采矿业中的技术创新与发展趋势

采矿技术的现状及发展趋势 昆明理工大学国土资源工程学院岩土工程研究所（2002年5月）

1 采矿技术的现状及发展趋势

一、世界采矿工业的现状

由于世界上人口的增加和人类生活水平的提高,对各类矿物的需要量逐年在增加，但随着开采技术的进步，矿石的产量增加了，可是品位都在下降，例如：铁矿石平均品位，苏联在65年为40.8%，70年为37.3%，到76年为36.1%；美国51年为49.5%，71年为34％，到77年大部分为20－36％。美国在1900年只开采含铜6％以上的矿石，70年代平均开采品位则为0.7%，80年代开采的斑铜矿平均品位为0.53%，在本世纪（21世纪）预期要降到0.2%，至于边界品位以下的金属资源，回溶浸法生产的铜，已占其年产量的5％，75年美国用此法浸铜，占其年产量的20％，76年开采12,600吨铀，其中用溶浸法的有500吨。用这种方法还可以回收矿石中的钼，镍，金和其他有色金属，能够取得很有希望的成果。

另一个增加矿石的来源，是加大开采深度。现在开采较深的一些矿床，主要是有色金属，其开采深度已超过2000米的地下矿山，有美国南达科塔州的铅矿区为2280米和爱达荷州的科马尔德，艾林铅矿区为2340米；加拿大镍矿有的达到2400米；印度科拉尔金矿已到3240米；南非西部底卜斯金矿开拓深度到达3800米，估计到5000米时，在经济上仍为合算，国外许多金属矿露天开采深度都在增大。最深的老矿—美国宾汉姆露天铜矿，深度已到800米。而我国的某些矿山的开采深度也在逐年增加，例如云锡公司的地下开采也将要达到2000米左右。

由于陆地上矿产资源日益枯竭，人类开发海底矿物的时代已经到来。海底矿产资源储量极为丰富，初步探明深海中的锰结核矿石储量约为2－3万亿吨，其中以太平洋的含矿品位较高，约为150亿吨（含锰24％，镍1.06%，铜0.53%，钼0.9%，钴0.35%）磷结核约100亿吨，软泥为1000万亿吨。而且这些含有多种金属和非金属的矿产储量，均属于自生矿物，如锰结核在一年中的自生量，锰可供世界用三年，钴四年，镍一年。由此可见，海洋采矿的发展，前途是十分壮观的。

采矿业中的矿山创新创业与科技创新

随着时代的发展和科技的进步，矿山行业也在不断迎来新的挑战和变革。在这个关键的转型时期，矿山创新创业和科技创新变得尤为重要。本文将探讨采矿业中的矿山创新创业以及科技创新的现状和发展趋势。

一、矿山创新创业的意义

矿山创新创业是指在矿山行业中，通过引入新的思维和技术，开展创新性的经营活动和创业实践。它具有以下几个重要的意义：

1. 提升产业竞争力：通过创新创业，矿山企业可以不断改进现有的生产管理模式和技术工艺，提高生产效率和产品质量，从而提升企业的竞争力。

2. 探索新的商业模式：矿山行业正面临着资源日益匮乏、环境压力增大等问题，传统的商业模式已经难以适应新的形势。创新创业可以帮助企业探索新的商业模式，实现可持续发展。

3. 促进经济转型升级：采矿业是传统的重工业部门，但随着社会经济的变革，矿山行业也需要转型升级。创新创业可以推动经济结构的优化调整，实现经济转型。

二、采矿业中的创新创业案例

矿山行业中涌现了许多成功的创新创业案例，以下列举几个典型的案例： 1. 利用新技术提高生产效率：某铁矿山引进了自动化设备和智能化管理系统，大大提高了矿山的生产效率和安全性，降低了人力成本，并取得了显著的经济效益。

