摘要：介绍了国内外金属矿山在露天、井下开采技术方面的发展现状，并从我国未来采矿技术在难采矿体、深井开采、大型化-自动化开采、绿色环保开采方面进行了展望。
关键词：金属矿山；露天开采；地下开采
随着采矿装备水平的提升，我国金属矿山的开采工艺技术水平，特别是大型露天矿山开采技术水平已接近国外发达国家的开采技术水平。
1露天金属矿采矿工艺技术现状
我国金属矿露天开采技术在取得了长足发展，尤其是随着露天采场的装备水平的不断提高，主要表现在缓剥岩开采技术、爆破技术、装备大型化、连续-半连续运输技术、露天坑内排技术。
1.1缓剥岩开采工艺技术
陡帮开采是针对露天矿初期剥岩量比较大，生产剥采比大于平均剥采比这一技术经济特征，为了均衡整个生产期的剥采比，推迟部分剥岩量，节约基建投资而发展的一项有效的工艺措施。
国内外大型露天矿单台阶高度多为15m左右，两个台阶并段后30m。目前我国露天矿的台阶高度一般为8m~12m，最高为15m，南芬铁矿实现了18m的高台阶采矿[1]。
分期开采是在开采条件较好的地段作为一期开采，以较少的基建投资获取更大的利益。一般按照经济合理剥采比原则，先确定最大开采境界，然后在最大开采境界内划分若干小境界，实行分期开采。
1.2爆破技术
国外露天矿广泛采用大区多排微差爆破技术，以增加每次爆破的矿岩量，减少爆破次数，提高设备利用率，改善爆破质量。国内露天矿山爆破技术广泛应用挤压、微差爆破、孔内微差爆破、大爆区微差爆破等技术[2], 解决了难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减振问题。另外新型炸药以及爆破器材不断问世，在提高爆破精度、改善爆破质量、加强爆破安全等方面均有较大进步。在我国南芬、司家营等大型露天铁矿，也基本实现了电子雷管起爆，基本达到了国外先进水平。
1.3开采装备大型化
国外大型露天矿最高年矿石量已达到4000万t~5000万t，普遍采用10m3以上的电铲和载重170吨以上的卡车，最大电铲斗容达到75m3，卡车载重达360t，爆破炮孔直径440mm，每次爆破规模保持在60万t~100万t。我国最大的露天矿(单一采场)年产量达到2000万t~2200万t铁矿石，电铲斗容多数为10m3~20m3卡车载重大多在220t～320t，已接近国外矿山的装备水平。国外矿山移动半移式破碎胶带运输系统生产能力6000~10000t/h，我国设备厂家生产的半移动破碎设备处理能力达10000万t/h，达到国外先进破碎设备的水平。
1.4露天坑回排技术
针对一些采场矿体赋存深度不同的大型露天矿山，利用采场不同分区开采的时空差，按照生产工艺的要求，合理安排衔接过渡工程，结束较早的采区作为后期采坑的排土场，实现短距离岩石回排，既能降低运输成本，又能够节省排岩占地。
2地下金属矿采矿工艺技术现状
国外地下金属矿山早在数年前已达几百个，部分地下矿山产能巨大，装备自动化水平较高，国内大型特大型地下矿山相对较少，装备水平也有很大提高。目前国内金属矿山的典型代表有金川镍矿、普郎铜矿、李楼铁矿、梅山铁矿,其技术水平基本代表了我国地下金属矿的发展水平。
2.1空场采矿法
空场法作为三大井下采矿方法之一，对采矿生产过程中形成的采空区一般先不做处理，采场结构简单，但这种采矿法要求围岩和矿石稳固。我国在华铜铜矿最早使用中深孔分段凿岩，后期成功发展了阶段空场采矿法、阶段大孔径深孔采矿法，在安庆铜矿最早实现了120m高阶段空场。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆发展到现阶段，地下空场采矿法主要为大孔径、深孔、大采场和阶段出矿。
2.2崩落采矿法
