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【摘 要】随着经济建设和工业发展的需要,对矿产资源的需求越来越多,但由于资源的稀缺性,矿产资源是不可再生资源,就构成了矿产资源的供需矛盾。就目前而言,优质矿已濒临耗竭,为了满足社会的需要,对低品位矿和深处矿的开采力度不断加大。然而,随着矿产开采种类的转变,对采矿技术的要求越来越严格,需要提高采矿技术,实现采矿技术的标准化与高效化,以提高矿产资源的采出率,从而满足工业发展的需求。
【关键词】采矿技术;矿产资源;发展趋势;露天开采;地下开采
0.引言
要解决矿产资源的供需矛盾,如何提高矿产资源的合理开采和有效利用显得至关重要,同时,开采技术的发展对于促进矿产产业的可持续发展具有重要的意义。就我国目前的采矿行业而言,发展迅速,已经掌握了较为丰富的采矿技术,有效促进了煤矿开采效率、质量与安全性的提高。本文主要对当代采矿技术的发展趋势进行分析,并对未来采矿技术展开探讨。
1.采矿产业的现状及采矿技术的发展趋势
众所周知,新一轮全球经济的大幅上涨带来了全球性的资源价格的猛速上升,这对全球各个国家的资源发展都提出了严峻的挑战,也不禁使人们开始担忧不可再生资源能否持续供给,能否满足人类发展的需要。从全球范围来看,对资源的需求依然很旺盛,其中中国、印度、巴西等经济的持续发展使对资源的需求的增长是巨大的。就我国而言,根据我国社会经济发展目标,到2020年,要再实现GDP翻两番,这也就意味着资源的使用量要随着翻两番,这不仅对我国的资源形成很大的挑战,也给全球的资源造成巨大的压力。
对矿产产业来说,资源需求的增加就意味着矿石开采的增加,但现实的情况是,随着社会的发展,优质矿已无法满足生产的需要,因此要进一步开采那些低品质的、难开采的矿产资源。以铜为例,在过去70年中铜的品质持续下降,导致要萃取1t的铜所需的矿石2003年是1950年的5倍。
掘进更深的勘探方法的产生,使得发现更富更深新矿体的概率增加。从某种程度而言,这一发现抵消了矿石质量下降的问题。但总体来说,陆地上的矿产资源日益枯竭将成为不可逆转的必然趋势。
综上,向陆地低品位矿开采和向深处矿开采已成为当前采矿业发展的方向,到海洋采矿,到太空采矿,已被未来学家预测为在21世纪将要开展的采矿技术。
2.采矿设备的介绍
研究新型的生产效率更高的设备是采矿技术进步的重要标志之一,采矿设备的技术进步是采矿技术进步的支撑条件,今后新型化、大型化、液态化、智能化采矿设备的研制仍然是采矿设备发展的趋势。
根据采矿地点的不同,可以将其分为露天采矿和地下采矿,相应的,就有了露天采矿的设备和地下采矿设备之分,下面具体展开介绍:
2.1露天采矿设备
(1)开采设备大型化是优势资源集中化开采的必然要求,也是简化剥采工程并降低开采成本、提高经济效益的有效途径。实践证明,采用大型的开采设备更有益于提高开采率,从而促进经济效益的提高。
(2)液压设备越来越受欢迎。在设备大型化的同时,钻孔、铲装设备向着液压化方向发展,国外的液压挖掘机使用率已达到26%,例如,德国O&K公司RH400液压挖掘机的斗容达到42立方米,除此之外,液压钻机、液压电铲、液压破岩设备也都在提高使用比例。
(3)提高运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。采用连续、半连续开采工艺进行露天开采时国际化的发展趋势。在不同类型的矿山开采中,陡坡铁路、大倾角运输机、矿用汽车整车提升运输系统等都得到充分的利用和完善。其中,露天矿矿用汽车整车提升运输系统将会成为未来的发展方向。
2.2地下采矿设备
地下采矿设备向无轨化、大型化、微型化、液压化、自动化方向发展。
(1)地下采矿无轨化设备向着大型化、微型化、液压化、自动化方向发展。目前,最大的井下载重汽车载重量达80t,遥控铲运机应用于采矿生产则实现了设备的自动化,此外,无人驾驶、机器人作业将会成为以后井下开采设备的发展方向。
(2)实现全液压化是凿岩设备的发展趋势。凿岩设备还会向自动化和遥控方向发展。无论是哪种方式都有利于提高凿岩的精确度、爆破破碎的质量和凿岩工作的安全性。
