关于金属矿山开采中现代化采矿技术探讨

前言：金属矿开采领域出现了重大变革，人工开采手段越来越向智能化方向迈进。由于金属矿藏资源日趋紧缺、开采条件复杂，矿业的机械化开采是矿业界不断要求实现的生产目标。机械化开采能够高效生产，并最大化地保证作业人员的安全，能够减少矿业活动带来的环境问题。矿山开采领域的智能化设备、自动化设备、远程操控设备等相关设备的探索逐渐取得了较为明显的成效，为提升矿山企业的经济效益做出了突出的贡献。

一、工程概况

某铜矿在西北某地，矿体埋藏在 150～800 米，在西北某地区，属大型斑岩型铜矿床，设计年生产能力为 3000×1041 t原矿，铜金属量 12×104t ，矿区地质情况复杂，岩石整体较为坚固，开采具有一定困难。项目采取露天开采和地下开采相结合的生产方式，露天开采 30×104t. 、地下开采占 20×104t ，为了提升开采效率和保证开采安全，项目大量使用现代化的采矿技术，形成技术体系。

二、矿山开采中现代化采矿技术应

（一）智能化开采设备应用

本矿山拥有大型智能化采掘机械设备 15 台套挖掘机、20 台套矿用自卸车、8 台套穿孔设备，均配置有GPS和自动控制模块进行智能定位、智能作业[1]。智能挖掘机安装有激光扫描设备，可以自主辨识矿界，完成智能开采；对设备自身的故障诊断模块可以实时诊断设备机载信息，提前预判故障发生，有效减少设备停机。无人驾驶的矿用自卸车，自动规划路线、自主行驶，可以减少人为因素导致车辆运输出现安全问题，提高车辆行驶速度。智能化采掘机械设备的有效应用实现了单设备作业效率的提高 25% ，减少作业人员的配备，直接劳动人事费用减少 40% 。

（二）自动化控制系统建设

建立了生产调度中心、设备监测监控系统和安全预警系统为主的矿山自动化控制系统，生产调度中心的大屏幕实时显示矿山各工作面生产状态，调度人员通过调度中心远程控制设备的运行，进行合理的生产安排；设备监测监控系统自动、实时采集设备的运行信息，如发动机温度、液压系统压力、燃油消耗、尾气排放等，超出正常值自动发出报警，并能进行远程停机保护；安全预警系统通过布置在矿区内各种传感器对瓦斯、边坡、地下水位等安全因素进行检测[2]。

（三）遥控技术和无人化作业

危险区使用大量的遥控技术，如在爆破区域主要运用于露天坑道口，还有在一些危险区域的清理作业区。遥控挖掘机在距离 500m外即可以开始作业，安全员无需在现场，有效避免接触危险区。采用无人化汽车运输，在汽车运输和铁路运输之间使用轨道，运输车把挖掘车的碎石带至特定的地点。汽车上配有红外线和超声波探测器，使它在没有手动监控的情况下能绕过障碍物。遥控的炸药爆破允许爆破作业人员在距人员特定安全距离进行引爆。

（四）数字化矿山管理平台

数字管理系统集中融合了地质、生产、设备、安全等一体化管理系统。地质系统通过三维实体数字模型构建出详尽的矿体几何空间和品位信息，为科学制定采矿方案奠定了基础；生产系统可以针对计划所制定的每日生产计划、周计划、月度生产计划等，并可进行及时调整计划；库存系统对原材料以及产品等可以及时管控流动；人员系统针对每位人员实施了进入时间、停留部位等形成相应的电子卡牌记载，对人员的安全管理起到了良好的提示。

（五）精准爆破技术应用

矿区采用微差爆破、预裂爆破、控制爆破等精密爆破技术。利用计算机进行爆破参数的精准测算，测算出所需炸药量、起爆时间、孔位分布，电子雷管为爆破技术人员精准控制起爆时间，把时间间隔精准到了毫秒级，保证了爆破程度的可控制性，而振动监测实时监测爆破振动强度，保障了爆破对周围建筑物的影响。通过精准爆破降低了破碎矿石的块度，最大限度地减小了对炸药的耗费，减少了爆破对环境的污染，使用后矿石块度合格率达 95% ，降低炸药用量约 20% 。

（六）环保技术集成应用

在矿山环保方面采取现代的除尘技术，包括在生产过程有雾气水雾喷射的装置，在开采和装料时水雾自动启动；废水经过滤和水中的细菌处理排出符合废水处理标准；通过为噪音较大的机器包裹防护罩进行防护，在机器底座安装橡胶装置减少震动产生的噪音。回填、复绿技术：利用不同等级的土地分批填充被剥离的山土和对植被的恢复。

三、矿山开采中现代化采矿技术应用效果

金属矿山开采中现代化采矿技术应用取得了较为显著的成效，尤其是与传统技术对比，无论是从效率还是能耗、成本等都显著提升，获得了良好的经济效益和社会效益。表1 主要开采设备技术参数对比

结语

本文所研究的铜矿采矿项目实施的现代化采矿技术，说明先进的采矿技术对提高和保证矿产资源的采选和安全生产起到重要的作用，例如自动化设备、自动化控制、遥控技术、计算机和网络应用技术及精确爆破技术的综合应用，达到了采选效率的显著提高和对安全与环境影响的显著减小，为金属矿山开采行业的升级改造提供了借鉴和参考。随着未来人工智能、物联网以及5G通信技术等高新技术的发展，开采技术更加现代化、科技化、智慧化，并能对开采进行更细更合理的工艺控制，经济和社会效益会更为显著。

参考文献：

[1] 张 亚 锋 . 现 代 化 采 矿 技 术 在 金 属 矿 山 开 采 中 的 应 用 [J]. 冶 金 与 材料,2024,44(7):187-189.

[2]党军锋.现代化采矿工艺技术在铜矿开采工程中的应用探讨[J].世界有色金属,2024(19):214-216.