深部金属矿开采关键理论技术进展与展望
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地下金属矿山采矿技术进展及研究方向随着现代科技的不断发展,地下金属矿山采矿技术也得到了长足的进步与创新。
为了更好的开发利用地下资源,需要不断提高采矿技术,分析现有采矿技术的优势和不足,同时探讨未来采矿技术的发展方向。
一、采矿技术进展目前地下金属矿山采矿技术主要是爆破采矿技术和机械化采矿技术。
爆破采矿技术是常规的采矿方法,它利用爆炸冲击力破坏矿石体,再利用大型运输设备进行运输。
但是这种采矿方法有着一些不足:首先,矿区内的地震波等及时性破坏会引起重大危险;其次,采矿过程会产生大量的噪音和二氧化碳等有害气体,对环境造成严重污染。
为了解决这些问题,机械化采矿技术应运而生,这种方法采用机械设备对矿脉进行开采和运输,相比于爆破采矿技术,机械化技术更加安全、环保,而且效率也更高。
二、研究方向(1)自主化技术的发展面向未来,矿山自主化技术的发展将是采矿技术的一个重要趋势。
现在,满足采矿自主化的核心是采用机器人技术,操作机器人可以克服传统采矿过程中出现的一些难题,例如:通风不良、瓦斯超标等。
另外,对智能与自主化的矿山运营管理系统的应用也是未来矿山技术的发展方向。
(2)新型运输设备运输是地下采矿的重要环节。
传统的运输设备,两端都要进行卸载,效率低且需要大量的人力物力。
因此,发展新型、智能、高效的运输设备是未来采矿技术的重要方向。
例如单轨有线自动输运系统,在地下矿区中采用可通过单铁轨实现双向运输,而且可以适应各种不同的矿区环境,更加快捷、灵活、高效。
(3)数字化技术的应用随着计算机数字技术的飞速发展,矿山数字化技术正在得到越来越多的关注。
未来,数字化技术的应用将成为地下矿山采矿技术的一个重要趋势,能够开发地下矿山的潜在价值,节约人力和资源成本,提高采矿效率和利润。
数字化技术包括智能勘探、智能开采、智能运输、智能管理等环节,形成了一个完整的矿山智慧化系统。
总之,未来地下金属矿山采矿技术将以数字化、自主化、安全、环保、高效等方向发展。
深海矿物资源开发的科技创新与前沿进展近年来,随着全球矿产资源的逐渐枯竭,人们开始将目光转向了深海。
深海拥有丰富的矿物资源,如铜、锰、锌、镍等,具有巨大的开发潜力。
深海矿物资源开发不仅能够解决人类对矿产资源的需求,还有助于迅速推动科技创新与前沿进展。
本文将探讨深海矿物资源开发的科技创新与前沿进展。
首先,深海矿物资源开发需要突破技术难题。
相较于传统陆地矿产的开采,深海矿物资源开发面临着更大的挑战。
深海环境的高压、低温、极度黑暗以及海底地质的复杂性等因素,使得深海矿物资源开发技术高度复杂且充满风险。
因此,科技创新成为实现深海矿物资源开发的关键。
航行器、探测设备、采矿设备等领域的创新技术不断涌现,不仅提高了深海矿物资源的探测效率,还为高效、安全的开采提供了有力支撑。
其次,深海矿物资源的开发促进了现代科技的前沿进展。
深海矿物资源中的金属元素在电子、航天、新材料等领域具有重要应用价值。
例如,海底锌资源是锌电池、光电器件等许多领域的重要原料,而锰元素主要应用于钢铁、电子、环保等行业。
随着对深海矿物资源需求的不断增加,科技创新不仅可以提高深海矿物资源的开采效率和品质,还可以推动相关行业的发展。
因此,深海矿物资源开发可促进现代科技的前沿进展,推动人类社会走向智能化、数字化和可持续发展。
第三,深海矿物资源开发需要解决环境保护与可持续发展之间的平衡。
深海生态系统脆弱而复杂,开采深海矿物资源很可能对海洋生物和生态环境产生不可逆转的影响。
因此,深海矿物资源开发必须谨慎对待,并采取一系列的环境保护措施。
科技创新为解决这一难题提供了可能性。