(3)装备配套、机械化程度高将是地下采矿设备的要求。地下采矿设备从凿岩、装药到装运全过程都是高度机械化作业。
随着智能采矿技术的突破与发展,遥控采矿技术设备将成为采矿设备的发展趋势和研究方向。
3.未来采矿技术前景展望
露天采矿技术和地下采矿技术是现阶段所有的也是运用最广泛的技术,随着技术的发展,溶浸采矿技术、智能化采矿、深海采矿以及太空采矿都将成为未来的采矿技术。
3.1溶浸采矿技术
这一技术对回收利用发杂低品位矿石,甚至是对现在堆存的废石、矿尾中的矿物进行回收再利用,在未来会迅速发展。
3.2智能化采矿
智能化技术意味着新技术的应用和新设备的改进。例如:数字化矿山技术、定位和导航、还有机器人工作等等,智能化的实现是技术的一种巨大的飞跃。
3.3深海采矿技术
深海开采技术是深海金属矿产资源开发的核心,对于缓解当前资源紧张的状况具有重要意义。
3.4太空采矿技术
英国电信公司的未来学家伊恩.尼尔德和伊恩.皮尔逊合写的《未来技术发展时间表》中对太空采矿的预测为:
2011-2015年开展探测行星的民间太空之旅以便进入太空采矿。
2015-2016年在月球上开采氦3。
2040年以后到小行星采矿。
综上所述,未来采矿技术将会越来越先进,越来越有利于提高采矿的效率,越来越有利于经济的快速发展。
4.结论
鉴于优质矿面临枯竭,我国矿产资源的开采将向贫矿、难采矿方向发展,随之面临的技术难题会越来越多,近年来采矿技术研究投入不断加大,经过采矿技术研究人员的科技钻研,采矿技术得到飞速发展,在未来可能会发展得更快,采矿产业将迎来美好的春天。同时采矿技术人员也任重而道远,因为今后采矿技术将借助高新技术的潜在力量来发展,特别是采矿科技向着高新技术应用方面的趋势日益明显,这就要求技术人员必须与时俱进,适应时代的要求。
【参考文献】
[1]戴培森.我国煤矿开采技术发展方向的探讨[J].商华,2007-05-17.
[2]王相怀.井下采矿生产技术及采煤方法的选择[J].中国高新技术企业,2011-04-12.
[3]张幼蒂.现代露天开采技术国际发展与我国露天采煤前景[J].露天采矿技术,2005-03-04.
[4]吴爱祥,王洪江,杨保华,尹升华.溶浸采矿技术的进展与展望[J].采矿技术,2006-06-08.
[5]中国大洋协会.深海采矿技术发展战略概述[J].国际海底开发动态,2004-08-12.
【关键词】采矿技术;矿产资源;发展趋势;露天开采;地下开采
0.引言
要解决矿产资源的供需矛盾,如何提高矿产资源的合理开采和有效利用显得至关重要,同时,开采技术的发展对于促进矿产产业的可持续发展具有重要的意义。就我国目前的采矿行业而言,发展迅速,已经掌握了较为丰富的采矿技术,有效促进了煤矿开采效率、质量与安全性的提高。本文主要对当代采矿技术的发展趋势进行分析,并对未来采矿技术展开探讨。
1.采矿产业的现状及采矿技术的发展趋势
众所周知,新一轮全球经济的大幅上涨带来了全球性的资源价格的猛速上升,这对全球各个国家的资源发展都提出了严峻的挑战,也不禁使人们开始担忧不可再生资源能否持续供给,能否满足人类发展的需要。从全球范围来看,对资源的需求依然很旺盛,其中中国、印度、巴西等经济的持续发展使对资源的需求的增长是巨大的。就我国而言,根据我国社会经济发展目标,到2020年,要再实现GDP翻两番,这也就意味着资源的使用量要随着翻两番,这不仅对我国的资源形成很大的挑战,也给全球的资源造成巨大的压力。
对矿产产业来说,资源需求的增加就意味着矿石开采的增加,但现实的情况是,随着社会的发展,优质矿已无法满足生产的需要,因此要进一步开采那些低品质的、难开采的矿产资源。以铜为例,在过去70年中铜的品质持续下降,导致要萃取1t的铜所需的矿石2003年是1950年的5倍。
掘进更深的勘探方法的产生,使得发现更富更深新矿体的概率增加。从某种程度而言,这一发现抵消了矿石质量下降的问题。但总体来说,陆地上的矿产资源日益枯竭将成为不可逆转的必然趋势。
综上,向陆地低品位矿开采和向深处矿开采已成为当前采矿业发展的方向,到海洋采矿,到太空采矿,已被未来学家预测为在21世纪将要开展的采矿技术。
2.采矿设备的介绍
