展，地温地压不断增加，尤其是高应力矿区，采场突变失稳风险增高，潜在危害加大，进行深部充填采矿可以解决采场不均衡应力的传递和调整。充填法有利于开采深部矿床，水下、建筑物下和构筑物下矿床以及有自燃倾向的矿床。近年来采用了无轨设备、高分层落矿及充填系統自动化等技术，使得充填采矿法的采矿成本下降，采场生产能力及劳动生产率大幅提高，在些矿石及围岩均稳固的矿山也开始用充填法，并取得了较好的采选综合经济效果。
4、低品位矿床采矿技术
我国矿产资源贫矿多，对于这些低品位的矿床，用传统的采矿方法开采，采矿成本高，经济效益低。溶浸采矿技术是将采、选、冶技术结合起来，直接从地下提取金属的开采工艺。溶浸采矿因能较好地回收常规开采方法不能回收的低品位矿石、难采矿体、难选矿石和废石中的有用成分，拓宽了地下矿产资源的利用范围，增加了矿石储量，为满足中国工业对矿石产品日益增长的需求开辟了新途径。长期以来，国内外学者对溶浸采矿的理论和实践给予了极大关注。特别是20世纪70年代以后，美国、加拿大、前苏联、澳大利亚等国在溶浸采矿领域开展了大量的研究。目前国内外溶浸采矿技术己日趋成熟，在几种主要金属如铀、铜、金、银的生产中，溶浸采矿技术生产量所占比例逐年增加。溶浸采矿具有环境污染小，生产成本低的优点，采用溶浸采矿技术开采低品位矿床具有广泛的应用前景。
5、无人化采矿技术
这是目前正在形成的技术，我国大部分金属矿山仍是半自动化和辅助操作控制，将其作为一种中间缓冲技术。随着我国采矿设备的大型化、智能化，遥控化技术及自动化技术的发展，将为无人化采矿提供重要的技术保障。未来，无人化采矿技术是采矿技术的必然发展趋势。无人化采矿技术，就目前金属矿山而言，可以说是正在形成的技术，虽然已经在选矿得到了广泛应用，但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前，仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上，以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制；电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了无人化技术。由于GPS、无线电通信以及激光技术的实用化，使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了无人化。
二、金属矿山地下采矿工艺技术及应用
1、空场采矿法
1.1大直径深孔采矿法
20世纪80年代，大直径深孔采矿法首先在我国凡口铅锌矿实验成功。随后，这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、安庆铜矿、金厂峪金矿和狮子山铜矿等矿山得到推广应用。1980-1985年间，在凡口铅锌矿又试验成功了另一种具有代表性的大直径深孔采矿方案，即阶段深孔崩落采矿法。该采矿方法的实质是：将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下采矿中，即在采矿的局部面积上，先形成切割槽，然后以这一切割槽为自由面和补偿空间采用大直径深孔装药进行全阶段高或台阶状崩矿，崩落的矿石由场下部的出矿系统运出。
1.2地下金属矿山采矿连续化
地下金属矿山连续开采主要包括：矿房的连续回采、矿体（床）的连续开采、矿石的连续运送及全工艺过程的连续化。即在开采过程中一步化；回采过程中落矿、出矿、矿石运搬工艺的连续作业化；井下矿石的转载、运输、提升等环节矿石的连续化；掘进、落矿、出矿、运搬、运输等全工艺过程的连续化。我国在狮子山铜矿、凤凰山铜矿、安庆铜矿地下金属矿山连续开采技术的研究中取得了一些成果。
2、崩落采矿法
2.1无底柱分段崩落法
无底柱分段崩落法于20世纪60年代末由瑞典引进，并在大庙铁矿实验成功。我国无底柱分段崩落法面临着一个如何加大和优化结构参数的问题。结构参数优化的主要方向是增大进路间距。增大进路间距将大幅度地减少采掘工程量，仅梅山铁矿将15mx15m结构改为15mx20m结构参数，将减少采掘工作量25%，同时增大了一次崩矿量，提高采矿强度，降低矿石成本，提高矿一山的经济效益。由于增大进路间距具有较强的可操作性，易于推广应用，目前程潮、桃冲、板石沟、北铭河等矿山都应用了该技术，具有重要的实践意义。
2.2自然崩落法
自然崩落法是一种利用岩石自然应力落矿的方法，具有生产能力大、采矿成本低的优点，特别适用于矿体厚大、矿化均匀易于自然崩落的低品位矿床开采。其应用原理是在矿块大面积拉底后，破坏了矿块内矿体的应力平衡，引起应力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性脱落。
3、充填采矿法与支柱采矿法
充填采矿法是随着回采工作面的推进，逐步充填采空区的采矿方法，按矿块结构和工作面推进方向的不同，可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法；根据充填料的来源！种类和充填方式等的不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法、选别充填采矿法和支柱充填采矿法等；充填采矿法是地下开采中矿石损失与贫化最低的采矿方法，充填体能控制采场地压与围岩崩落，防止地表下沉，并为回采工作创造安全和方便的条件，有时还用来预防矿石的自燃，充填法主要应用于围岩不稳固或围岩与矿体均不稳固的有色金属富矿或贵金属、稀有金属矿床，随着无轨设备，高分层落矿及充填系统自动化等技术的应用，逐步降低采矿成本和提高生产能力，使充填采矿法具有了广阔的应用前景。我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。最近，我国成功地试验了一批具有世界先进技术水平的充填采矿工艺。具有代表性的是：高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺、粗粒级水砂充填新工艺。
三、结束语
总之，我国金属矿产资源丰富，地下金属矿山在我国矿山资源中占有重要地位。随着科学技术的发展，国民经济建设对各种金属需求量的增加，金属矿产资源越采越少，那么加强金属矿山地下采矿技术的研究非常有必要。
参考文献：
[1]吴爱祥.我国地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J].有色矿山，2012（02）.
[2]陈田林.我国采矿技术的现状及发展趋势[J].专题研究，2011（07）.