例如,开发更先进、高效的采矿设备,如全自动化、远程控制的机器人系统,可以减少对深海生态的干扰。
另外,深海矿物资源的循环利用和废弃物处理技术也需要创新,以确保资源的可持续利用。
第四,国际合作推动深海矿物资源开发的科技创新与前沿进展。
深海矿物资源开发是一个具有全球性的挑战,需要国际社会携手合作,共同推进科技创新和前沿进展。
3I ndustry development行业发展金属矿深部开采现状与发展战略赵 钺(兰州有色冶金设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000)摘 要:近年来,我国工业产业飞速发展,在不断的发展进程中,需要大量的金属矿产资源。
但由于金属矿产资源属于不可再生资源,且金属矿产保有量有限,使金属矿产资源出现严重短缺现象。
加之资源消耗量和开采难度的不断加大,节能减排以及环保生态政策的不断推进,导致开采利用业对大多数处于表层的、相对紧缺的金属矿产资源的开发和利用提出了更高、更严的标准和要求。
为了缓解当前所面临的金属矿产开采危机,缓解金属矿产供应与需求之间的矛盾,寻找替代性资源,加大探矿深部金属资源已迫在眉睫。
针对当前我国采矿技术发展趋势,为了提高找矿、采矿工作效率,促进我国社会经济持续向好发展,勘探和发掘地表深部的金属矿资源已成为促进我国金属矿业发展的重要方式和途径,基于此,本文将对当前我国金属矿深部开采现状与发展战略进行全方位的分析与阐述,以供参考。
关键词:金属矿;深部开采;现状;发展;战略中图分类号:TD85 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)17-0003-2收稿日期:2020-09作者简介:赵钺,男,生于1989年,汉族,甘肃徽县人,本科,中级工程师,研究方向:采矿工程。
随着经济建设速度逐渐加快,我国的资源需求量越来越大,各项资源消耗都极为严重,使得各国都面临着不同程度的资源危机。
金属矿产业市场也不例外,金属矿开采会破坏农田和土地,属于能源消耗较大行业,大量金属产品出现了供不应求的局面,导致全球性金属资源价格大幅度上涨,金属资源开采行业进入了前所未有的新高潮。
面对新形势下金属矿产资源需求旺盛的局面,我国在结合国内外金属矿深部勘探的先进技术、理念和实践经验,不断挖掘出更富更深的新矿体。
近年来,由于全球性资源供给压力加大,使得具有一定资源条件的老矿山不断扩大开采规模,过去在技术条件限制下的深部矿、难采矿以及低品位矿不断被开发出来,与此同时,与之相对应的大型金属开采技术、深部矿开采技术、难采矿开采技术等不断更新与发展,使金属矿开采品位逐渐降低。
金属矿山地下开采关键技术新进展与展望发布时间:2021-03-15T06:47:59.170Z 来源:《建筑学研究前沿》2020年25期作者:王英瑞[导读] 为了在发展社会经济的期间保证资源的可持续性开采,提高采矿效率,避免浪费问题。
中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司辽宁抚顺 113321摘要:在当前金属矿山开采情况中主要以地下开采为主,会形成较为封闭和复杂的开采环境,不利于开采作业质量和安全保障。
这就需要开采工艺与技术必须严格按照技术要就进行开采,才能够既满足开采需求又满足安全需求。
为了更好的促进金属矿山开采的质量和效率,还需要不断加强对采矿工艺与技术的研究,尤其是结合现代化的技术手段,更好的提高采矿工艺与技术水平。
关键词:金属矿山;地下开采;关键技术;新进展与展望引言为了在发展社会经济的期间保证资源的可持续性开采,提高采矿效率,避免浪费问题。
企业在采矿期间应合理采用采矿技术,在提高作业效率的基础上,保证采矿的安全性与可靠性。