研究新型的生产效率更高的设备是采矿技术进步的重要标志之一,采矿设备的技术进步是采矿技术进步的支撑条件,今后新型化、大型化、液态化、智能化采矿设备的研制仍然是采矿设备发展的趋势。
根据采矿地点的不同,可以将其分为露天采矿和地下采矿,相应的,就有了露天采矿的设备和地下采矿设备之分,下面具体展开介绍:
2.1露天采矿设备
(1)开采设备大型化是优势资源集中化开采的必然要求,也是简化剥采工程并降低开采成本、提高经济效益的有效途径。实践证明,采用大型的开采设备更有益于提高开采率,从而促进经济效益的提高。
(2)液压设备越来越受欢迎。在设备大型化的同时,钻孔、铲装设备向着液压化方向发展,国外的液压挖掘机使用率已达到26%,例如,德国O&K公司RH400液压挖掘机的斗容达到42立方米,除此之外,液压钻机、液压电铲、液压破岩设备也都在提高使用比例。
(3)提高运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。采用连续、半连续开采工艺进行露天开采时国际化的发展趋势。在不同类型的矿山开采中,陡坡铁路、大倾角运输机、矿用汽车整车提升运输系统等都得到充分的利用和完善。其中,露天矿矿用汽车整车提升运输系统将会成为未来的发展方向。
2.2地下采矿设备
地下采矿设备向无轨化、大型化、微型化、液压化、自动化方向发展。
(1)地下采矿无轨化设备向着大型化、微型化、液压化、自动化方向发展。目前,最大的井下载重汽车载重量达80t,遥控铲运机应用于采矿生产则实现了设备的自动化,此外,无人驾驶、机器人作业将会成为以后井下开采设备的发展方向。
(2)实现全液压化是凿岩设备的发展趋势。凿岩设备还会向自动化和遥控方向发展。无论是哪种方式都有利于提高凿岩的精确度、爆破破碎的质量和凿岩工作的安全性。
(3)装备配套、机械化程度高将是地下采矿设备的要求。地下采矿设备从凿岩、装药到装运全过程都是高度机械化作业。
随着智能采矿技术的突破与发展,遥控采矿技术设备将成为采矿设备的发展趋势和研究方向。
3.未来采矿技术前景展望
露天采矿技术和地下采矿技术是现阶段所有的也是运用最广泛的技术,随着技术的发展,溶浸采矿技术、智能化采矿、深海采矿以及太空采矿都将成为未来的采矿技术。
3.1溶浸采矿技术
这一技术对回收利用发杂低品位矿石,甚至是对现在堆存的废石、矿尾中的矿物进行回收再利用,在未来会迅速发展。
3.2智能化采矿
智能化技术意味着新技术的应用和新设备的改进。例如:数字化矿山技术、定位和导航、还有机器人工作等等,智能化的实现是技术的一种巨大的飞跃。
3.3深海采矿技术
深海开采技术是深海金属矿产资源开发的核心,对于缓解当前资源紧张的状况具有重要意义。
3.4太空采矿技术
英国电信公司的未来学家伊恩.尼尔德和伊恩.皮尔逊合写的《未来技术发展时间表》中对太空采矿的预测为:
2011-2015年开展探测行星的民间太空之旅以便进入太空采矿。
2015-2016年在月球上开采氦3。
2040年以后到小行星采矿。
综上所述,未来采矿技术将会越来越先进,越来越有利于提高采矿的效率,越来越有利于经济的快速发展。
4.结论
鉴于优质矿面临枯竭,我国矿产资源的开采将向贫矿、难采矿方向发展,随之面临的技术难题会越来越多,近年来采矿技术研究投入不断加大,经过采矿技术研究人员的科技钻研,采矿技术得到飞速发展,在未来可能会发展得更快,采矿产业将迎来美好的春天。同时采矿技术人员也任重而道远,因为今后采矿技术将借助高新技术的潜在力量来发展,特别是采矿科技向着高新技术应用方面的趋势日益明显,这就要求技术人员必须与时俱进,适应时代的要求。
【参考文献】
[1]戴培森.我国煤矿开采技术发展方向的探讨[J].商华,2007-05-17.
[2]王相怀.井下采矿生产技术及采煤方法的选择[J].中国高新技术企业,2011-04-12.
[3]张幼蒂.现代露天开采技术国际发展与我国露天采煤前景[J].露天采矿技术,2005-03-04.
[4]吴爱祥,王洪江,杨保华,尹升华.溶浸采矿技术的进展与展望[J].采矿技术,2006-06-08.
[5]中国大洋协会.深海采矿技术发展战略概述[J].国际海底开发动态,2004-08-12.