2. 开发新产品拓展市场：某金矿山通过与高校科研机构合作，成功开发了一种新型的金矿提取技术，并将其应用于生产实践中，不仅提高了金矿提取率，还拓展了市场份额。

3. 实施环保措施提升形象：某煤矿山积极响应国家的环保政策，采用了洗煤技术和绿色采矿技术，有效降低了煤矿对环境的影响，提升了企业形象，也为企业带来了更多的商机。

以上案例展示了矿山创新创业的成功经验，也为其他矿山企业提供了借鉴和参考。

三、矿山科技创新的现状和趋势

矿山科技创新是指在矿山行业中，通过引入新的科学技术和研发成果，实现生产工艺的改进和优化。目前，矿山科技创新正朝着以下几个方向发展：

1. 先进探矿技术：采矿业是从地下资源中开采矿物的行业，如何更精确地找到矿藏、评估储量，是矿山科技创新的重要方向之一。通过引入先进的勘探技术和遥感技术，可以提高找矿的准确性和效率。

物联网技术在采矿行业中的应用

随着时代的发展，各行各业都在不断地追求科技进步和技术创新，物联网技术作为新兴技术之一，正在越来越多地应用到各行业中，为企业提供更加高效、智能、安全、可靠的服务。在采矿行业中，物联网技术的应用也日渐成熟，对于提高采矿效率、保障矿工安全、降低采矿成本都具有重要的意义。

一、物联网技术在采矿行业中的应用现状

1.物联网技术在采矿生产管理上的应用

物联网技术可以对矿区设备进行智能监测和管理，通过网络连接和数据传输技术，将设备的运行状态、运行参数等信息传输到中心控制室，方便工作人员实时监测和管理。并可通过人工智能技术对设备进行故障诊断，减少设备停机时间，提高生产率。

2.物联网技术在安全环保上的应用

物联网技术可对矿区环境进行智能监测和管理，通过传感器采集矿区环境、水、气等参数数据，进行实时监测和分析，以指导矿区环保管理，防止突发事件的发生。同时，可以对矿工健康进行跟踪监测，发现矿工异常情况及时救治，避免意外事故发生。

3.物联网技术在矿工安全管理上的应用

物联网技术可以通过智能佩戴设备对矿工行为进行监督和管理，通过设定安全区域、设备警示、矿工身份确认等方式提高矿工的安全性以及管理效率，实现矿山采掘作业数字化管理。矿工可以通过佩戴设备收集数据，监控矿工日常行为，预防工作中出现风险、降低工伤风险。

二、物联网技术在采矿行业中的应用价值

1.提高采矿效率

物联网技术可以对矿山设备进行全天候监测管理，该技术可以对矿山设备的运行参数、运行状态等进行实时监测和管理，避免了人力监测过程中的漏洞，提高了设备的运行效率，同时也可以预先诊断设备故障，减少因故障维修造成的停机时间，提高生产效率。

2.保障矿工安全

物联网技术可以对环境、气、水等进行智能监测，关键时刻反馈矿工区域的安全情况，有利于及时排查矿山中的安全隐患，减小矿工的伤亡风险；矿工的安全管理在采矿行业占据着十分重要的地位，物联网技术可以对矿工进行身份识别和位置识别，进一步提高矿工的安全系数。

矿山开采技术发展趋势

摘要：一定时期内采矿技术的主要发展方向为：机械化大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。数字化矿山与智能开采将成为未来矿山开采的自然趋势。全面实现采矿的自动化，目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统，进行遥控开采，将可能在短期内实现。

关键词：采矿技术 自动化 趋势

前言

近些年来，全世界开采有用矿物总量约计200亿t，年递增率为4%～5%，其中硬岩约50亿t，由地下开采的矿量为10多亿t，主要是富矿和价值较高的有用矿物。从布局上看，有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之，金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。随着全球性科学技术的突飞猛进，国内外地下采矿技术也发展很快，很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展。主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化，均沿着高效率、高回采率和机械化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，损失、贫化指标大幅度降低。笔者就近几年来金属矿山地下采矿开采在采矿方法、深井开采、采矿装备三个方面现状作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。

一、 地下金属矿山采矿方法

现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。对18个重点铁矿山统计, 崩落采矿法占94.1%，空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%，空场采矿法占65%，其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%，充填采矿法占19.6%，崩落采矿法占34.3 %。从以上统计数据看，铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主，有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。地下采矿技术是取得科技成果最多的一个技术领域，近十多年来，地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速，崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进金属矿地下采矿技术得到迅速发展，使部分矿山的工艺技术达到了国际先进水平。