1金属矿山井下采矿特点(1)开采环境复杂。
我国幅员辽阔,不同地区的矿山开采环境差异性较为明显,例如地质条件、气候条件、矿产量、矿源分布等,即便同一地区不同地块矿产赋存也很复杂,而且受限于当地的城市规划和开发计划等政府监管原因,井下开采作业需要考虑众多的内在和外在因素,在遵循基本行业规范的基础上才能安全、高效地进行。
(2)开采技术复杂。
井下开采过程中除了要挖掘金矿,还要考虑其输出和采矿人员的安全、设备的工作状态,因此整个技术操作流程包括回采、掘进、排风、排水、供电、运输、提升等多道程序,由此建立的完整的开采技术体系才能发挥协同作用,而由于各工艺的复杂性,要充分考虑设备类型、开采技术以及安全管理的影响,制定科学合理的开采施工方案,采取更为有效的技术管理措施,促使整个开采顺利进行,从而提高效率。
2金属矿山地下开采关键技术新进展与展望2.1深部开采与原地溶浸采矿技术对于超过地下600m深度的矿产资源需要采用深部开采技术进行开采,随着深部开采技术的不断研究和加强,开采深度也在不断加深,如今已经能够对地下950m以下的矿产资源进行开采,使过去无法开采的矿产资源等到更加充分的利用。
深部金属矿床勘探开发关键技术创新及其前景展望深部金属矿床勘探开发关键技术创新及其前景展望深部金属矿床是指埋藏在几千米或者几万米深度的地下,具有较高品位和大规模储量的金属矿床。
与传统的浅部矿床相比,深部金属矿床的勘探开发更加困难和具有一定的风险。
然而,随着科学技术的不断进步和创新,一系列深部金属矿床勘探开发的关键技术已经取得突破性进展,为深部矿床的有效开发和利用提供了新的可能性。
本文将从地球物理勘探技术创新、超深钻探技术创新、矿产资源评价技术创新以及环保技术创新等方面,对深部金属矿床勘探开发的关键技术创新进行探讨,并展望其发展前景。
地球物理勘探技术创新是深部金属矿床勘探开发的基础。
随着地球物理仪器和测量技术的不断进步,如重磁电勘探、地震波勘探、电磁勘探等,对深部金属矿床的探测深度和精度不断提高。
重磁电勘探是以矿体的重力、磁力和电性差异为基础进行矿产资源探测的手段,通过对不同地质特征的矿体进行重力、磁力和电性测量,可以精确定位和预测深部金属矿床的产状和分布。
地震波勘探则是通过测量地震波的传播速度和能量衰减情况,判别矿层边界和寻找矿体。
电磁勘探则通过测量地下电阻率的变化,确定矿体的位置和形态。
这些技术的创新和应用突破了以往仅适用于浅部矿床的局限,为深部矿床的探测提供了有效手段。
超深钻探技术创新是深部金属矿床勘探开发的关键。
随着深部地质学和岩石学的发展,人们对深部地壳和上地幔的矿床成因和形成机制有了更深入的认识,认识到深部金属矿床不仅分布在地壳的浅部,还存在于大陆下地壳和上地幔,并形成了一系列独特的矿床类型。
因此,要有效开发这些深部矿床,就需要超深钻探技术的支撑。
超深钻探技术包括钻杆与钻头的耐高温性能、井壁稳定技术、钻井液体性能优化等方面的创新。
这些技术的发展将使得深部金属矿床的成因和形态研究更加全面和精细,为深部金属矿床的勘探开发提供技术保障。
矿产资源评价技术创新是深部金属矿床勘探开发的前提。
对深部金属矿床的矿产资源评价需要精确的地质和岩石学数据,以及准确的储量估计和经济效益评价。
地下金属矿山采矿技术进展及研究方向随着现代工业的发展,金属矿产资源的需求量不断增加,地下金属矿山采矿技术在近年来也得到了飞速发展。
通过技术创新和研究,地下金属矿山采矿技术取得了令人瞩目的成就,但在这一领域仍然存在很多待解决的难题和挑战。
本文将对地下金属矿山采矿技术的进展和研究方向进行探讨。
随着科学技术的不断进步,地下金属矿山采矿技术在各个方面都取得了重大进展。
在勘探技术方面,地球物理勘查、地质雷达勘查、卫星遥感技术等先进技术的运用,使得矿山勘探的效率大大提高。
