未來金屬礦業(yè)開展主題

1、未來金屬礦業(yè)開展主題12 前言在人類開展的長(zhǎng)河中，礦業(yè)始終貫穿于整個(gè)歷史的開展過程現(xiàn)代文明源于礦業(yè);沒有金屬礦業(yè)的開展，就沒有國(guó)家的工業(yè)化和國(guó)防的現(xiàn)代化礦業(yè)立于根底地位;我國(guó)金屬礦業(yè)資源緊缺,采礦機(jī)械化和工藝技術(shù)水平相對(duì)落后開展礦業(yè)任重道遠(yuǎn);要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)礦業(yè)現(xiàn)代化，必須緊緊把握未來礦業(yè)的開展主題 題-綠色開發(fā)、深部開采、智能化采礦。11一、金屬礦業(yè)支撐著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)開展1.我國(guó)的人均資源消耗強(qiáng)度不斷攀高隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速開展，近十年來，金屬產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)(見下表)。1800252016351260783496239十種有色金屬產(chǎn)量,萬噸9636 12850 22234 34936 54000 6

2、30006535鋼產(chǎn)量，萬噸20214361202132662005170320021090200082019955811990200年度人均GDP,美元從1990-2021年，人均GDP增長(zhǎng)20.8倍,同期鋼增長(zhǎng)8.4倍，十種有色金屬增長(zhǎng) 長(zhǎng)7.5倍。可以說，沒有金屬產(chǎn)量的同步增長(zhǎng)，就沒有國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)開展。 14mn據(jù)研究，在國(guó)家工業(yè)化過程中，隨著人均GDP的增長(zhǎng)，人均資源消耗量將呈“S形曲線變化如以下圖。我國(guó)正處于工業(yè)化中期階段,是人均資源消耗強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的時(shí)期。后15-25年，我國(guó)人均資源的消耗強(qiáng)度將接近或到達(dá)頂峰時(shí)期。均礦產(chǎn)資源消耗人均 GDP15當(dāng)前，我國(guó)金屬消費(fèi)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于興旺

3、國(guó)家，以Cu、Pb、Zn、Al、Ni、M0六種金屬的人均消費(fèi)量來看，美國(guó)的是我國(guó)的5.9-32.4 倍。預(yù)計(jì)我國(guó)粗鋼、鋁、銅等主要金屬消耗量，將分別于2021年、2021和2025年才能到達(dá)頂峰期，見下表。2025900900800753萬噸銅頂峰期年202120212030年16002025年5.62021年6.620002021年6.72021年6.51439金屬 單位粗鋼 億噸鋁 萬噸62.我國(guó)金屬礦資源短缺形勢(shì)嚴(yán)峻我國(guó)金屬礦產(chǎn)資探明儲(chǔ)量有54種，占世界總量的12%,但是,我國(guó)的人口占世界1/4,人均資源量只有世人均水平的1/3(其中Fe 42.4%，Cu 23.3%，Al 7.3%)大

4、宗消費(fèi)礦種，如Fe、Cu、Al、Ni、K、P等的對(duì)外依存度均在50%以上，有的甚至高達(dá)70-80%。世界上沒有一個(gè)國(guó)家的礦產(chǎn)資源能夠自給自足的,所以，興旺國(guó)家長(zhǎng)期來實(shí)施全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略。世界有4300多家礦業(yè)公司(不包括煤和石油其中加拿大占全球37%，美國(guó)占17%，澳大利亞占9.5%)。15173.我國(guó)是金屬礦山的根本狀況我國(guó)金屬礦山有 有9000多座，大體可分為三類:第一類:少數(shù)的現(xiàn)代化礦山。代表著國(guó)家礦業(yè)開展水平，其生產(chǎn)工藝、裝備水平、資源回收和綜合利用程度、礦山數(shù)字化信息系統(tǒng)建設(shè)，根本接近或到達(dá)礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。第二類:相當(dāng)數(shù)量的中等技術(shù)水平的中型礦山。機(jī)械化水平為 為1960-197

5、0年代的水平，資源回收率和綜合利用率程度不一，生態(tài)環(huán)境問題突出，管理水平與國(guó)外相差較大。第三類:大量的小型礦山。非機(jī)械化勞動(dòng)所占比重很大,管理粗放,平安問題、環(huán)境問題、資源浪費(fèi)問題相當(dāng)嚴(yán)重。6由于國(guó)家的需求增大和科技的長(zhǎng)足進(jìn)步，我國(guó)金屬礦床的開采目標(biāo)已逐步擴(kuò)大到五類礦床即:深部礦床、貧礦床、破碎松軟礦床、水體下礦床和高寒地區(qū)礦床，這給礦業(yè)帶來了許許多多重大科技難題。4.把握金屬礦業(yè)開展的大趨勢(shì)現(xiàn)代采礦科學(xué)技術(shù)飛速開展，新的學(xué)術(shù)思想、理論、技術(shù)與工藝不斷涌現(xiàn)，大大拓展了采礦科學(xué)技術(shù)的開展空間。為了把握礦業(yè)開展的大趨勢(shì)，穩(wěn)步推進(jìn)金屬礦業(yè)現(xiàn)代化，特提出未來金屬礦業(yè)三大開展主題，跟大家一起討論:堅(jiān)持金

