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国外矿山采矿技术发展趋势
文章来源:采矿台车网  浏览人数:50  发布日期:2022-04-24

矿产资源属于不可再生资源,在当今工业快速发展中,对矿产资源的需求不断增加,发达国家和发展中国家都以资源占有、发展资源为重要战略措施,在这种情况下,出现了大量高效、安全、低成本的采矿技术和方法,需要跟上技术的步伐,发展良好的资源。

一、地下矿山智能化

目前,世界上地下矿山都在追求高效、安全,因此机械化和自动化水平不断提高。

以瑞典基律纳铁矿石为例。基律纳铁矿石以生产高档铁矿石(含铁率超过70%)而闻名,是世界上最大的铁矿石之一。它的铁矿石已经开采了70多年,现在已经从露天开采转变为地下开采。

基律纳铁矿的智能化主要得益于大型机械设备、智能遥控系统和现代管理系统的投入使用。高度自动化和智能化的矿山系统和设备是确保安全高效开采的关键。

1)开发:基律纳铁矿采用竖井 坡道联合开发。矿山有三个竖井,用于改善通风、矿石和废石。人员、设备和材料主要由无轨设备从坡道运输。主提升竖井位于矿体下盘。到目前为止,开挖面和主运输系统已下降6次,主运输水平为1045m水平。

2)钻孔装药及爆破:巷道掘进采用凿岩台车,台车配备三维电子测定仪,可实现钻孔精确定位。

3)矿石远程装载和运输

基律纳铁矿采场的凿岩、装运和升级都实现了智能化和自动化,凿岩台车和铲运机都实现了无人驾驶。

地下运输系统有胶带运输和轨道自动运输两种类型。轨道自动运输一般由8列矿车组成。矿车是连续装卸的自动底部卸载。带式输送机自动将矿石从破碎站运输到测量装置,并与竖井斗完成装卸。整个过程由远程控制。

4)遥控混凝土喷加固技术

巷道支护采用喷锚网联合支护,由遥控混凝土喷射机完成,锚杆台车安装在锚杆和钢筋网上。

                                                                                                                                                                                                                           

二、溶浸技术的应用越来越广泛

目前,溶浸技术已广泛应用于低品位铜、金矿石、铀矿的回收。在溶浸技术中,有三类:原地浸出、堆放和破碎浸出。

处理美国、加拿大、澳大利亚等国家0.15%-0.45低品位铜矿石,2%以上的铜氧化矿石和0.02%-0.1铀矿基本采用堆浸和原地爆破浸出回收。

以美国为例,美国有20多个矿山在原地爆破浸出铜。例如,内华达州的迈克矿和亚利桑那州的佐尼亚铜矿都是日产铜2.2t以上,蒙大那州巴特矿和铜皇后分矿日产铜金属10.9-14.97t,美国溶浸铜产量占总产量的20%以上,黄金产量超过30%,铀产量大多来自溶浸矿。

三、深度开采技术

随着资源的不断减少,采矿深度越来越深,采矿深度越来越深1000m以下.浅采矿带来了地压增加、岩温增加、矿山改善、排水、支护、通风等诸多困难和问题。

我国现阶段的非煤矿山的开采深度一般都不超过700-800m,但近年来,一些埋藏深度已达到1000m左右矿床正在开发中,属于冬瓜山铜矿床和金川二矿区。

四、矿山环保工作及综合治理

在国外,特别是发达国家,矿山环境采取了综合治理措施。矿山排放的废水、废气、废渣、粉尘、噪声有严格的技术标准。由于环境保护成本高,许多低品位矿山无法建设和生产。

目前,国外还强调建立无废矿山和清洁矿山。德国鲁尔工业区的瓦尔斯姆煤矿就是一个成功的例子。将洗煤厂的煤泥和煤发电燃烧的煤灰和破碎的地下废石加入水泥,激活搅拌PM泵进入地下填空区,矿山不排放任何固体废物。

五、填充采矿技术的应用越来越广泛

根据不同的情况,使用不同的填料。

目前充填要考虑的问题:

①集中力量形成一个实用可靠的系统。研究开发有效的填充技术,有效地结合填充作业和采矿作业循环。注意填充系统的管理。

②研究可以使现有系统实现优化设计的技术,研究构成高质量填料的粒度分布,研究改进水力旋流器和破碎的填料制备工艺,优化压力损失、磨损、腐蚀等输送技术,优化填料系统的整体设计。

③加强对填料制备、输送、充放、载荷变形过程的定量了解,为安全、稳定、高效的采矿奠定基础。目前,国际上使用的填充过程包括:水砂填充、干填充、高水固体填充、胶结填充。胶结填充分为:分段尾砂水力填充(高浓度自滑输送)、其他填充水力填充(高浓度自滑输送)、全尾砂浆自滑填充和全尾砂浆泵送填充。目前,国际上推荐的是全尾砂浆泵送填充。

目前,加拿大已有12座矿山采用高浓度石膏填充,南非和澳大利亚也有新的石膏填充系统。新的填充过程将更好地满足资源保护、环境保护、提高效率和矿山发展的要求。21世纪的矿业发展将有更广阔的前景。

六、大洋多金属核采矿

赋存多金属结核3000-5000m左右深海底.要开采,必须有可行的采矿方法。因此,世界各国优先发展可靠的采矿方法,并进行了大量的试验研究,有些甚至进行了深海中间的采矿试验。自20世纪60年代末以来,国际开发和测试的海洋采矿方法主要分为连续链斗(CLB)采矿方法、海底遥控车采矿方法、流体提升采矿方法:

(1)连续链斗(CLB)采矿方法:该方法于1967年由日本人提出。这种方法相对简单。主要由采矿船、拖缆、索斗和牵引船组成。根据一定的间隔,将索斗系在拖缆上,放置在海底。在牵引船的搬运下,拖缆用索斗下行、铲、上行。这种无级绳循环运行构成了一个连续的收集循环。

CLB其主要特点是能适应水深的变化,保持正常运行。CLB法的产量只能达到100t/d.远远不能满足工业开采的要求。CLB70年代末放弃采矿法。

(2)海底遥控车采矿方法:该方法主要由法国人提出。海底遥控车是一种无人驾驶的潜水采矿车,主要由四个系统组成:采矿机构、自我推广、浮力控制和压载。在海上母船的监控下,采矿车按照指示潜入海底采集结核,填满结核后浮出水面,到母船接受仓库卸载结核。海上母船通常可以同时控制几辆采矿车。

该方法采矿系统投资大,产品价值低。在几十年没有经济效益的情况下,法国海洋结核研发协会于1983年停止了研究,但该采矿车辆的采矿和运输原理被视为一种有前途的采集技术。

(3)流体提升采矿方法:目前国际公认的是流体提升采矿方法,具有最大的工业应用前景。该方法是在采矿船到达采矿区后,将采矿机和提升管连接起来,逐步将海船采矿机用于采集海底沉积物中的结核,并进行初步处理,使管道中的水以足够的速度向上移动,并将结核输送到海上采矿船上。

随着21世纪人类开发利用海洋的到来,海洋采矿技术尤为重要。现代高科技的发展为海洋资源的发展铺平了桥梁,其形成和发展将对世界海洋经济、文化和人类海洋意识产生积极而深远的影响。

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