在开采技术方面,矿山机械化、自动化水平不断提高,采矿效率大大提高,同时大大降低了工人的劳动强度和安全风险。
在环保方面,地下采矿技术的发展也取得了长足进步,绿色矿山建设成为了矿业发展的重要方向,矿山废弃物的处理和资源化利用也取得了一系列重要成果。
地下采矿技术的数字化应用和信息化管理也大大提高了矿山的管理效率和生产水平。
地下金属矿山采矿技术仍面临一系列挑战,需要在技术研究和创新方面不断加大力度。
1. 新型采矿设备研发目前,地下金属矿山采矿的设备主要包括钻机、矿用提升设备、矿用输送设备等。
这些设备在精度、效率、安全性等方面还存在诸多不足。
需要加大力度研发新型采矿设备,提高设备的使用寿命和安全性,降低设备的能耗和维护成本,提升采矿效率。
2. 矿山数字化与智能化随着信息技术的发展,矿山数字化和智能化已成为矿山采矿技术的重要发展方向。
通过运用先进的信息技术,可以实现对矿山生产过程实时、全面的监控,提高生产决策的科学性和准确性。
通过智能化技术的运用,可以降低人为因素对生产的干扰,提高生产效率,减少事故的发生。
3. 绿色采矿技术当前,环境保护和可持续发展已成为全球矿业发展的重要趋势。
在地下金属矿山开发过程中,需要将环保理念融入采矿技术研究和生产实践中。
发展绿色采矿技术,降低矿山对环境的影响,实现资源的可持续利用是未来的重要任务。
4. 矿山安全保障技术当前,地下金属矿山依然存在着一系列安全隐患,如煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、矿震等。
地下金属矿山采矿技术进展及研究方向地下金属矿山采矿技术是指通过地下开挖、矿井支护和开采系统的建立,对矿山中的金属矿物进行开采的技术。
在过去几十年里,这方面取得了重大的进展,其中包括越来越高效的采矿技术、更先进的地下设备和更优化的矿产处理方法。
而且未来还有许多发展的空间,下面将对地下金属矿山采矿技术的进展和未来的研究方向进行探讨。
进展在地下金属矿山采矿技术上,近年来的进展主要集中在以下几个方面:1. 采矿效率:由于采矿过程需要耗费大量的时间和人力资源,因此高效的采矿方法对于提高生产率至关重要。
在这方面,矿井一般采用机械化策略,这包括使用各种工具和设备进行挖掘、卸载、运输和处理矿物。
2. 应用技术:为了进一步提高采矿效率和质量,近年来出现了一些新技术的应用。
其中一些技术包括射流破岩、长壳爆破和分段开采等,通过这些技术来提高采矿效率和质量。
3. 面向未来的研究:为了更好地探索矿物资源,提高运营效率和压低成本,研究人员正在进行一些创新的研究,以实现更好的结果。
这包括探索新的开采方法,如单通道挖掘和注浆固化,以及采用更先进的矿物处理方法,如压力浮选、感应消解和微生物浸出等。
研究方向在未来几年里,研究人员将继续致力于寻求更好的地下金属矿山采矿技术和方法。
以下是一些未来的研究方向。
1. 开采技术:未来的研究将进一步探索和开发新的开采技术,以降低成本、增加效率和提供更好的矿物资源。
一些新技术包括单通道偏向挖掘、注浆固化和岩石悬浮传输等。
2. 矿物处理:研究人员还将专注于开发和实施更先进的矿物处理方法,包括浸出、感应消解、微生物浸出和生物化学浸出等。
这些方法可以有效地提高矿物恢复率,从而增加利润。
3. 自动化采矿:未来的研究将专注于开发更智能的自动化采矿系统,以替代人工和机器的混合系统。
这些系统将能够监控矿藏、设置实时反馈和优化整个采矿流程。
总之,未来的地下金属矿山采矿技术将涉及更高级、更先进的设备和技术,旨在提高效率和生产率。