在我国大庙铁矿首先应用了无底柱分段崩落法，随后高端壁无底柱分段崩落法、高分段无底柱崩落法、自然崩落法均得到成功应用。在强制崩落和自然崩落法的基础上，又发展演化出了诱导冒落采矿方法，先后在北洺河铁矿、小王庄铁矿、排山楼金矿等矿山成功应用，解决了软岩等特殊开采条件矿山的生产难题。目前国外采用崩落法的基律纳铁矿生产能力达到3000万t/a以上，而我国的普郎铜矿生产能力也达到了1200万t/a。
2.3充填采矿法
充填采矿法是采场在生产过程中形成空场后，利用用充填料充填采空区的采矿方法。我国相继研究开发出全尾砂胶结充填、赤泥胶结充填、碎石水泥浆胶结充填和块石砂浆胶结充填等新工艺与新技术。在凡口铅锌矿建成了我国第一个全尾砂胶结充填系统, 其尾砂利用率达90 %以上, 借助自重输送的充填料浓度为70 %~75 %，随后许多矿山推广应用了全尾砂充填。李楼铁矿阶段充填的生产能力已到达800多万t/a。
2.4露天转地下联合开采技术
在生产过程中需要研究露天与地下合理开采范围与开采条件，露天地下运输系统的衔接，采场间的安全控制及监测，以及开采排水、通风、防尘等技术问题，在过渡期内保持矿山生产能力的均衡与稳定是技术关键。在我国大新锰矿、石人沟及建龙铁矿、银洞坡金矿、凤凰山铜矿等矿山，在露天转地下联合开采中取得了大量成功经验。
2.5井下无废开采技术
在采矿生产过程中，从采矿工程布置、开采工艺、集运装备技术等方面进行系统的研究，
合理消耗或处理生产过程中的废弃物和安全隐患，如废石、尾矿及其堆存场地等，尽量采用产生废弃物少的采矿方法和工艺技术，尽可能地将采矿产生的废弃物再返回到生产系统中，对采矿废物进行综合利用，实现无废开采。
3金属矿采矿工艺技术发展展望
在充分认识到我国金属矿开采现状的基础上，针对我国资源开采条件，适应我国生产实际，我国金属矿未来发展会侧重以下几个方向。
3.1难采矿开采技术
由于受我国资源条件限制，难采矿储量巨大，难采矿开采面临诸多技术问题亟待解决，如松散破碎顶板与围岩稳定控制技术，大水矿体开采，缓倾斜矿体开采，流沙含水覆盖的矿体开采，三下矿体开采，多重危险空区开采，残留矿体开采等技术问题，需要针对各自矿山的实际情况深入研究确定合理的开采技术方法[4]。
3.2深井采矿技术
深井地应力增大，容易产生岩爆，一般井下地温较高，井下安全通风技术问题越发突出。随着勘探深度的增加，未来金属矿资源的增加主要靠深部矿体来解决，发展深井采矿技术以适应矿床开采向深部转移已十分必要。
3.3大型化-自动化采矿技术
为提高采矿生产效率，降低采矿生产成本，未来露天和井下采矿装备会更注重大型高效设备，采用更先进的微电子控制技术，在露天、井下采场实现穿孔、爆破、铲装、运输等全流程自动化采矿。
3.4绿色环保采矿技术
随着环境保护的重视，未来金属矿开采必定越发重视绿色开采技术，实现资源保护性开采和综合利用。未来国家对矿业发展更加重视环境保护的研究和成果的应用，注重土地复垦与环境恢复治理技术的研究开发与应用，注重开采作业环境的改善，需要矿山在开采全过程对环境进行保护，最终实现青山水秀的矿山环境。
4结束语
通过对我国当前金属矿开采工艺技术的认识，让我们认清了我国的技术水平，又看到了技术差距。结合我国资源特点，我国在未来金属矿开采过程中需在注重装备效益水平提升的同时亦更加重视绿色环保，实现我国金属矿开采技术水平的不断提升。
参考文献：
[1]周爱民．我国金属矿采矿技术主要成就与评价[J]．采矿技术，2001（6）：1-5．
[2]孙豁然，周伟，刘伟等．我国金属矿采矿技术回顾与展望[J]．金属矿山，2003（10）：6-9．
[3]章林．我国金属矿山露天采矿技术进展及发展趋势[J]．金属矿山，2016（7）：20-25．
[4]王运敏，黄礼富．现代现代金属矿采矿技术发展趋势[J]．中国矿业，2008（7）：7-10．
论文作者:禹朝群,连宏强,张占兵
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/29
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