6、屬礦業(yè)的開展道路綠色開發(fā)開拓金屬礦業(yè)的前沿領(lǐng)域深部開采 走向金屬礦業(yè)的未來目標(biāo)智能(化)采礦二、堅(jiān)持金屬礦業(yè)的開展道路綠色開發(fā)1.可持續(xù)開展理念的提出20世紀(jì)是人類生產(chǎn)力開展最快的百年,也是人類對(duì)地球破壞最嚴(yán)重的百年,它已動(dòng)搖著人類生存的根基,促使人們重新審視走過的開展道路,因此,出現(xiàn)許多具有劃時(shí)代意義的研究報(bào)告 告-?增長(zhǎng)的極限?,?世界保護(hù)策略?等。1972-2002年間,召開了三次國(guó)際會(huì)議,并分別通過?人類環(huán)境行動(dòng)方案?21世紀(jì)程?和?可持續(xù)開展世界首首腦會(huì)議實(shí)施方案?三個(gè)文件,使人們認(rèn)識(shí)到環(huán)境問題的嚴(yán)重性，從而否認(rèn)了工業(yè)革命以來“高生產(chǎn).高消費(fèi).高污染的道路，推動(dòng)了傳統(tǒng)生活方式的轉(zhuǎn)變。

7、1987年，世界環(huán)境與開展委員會(huì)發(fā)表了報(bào)告： 1891?我們的未來?.該報(bào)告第一次明確提出了可持續(xù)發(fā)展定義，即“可持續(xù)開展是既滿足現(xiàn)代人類的需求，又不對(duì)后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的開展。2.“綠色開發(fā)是可持續(xù)開展理念的延伸可持續(xù)開展已成為全球共同的開展戰(zhàn)略，許多行業(yè)、領(lǐng)域都相繼提出自身的開展道路，如綠色建筑、綠色產(chǎn)品、綠色化學(xué)、綠色開發(fā)等。在這里，“綠色表達(dá)的理念是資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的和諧。“綠色開發(fā)一般的理解：是整合資源經(jīng)濟(jì)與環(huán)境目標(biāo)的開發(fā)過程，在開發(fā)過程中保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)各類資源的可持續(xù)利用。3.何謂礦區(qū)資源“綠色開發(fā) 礦業(yè)是根底工業(yè)，但也嚴(yán)重破壞環(huán)境采礦活動(dòng)破壞了大量耕地和建設(shè)用地

8、 ;采礦誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,造成大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失;采礦使礦區(qū)水均衡系統(tǒng)遭受破壞,下游水質(zhì)污染;開采中廢氣.廢渣排放.產(chǎn)生大氣污染和酸雨;采礦破壞地貌景觀,引發(fā)的社會(huì)糾紛越來越大。 何謂礦區(qū)資源“綠色開發(fā)“把礦區(qū)的資源與環(huán)境作為一個(gè)整體,在充分回收有效利用礦產(chǎn)資源的同時(shí)，協(xié)調(diào)地開發(fā)利用礦區(qū)的土地、森林、水等各類資源，實(shí)現(xiàn)資源 -環(huán)境協(xié)調(diào)開發(fā)的過程，稱為礦區(qū)資源“綠色開發(fā) 。“綠色開發(fā)的含義拓展了可持續(xù)開展理念，指明了金屬礦業(yè)的開展道路，說明 了礦床開采的開展模式。14.礦區(qū)資源“綠色開發(fā)的科技內(nèi)涵(體系) 礦產(chǎn)資源的充分開發(fā)與回收我國(guó)露天開采的回收率為80-90%，而地下礦山只有50-60 %。

9、地下礦山傳統(tǒng)采用兩步驟回采模式，所留下占礦量40-50% 的礦柱,因未及時(shí)回收造成大量資源損失的情況,必須根本上改變。另外,為了資源的高效開發(fā)利用,要大力推進(jìn)采礦工藝技術(shù)的創(chuàng)新。科技需求：地下金屬礦連續(xù)開采技術(shù)兩步驟開采資源的整體高效回收技術(shù)開采環(huán)境再造高階段大直徑深孔采礦技術(shù)礦塊自然崩落采礦技術(shù) 地下大型無軌采掘設(shè)備制造1 固體廢料產(chǎn)出最小化和資源化我國(guó)采掘礦巖總量以每年超過10億噸的速度增長(zhǎng)，而礦山90-95% 的礦物在加工過程中被轉(zhuǎn)化為廢料。我國(guó)金屬礦業(yè)的廢石、尾砂、廢渣等固體廢物已經(jīng)堆存了180多億噸，占地面積不斷擴(kuò)大。另外,我國(guó)貧礦多富礦少、多金屬礦多單一金屬少,廢石、尾礦中還有許多