金属矿山地下开采关键技术新进展与展望发布时间:2021-04-29T15:52:32.447Z 来源:《科学与技术》2021年29卷3期作者:孙利[导读] 金属资源是我国各个行业生产活动中的重要基础资源孙利山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿山东莱州 261441摘要: 金属资源是我国各个行业生产活动中的重要基础资源,在国内对金属矿资源需求不断提升的情况下,金属矿开采的规模逐渐扩大,对金属矿开采技术提出了更多新的要求。
目前金属矿开采的过程存在较严重的环境破坏问题,比如附近植物遭到破坏、地表环境被破坏等等,严重影响到当地生态环境的可持续发展。
同时,在加大金属矿资源开发力度的同时,许多未能得到充分利用的金属矿资源被浪费,不利于我国采矿行业的持续发展。
因此,有必要深入分析地下金属矿采矿技术的发展现状,把握好地下金属矿采矿技术的发展方向,使地下金属矿采矿技术能够更好地服务于采矿行业的发展。
关键词:金属矿山;地下开采;技术引言在当前金属矿山开采情况中主要以地下开采为主,会形成较为封闭和复杂的开采环境,不利于开采作业质量和安全保障。
这就需要开采工艺与技术必须严格按照技术要就进行开采,才能够既满足开采需求又满足安全需求。
为了更好的促进金属矿山开采的质量和效率,还需要不断加强对采矿工艺与技术的研究,尤其是结合现代化的技术手段,更好的提高采矿工艺与技术水平。
1地下金属矿开采过程中存在的问题分析近年来,随着矿山开采技术的不断发展,矿山开采技术在实际的生产活动中体现出一定的积极作用,但是在整个应用过程出现了各种各样的问题,既无法保证矿山开采的整体效率,也容易造成大量的资源浪费。
具体来讲,其主要体现在以下几个方面:(1)虽然我国拥有大量的金属资源,但是不同地区的贫富矿差距较大,对矿山资源的利用率有待提升,且矿山资源存在较严重的浪费情况,或是受到某些因素的影响出现过度开采的行为。
(2)部分矿山开采技术存在普及度不高的情况,使得部分地区的矿山资源开发效率较低,难以保证矿山资源的充分利用。
地下金属矿山采矿技术进展及研究方向随着矿产资源的开发利用,地下金属矿山的采矿技术也在不断进步和发展。
地下金属矿山的采矿技术包括采矿方法、采矿设备、采矿管理等多个方面,这些技术的进展对于提高矿山生产效率、降低成本、保障矿工安全具有重要意义。
本文将从地下金属矿山采矿技术的进展及研究方向进行详细介绍。
一、采矿方法的进展地下金属矿山的采矿方法主要包括露天开采和地下开采两种。
随着资源的日益枯竭和环境保护的要求,地下开采逐渐成为主流。
目前,地下金属矿山采矿方法主要包括:矿柱法、岩石爆破法、矿石粉碎法、人工草台法等。
这些方法的进展主要表现在提高采矿效率、减少安全事故、降低环境污染等方面。
1. 矿柱法矿柱法是一种适用于矿体较小、倾角较陡的矿山采矿方法。
在矿柱法中,矿石通过矿柱隔开,避免了因为岩层失稳而引发的事故。
目前,矿柱法在采矿效率、安全性方面进行了一定的改进,如矿柱的尺寸和间距的优化设计、矿柱的稳定性分析等,从而提高了矿山的采矿效率和安全性。
2. 岩石爆破法岩石爆破法是一种常用的地下金属矿山采矿方法,通过对矿石进行爆破破碎,实现对矿石的采掘。
近年来,随着爆破技术的不断改进,岩石爆破法在精细化、精准化方面取得了重要进展,如爆破参数的精确控制、爆破震动的减小等,从而提高了采矿效率和减少了对环境的影响。
3. 矿石粉碎法矿石粉碎法是一种针对矿石进行粉碎处理的采矿方法,通过粉碎机械对矿石进行破碎,从而达到对矿石的采矿目的。
近年来,矿石粉碎法在矿石破碎机械的改进和研发、矿石粉碎工艺的优化设计等方面取得了显著成效,提高了矿石的粉碎效率和产品质量。
4. 人工草台法人工草台法是一种应用广泛的地下金属矿山采矿方法,适用于不适合机械开采的矿山地质条件。
