宋 亮

（山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，山东 济宁 272350）

最近几年，矿石产业的发展遇到很多的问题，成本不断增加，价格不断上涨，很多人担心不可再生的矿石资源是否枯竭，为了应对难题，全世界都在积极开发新型的、自动化的采矿技术，以求改变现状，获得更多更大的生产效益。采矿自动化技术的发展也给工作人员提出了更高的要求，他们必须要提升自身的素质，学习采矿理论，适应高新技术，为采矿事业的发展做出贡献。

1 采矿技术的发展

矿石产业是推动国家经济快速发展的一种强有力的途径，一个国家的综合国力是否强大，除了要看国防水平以外，也要看矿产资源的利用情况，因为矿产资源的开采发展水平受到国家的工业发展水平的制约。近年来，我国的经济高速增长，人们对矿石的需求量越来越大，我国的采矿技术也越来越进步，积极探寻新的开采技术。

（1）自然支撑采矿法的发展。自然支撑采矿法一般称为空场采矿法，是无需借助人工打造的支撑柱，而是利用周围山石本身来支撑进行采矿的方法。使用自然支撑采矿法必须要对周围的岩石进行检测，保证其稳固坚韧，不会发生崩塌。空场采矿法的优点是开采的矿石比较多，消耗的能源比较少，生产效率比较高，比其他方法的通风效果要好。但是在开采过程中，由于顶板发生变形，直接顶与老顶分离，容易发生“冒顶”现象[1]。因此，在采用自然支撑采矿法时，要注意检测围岩的稳定性，增加适量的支撑。国外在开采矿石的过程中，一半以上的国家选择使用空场采矿法，有些国家对这种方法进行了改造，创新出阶段性出矿的空场采矿法、深孔的空场采矿法以及VCR法等。我国在20世纪试验了将崩矿技术融入到空场采矿法之中，在大面积的采矿场采用崩矿技术，有利于获得更多的矿石，大大提高了采矿的速度，降低采矿的成本消耗。

（2）充填采矿法的发展。充填采矿法是为了支撑采矿场周围的岩石，防止出现承受较大载荷的岩体应力过高，发生严重形变进而出现岩爆现象，导致矿井坍塌，采用充填料来填补大片空缺的区域，减小岩石承受的应力的一种采矿技术。这种方法适用于矿场周围的岩石稳定性不够，用以支撑采矿区，减少地表塌陷出现的概率，保护矿井。我国在很早之前就已经开始使用充填采矿法，使用最多的是干式充填。在20世纪末，我国开始慢慢引进了新的充填方法，包括尾砂胶结充填、水泥充填等，最近几年，随着采矿技术的发展，我国又引进了更为先进的充填采矿技术，包括全尾砂膏体泵送充填技术、全尾砂高水固化胶结填充技术等[2]。通过对这些技术的应用和改良，我国慢慢从被动引进采矿技术，转为主动研究，并且一些采矿技术也正在向世界高端技术行列靠拢。

（3）崩落采矿法的发展。崩落采矿法是用在开采过程中掉落的岩石或者是人工开凿的岩石来充填空缺区域，来调控地面压力，减少其承受的载荷应力的一种采矿技术。崩落法是从上面开始向下崩落，采矿方式简单，速度快，但要注意地表坍塌的条件，检测周围地表岩石的硬度。这种方法一般用在开采一些矿石品质不高的矿区，提高生产效率。崩落采矿法凭着采矿速度高效快捷，矿井的安全性能也比较高的优势，在世界范围内的采矿工作中都得到了广泛地应用。我国引进崩落采矿法已经有很多年，由于采矿技术人员的不断改进，崩矿的参数正在慢慢增加，参数越大，一次性崩落的矿石就越多，采矿的生产效率也就越高，成本损耗下降，安全性能提升，从而获得更大的生产效益。我国目前崩矿法的最大结构参数是20m×20m。

2 采矿自动化技术的发展

在矿石的开采过程中，一些空间位置比较狭小，人工开采存在一定困难，还有一部分矿石承受应力较高的危险地方，都需要的自动化的机器来运作，以保障采矿人员的安全，并向着远程操控无人机器，实现智能采矿的方向迈进。

（1）自动化凿岩技术的发展。自动化凿岩技术最开始是在视线范围以内，控制机器进行凿岩作业，慢慢发展到控制机器到矿井内的硐室作业，到现在已经发展到人站在地面上，远程遥控机器进入矿井自动进行凿岩作业。一般情况下机器可以自动化进行一个循环工作面的凿岩作业，或者是自动完成一排深孔凿岩，大大节省了人力和物力的损耗，但是矿井内机器的维护仍然需要技术人员亲自动手进行维修。

（2）局部遥控作业的发展。局部遥控是说不让机器完全自动化作业，而是操作人员也参与其中，完成一部分作业工作。操作人员在地面上远程遥控铲车进入比较危险的开矿区承装矿石，装完之后，控制铲车开出矿区，开到自己面前。然后操作人员进入驾驶室，亲自把铲车开到卸载货物的地方，将矿石全部卸载下来，然后将铲车开回，下车，继续遥控铲车进入矿区装载矿石。这个过程中有效避免了人员进入危险地带，降低了危险系数，但是如果操作不当，依然存在发生意外的可能。

（3）采矿自动化技术的应用情况。露天开采时所用的铲车运输不再是人工操作，而是完整的自动化流程，一部分比较大型的机车和电铲也实现了自动化作业。在一些发达国家，地下矿山的开采也实现了自动化，由一名操作人员，远程操控几台铲车同时进行地下凿岩作业。我国的地下采矿技术也在向着自动化发展，远程遥控微型的铲车进入地下矿井作业，在不久的将来，也许会实现矿井下的作业完全由机器自动化完成。

3 我国采矿技术及自动化技术的未来发展趋势

我国的采矿技术已经在最近几年快速发展起来，一些采矿技术的引进和创新已经取得了显著的进步，但是整体的技术水平与世界高端技术相比，仍然还有很长的路要走。如矿山的开采规模不够大、生产效率比较低、开采装备比较陈旧落后等有待改进的地方。未来矿山的开采需要符合环保标准，向着机械化开采、原地溶浸开采、深海开采、深井水压开采等方向发展。机械化开采有利于解决由装备老套引起的生产效率低下的问题；为了响应环保的号召，符合环保的标准，保护所开采矿山周围的环境，减少污染，采用直接在原有的矿山内采取溶浸采矿的方法代替原来的爆破采矿法；陆地的矿产资源日渐趋于衰竭，未来将逐步开发海底的矿产资源，以缓解资源短缺的问题。

4 结语

随着全世界工业化现代化进程的步伐加快，人们对于金属矿产资源的需求也越来越大，开采矿石的总量也越来越多，人们开始寻求越来越先进的采矿技术，用以大规模开采。我国也应该不断学习发达国家高端的采矿技术，改进生产设备，改变被动落后的局面，同时注意采矿的环保问题，使采矿产业可持续发展。