牛！顛覆傳統的7大採礦技術

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空場法、崩落法和充填法是金屬礦山的三種常用採礦方法。充填法由於成本高，只有部分礦物價值高的礦山才採用。

為了適應綠色採礦的要求，減少採礦造成的環境污染和對生態環境的破壞，必須對傳統的採礦模式及其工藝技術進行根本變革。

一、採礦工藝變革

1、機械連續切割、掘進技術

從長遠目標出發，採用機械掘進、機械鑿岩的方法，以連續切割設備取代傳統爆破採礦工藝進行開採是一個重要方向。因為爆破採礦工藝一是對圍岩穩固性造成破壞，二是礦石、廢石一起采，大大增加選礦作業和提升的工作量。

優點

1> 機械切割能準確開採目標礦石，使開採礦石貧化率降到最低。

2> 可實現切割落礦、裝載、運輸工藝平行連續進行，為實現連續採礦創造了條件。

問題

1> 採礦機作業受金屬礦床形態多變的影響

2> 複雜地質條件限制和切割頭的壽命及費用的問題

2、高壓水射流破岩掘進與採礦技術

高壓水射流技術是上世紀70年代發展起來的一種清洗、切割新技術。目前高壓水射流用於軟岩和中等硬岩破岩已經實現，在煤礦有廣泛應用。但在破碎堅硬礦岩時，需使用更高的水射流壓力，會導致射流發射裝置系統的可靠性和壽命降低。

為了解決硬岩破岩問題，高壓水射流需向超高壓大功率化方向發展。為在金屬礦硬岩條件下用於破岩提供可能。

3、激光破岩掘進與採礦技術

激光破岩是利用高能激光束產生的熱量對岩石局部迅速加熱，隨溫度升高依次實現破碎、分解、熔化和汽化三種破岩形式。

採礦破岩只要實現破碎即可。當高能激光作用於岩石表面時，岩石局部迅速受熱膨脹，導致局部熱應力升高。當熱應力高於岩石極限強度時，岩石就會發生熱破碎，實現切割破岩。

4、等離子破岩掘進與採礦技術

該技術利用電能將炮孔中的電解液轉變成高壓、高溫等離子氣體，通過等離子氣體快速膨脹形成衝擊波，產生類似於炸藥的爆破效果。爆破產生的壓力可超過2GPa，這樣高的壓力足以破裂堅硬岩石。該技術的實施可極大改善作業環境，減少了傳統爆破對圍岩和環境的影響和破壞。

二、支護工藝變革

5、膏體充填採礦技術

通常情況下，由於成本高，只有部分礦物價值高的礦山才採用充填法。

但為了實現綠色採礦，控制岩層移動和地表沉陷，保護自然和生態環境；有效控制深部開採劇烈的地壓活動，避免巷道、采場失穩破壞引起各種災害事故的發生，充填採礦法將是多數礦山包括鐵礦，不得不選擇的採礦方法。這是傳統採礦模式的重大變革。

但是，開採價值和支護成本相平衡的原則還是要遵守的。為了降低充填成本，必須對充填工藝和充填材料進行重大改革。全尾砂膏體充填，可在低水泥耗量條件下獲得高質量的充填體，能有效維護空區、控制岩爆。代表了這種技術的發展方向。

我國金川公司採用該技術，用戈壁碎石集料、全尾砂與水泥製備成濃度81%~83%的膏體，充填體抗壓強度達到10MPa以上。我們應在這方面進行更進一步研究，為廣泛推廣應用創造條件。

三、採選一體變革

6、採選一體化技術

井下預選、拋尾技術。在礦石提升地面之前，在井下進行預選和預富集，拋去大部分廢石，可以明顯降低礦石提升量。

礦漿輸送技術。對於深部開採，將礦石預選後在井下破碎、研磨成礦漿，用管道輸送的方法送至地表選礦廠，是一項具有發展潛力的技術。管道水力輸送與其它運輸方案相比，具有基建投資低、對地形適應性強、不佔或少佔土地、連續作業受外界條件干擾小以及自動化程度高、技術可靠等一系列優點。

將選礦廠建在井下。地下選礦後直接向地面輸送精礦，可大量減少廢石的提升量，是解決提升難題的一個重要途徑。同時，廢石與尾礦留在井下用於採空區充填，實現原地利用，並減少排出地面後對生態環境的污染、破壞，是實現無廢開採的重要手段。而且，地面無選礦廠和尾礦庫，省去征地建尾礦庫和尾礦庫管理的費用，發揮一舉多得的作用。

四、開採技術變革

7、無廢開採技術

無廢開採的目標是最大限度地減少廢料的產出、排放，提高資源綜合利用率，減輕或杜絕礦產資源開發產生的負面影響。

因此採礦活動應遵從工業生態學的觀點，將礦山生態環境、資源環境和經濟環境相互聯繫起來，以最小排放量獲取最大資源量和經濟效益，並使生態環境得到充分保護。

要實現無廢開採，首先要採用采切比小的採礦方法、大力降低礦石貧化率，實現廢料產出最小化，從源頭上控制廢石產出率等。

同時，要提高選礦工藝技術水平，儘可能提高選礦回收率、資源綜合利用程度和利用率，減少尾礦排放量；開發創新的選礦技術和設備，將礦石資源中由於選冶水平低不能利用的成分減到最少。

通過井下預選、將選廠建在井下等方法，做到廢石、尾礦不出井，用於回填採空區，實現採選廢棄物的就地有效利用。

加強綜合回收，實現廢棄物的資源化，提高廢棄物的整體利用水平，努力實現礦山固體廢棄物的零排放、零堆存。

來源：中國有色金屬報

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