近年来,人工草台法在地质勘探、人工草台设计和支护、机械化程度等方面进行了重要改进,提高了采矿效率和减少了矿山事故。
地下金属矿山采矿设备对于提高矿山生产效率和降低人工成本具有重要意义。
深部金属矿开采关键理论技术进展与展
望
摘要:由于我国金属矿产资源大部分分布在较深的地下,因此需要采用深部开采的方式进行开采。
为确保深部开采技术水平得到提高,需要加大对地下深部开采的支护技术与掘进技术创新的研究力度,为我国金属矿产开采行业的可持续发展提供保障。
基于此,文章主要分析了深部金属矿开采关键理论技术进展与展望。
关键词:深部金属矿;开采;技术;进展;展望
1深部金属矿的概念
深部金属矿是指位于地下较深处的金属矿床,一般深度超过1千米。
由于地表资源日益减少,深部金属矿成为未来金属矿产资源的重要来源之一。
深部金属矿的开采需要采用深部开采技术,这种技术需要克服地下水位高、地压大、温度高等困难条件,因此对开采技术和设备要求较高。
深部金属矿的开采对于提高国家矿产资源的开采水平、保障国家经济建设和可持续发展具有重要意义。
2金属矿深部开采关键理论与技术
2.1深部岩体力学理论
与浅部力学特征相比,深部岩体处于“三高一扰动”的环境,这种复杂的力学环境制约了深部开采的发展。
因此,为适应深部的复杂力学环境,保证安全、高效开采,亟需对传统的浅部岩体力学理论进行变革,以新思路、新方法来研究深部岩体力学理论。
深部岩体赋存于“三高一扰动”的复杂环境中,表现出强流变性、强湿热环境和强动力灾害的响应特征。
(1)强流变性。
在深部高应力的作用下,岩体结构与力学特性相比于浅部会发生重大变化,即使质地非常坚硬的岩体,在深部的特殊环境下也会变成软岩,表现出明显的流变特性,这就导致现
有浅部的岩体力学特性不再适用于深部的特殊环境,深部岩体力学的流变性则成
为深部岩体力学研究的一大难题。
(2)强湿热环境。
由于深部具有高地温、高
岩溶水压力的特点,在深部环境中表现出高温高湿,导致工作条件恶化,严重影
响工人健康、工作效率,设备的安全运行、生产效率等。
因此,深井降温与热害
治理成为深部开采所面临的一大难题。
(3)强动力灾害。
深部开采的动力灾害
主要包括岩爆、塌方、冒顶和突水等,深部开采最大的特点即为岩爆发生频率相
比于浅部具有明显的增加,且一旦发生岩爆将会造成巨大的损失,严重威胁工人
的安全。
因此,岩爆一直是深部开采的研究重点,在以后的深部开采研究中仍将
作为国内外的研究重点。
同时,为预防岩爆的发生,围岩稳定性与岩层控制的力
学分析研究也成为深部开采研究的重点。
2.2深部金属矿智能开采
智能开采是21世纪金属矿开采的重要发展方向及前瞻性目标。
进入深部后,作业环境、安全性以及作业效率极其低下,将智能技术应用于矿山开采,不断提
高开采技术水平,对于解决深部开采面临的诸多问题具有重要的意义。
因此,建
立智能化的深部金属矿山势在必行。
当前,智能矿山的建设受到国内外的高度重视,芬兰、瑞典、德国等多个国家制定了相关战略规划,开展了智能开采的相关
研究并进行了工程应用。
在“中国制造2025”的战略背景下,我国多个部门针对
智能开采提出了相关政策措施,极大地推动了我国智能开采的发展进程。
智能矿
山主要由控制平台、传输系统以及采掘装备3个部分组成。
控制平台即为控制整
个智能化系统的平台,负责采矿过程中的智能调度和控制,是整个智能开采系统
的“大脑”;传输系统主要包括信息获取系统、无线通信系统、精准定位系统和
智能导航系统,负责将控制平台发出的指令传输到采掘设备上,同时将采掘设备
的实时状态反馈到控制平台上;采掘装备包括智能凿岩台车、潜孔钻机、铲运机、电机车、装药车等各类智能采矿设备,用于执行控制平台发出的具体指令,进行
采矿作业,设备的实时位置信息、运行状态等可随时获取。
3金属矿深部开采展望
3.1极深部岩体力学
我国学者对1000~2000m采深的岩体力学理论进行了大量的研究与探索,为
未来金属矿全面进入深部开采提供了理论基础,有利于实现深部金属矿的安全、
高效开采。
从长远来看,金属矿产资源的开发应该走向地球更深部,实现极深部
开采。
然而,岩体的岩性如何变化等一系列理论研究成为极深部开采首先需要解
决的问题。
因此,极深部岩体力学理论的研究与探索将成为未来深部金属矿开采
的重要研究方向。
传统岩体力学是建立在材料力学的基础上,同时忽略开挖扰动
的影响,是一种静态的研究,形成的岩体力学理论没有考虑到深部的原位环境、
开采深度以及工程扰动等相关因素。
近些年通过深部岩体力学的研究,初步建立
了1000~2000m采深的岩体力学理论体系。
相比于2000m以浅的环境,进入极深
部后将发生一系列的变化,尤其进入6000m以深岩体将处于三向等压状态,岩体
进入全范围塑性流变状态,当前的深部岩体力学理论体系将不再适用。
因此,需
要寻找新的思路、新的方法开展极深部岩体力学理论的研究。
有学者提出了极深
部岩体力学研究的三个思路:(1)从分子层面对极深部环境下的岩石分子进行
研究,包括微观构像、物化性质、分子力场与能势等,是研究极深部岩体力学行
为的一种新思路;(2)突破传统的微观渗流力学研究,通过研究微观力学环境
以及化学特征的变化了解极深部岩体的力学性能,同时将物理、化学、热学、力学、微生物学等结合建立多场耦合的极深部岩体力学理论;(3)利用地球内部
磁场的稳定性与岩石矿物自身具有的磁性,利用精细探测技术监测由极深部高温
高压导致的磁场变化以及岩体破坏产生的声波信号,联合预测岩体内部的声磁变化,为极深部开采的动力灾害预测提供一种新的思路。
3.2深部金属矿原位流态化开采
原位流态化开采是指将深部的金属矿产资源转化为流态,直接输送至地面的
开采技术,相比于传统的开采模式,具有人员无需下井、尾废直接在井下充填、
输送成本低、能耗小等一系列优势。
原位转化则是深部金属矿进行流态化开采的
关键,根据原位转化的两种不同方式,深部金属矿原位流态化开采可分为原位溶
浸开采和采选充一体化两个发展方向。
原位溶浸开采是指通过钻孔把溶液注入深
部金属矿层,溶液与矿层有用组分发生一系列反应,生成可溶性离子进入溶液,
抽取至地表提取有用金属的一种开采方法。
原位溶浸开采无矿岩开挖、井下无人、接近零排放、能源消耗小、成本低(据统计,原位铀矿开采成本为传统开采的
1/4),在安全、环保、经济等方面均具有显著的优势,但其开采局限性较大,
溶浸液体难以控制。
采选充一体化是指将深部金属矿开采后,矿石在井下进行破
碎加工,将精矿浆以流态化送至地表,剩余固废用来充填采空区的一种开采方法。
该技术基建工程量小,减少土地占用,尾废不出坑,可有效实现高效、经济、无
废开采。
但是该技术处于起步阶段,相关采选方法、技术、装备等存在一系列问题,在金属矿开采领域尚未进行工程应用。
3结语
当前,随着开采深度的迅速增大,同时在国家战略需求的导向以及国家政策
的支持下,深部开采将成为我国未来金属矿资源开采与保障的主力军。
深部岩体
力学理论、建井与提升技术、绿色开采以及智能化开采仍是当前深部金属矿开采
研究的核心,需要持续科研攻关、不断开拓创新、突破技术瓶颈,以保障我国深
部金属矿产资源安全、高效、经济、环保地进行开采。
参考文献
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[2]赵钺.金属矿深部开采现状与发展战略[J].中国金属通报,2020,(09):3-4.
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学报,2019,41(04):417-426.。