10、有用組分尚未資源化利用?？萍夹枨螅旱V山無廢開采程度的預(yù)評(píng)價(jià)開拓與采礦的廢石產(chǎn)出最小化廢石.尾砂不出坑的工藝技術(shù)。 深井全尾砂.廢石膠結(jié)充填設(shè)備與工藝 礦區(qū)尾礦規(guī)?；C合利用技術(shù) 礦產(chǎn)資源有價(jià)元素的綜合利用我國(guó)鐵礦采選回收率為67%，有色行業(yè)為50-60%；此外，廢石和尾礦中的有價(jià)元素利用率很低，鐵礦約20 %，有色金屬為30-35 %國(guó)外 外50%以上。提高綜合利用率是我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要戰(zhàn)略舉措。科技需求：復(fù)雜難處理礦高效選別技術(shù)高選擇性低毒無毒選礦藥劑多金屬硫化氧氣混合礦選礦技術(shù)廢石和尾礦中有價(jià)元素提取技術(shù)選礦在線檢測(cè)分析與 集中控制技術(shù)1314 礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)礦山

11、設(shè)計(jì)及礦山生產(chǎn)與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況密切相關(guān)，我們應(yīng)該將礦山的開展從傳統(tǒng)的“先破壞，后修復(fù)的被動(dòng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槌暗摹?dòng)態(tài)的、貫穿以開發(fā)全過程的主動(dòng)模式，因此，礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)顯得十分重要。這對(duì)于礦山在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的過程中，能更好地推行減量化、再利用和資源化。 科技需求：礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)無廢開采的可行性研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的源頭保護(hù)與容量評(píng)價(jià)礦區(qū)各類資源的保護(hù)與利用規(guī)劃礦物資源深加工與產(chǎn)品高值化14 151 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與復(fù)墾推行礦山生態(tài)化建設(shè)，就要解決生態(tài)化建設(shè)程度的評(píng)價(jià)問題。評(píng)價(jià)要表達(dá)質(zhì)量經(jīng)營(yíng)與生態(tài)經(jīng)營(yíng)同時(shí)并舉和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益相一致原那么；要構(gòu)建生態(tài)化礦山的評(píng)價(jià)體系和礦區(qū)可持續(xù)

12、開展評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)嚴(yán)重滯后，礦山廢棄土地的復(fù)墾率只有12%，而興旺國(guó)家高達(dá)70-80% ?？萍夹枨螅旱V山重金屬污染土地生物修復(fù)尾礦壩、排土場(chǎng)災(zāi)害防治與生態(tài)恢復(fù)技術(shù)酸性廢石堆場(chǎng)復(fù)墾整體性的尾礦、廢石利用技術(shù) 礦區(qū)生態(tài)化建設(shè)程度的評(píng)價(jià)15 161175.堅(jiān)持走綠色開發(fā)的道路“綠色開發(fā)的特質(zhì)在于：開采方式科學(xué)化，資源利用高效化，企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)工藝環(huán)?；V山環(huán)境生態(tài)化。“綠色開發(fā)的目標(biāo)在于：資源合理利用、節(jié)能降耗減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)區(qū)域和諧開展。持續(xù)的礦產(chǎn)開發(fā)已給人類生存環(huán)境帶來許多負(fù)面影響。國(guó)際潮流需要礦業(yè)走“綠色開發(fā)的道路；現(xiàn)實(shí)國(guó)情迫使礦業(yè)走“綠色開發(fā)道路；社會(huì)責(zé)任要求

13、我們走“綠色開發(fā)的道路。我們必須正視,礦業(yè)是破壞環(huán)境的主要行業(yè)之一, 我們不能再以無視這一危及人類生存根基的嚴(yán)重問題，必須堅(jiān)決不移地走“綠色開發(fā)的道路。 三、開拓金屬礦業(yè)的前沿領(lǐng)域深部開采1.深部開采是礦業(yè)開展的前沿 何謂深部開采學(xué)術(shù)界定地應(yīng)力隨開采深度增加而逐步增大，當(dāng)增大到某一值時(shí)，巖爆發(fā)生頻率明顯增加，到達(dá)這一臨界深度時(shí)，定義為礦床轉(zhuǎn)入深部開采。一般界定因礦巖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)術(shù)表達(dá)有很大的不確定性，因此，一般界定為金屬礦山轉(zhuǎn)入深部開采的深度為800-1000米時(shí)。 國(guó)內(nèi)大批金屬礦山轉(zhuǎn)入深部開采我國(guó)有色系統(tǒng)有1/2的礦山已過渡到深部開采:礦, 礦, 礦, 1夾皮溝金礦1600m,會(huì)澤鉛鋅礦13

14、60m,紅透山銅礦 1300m,冬瓜山銅礦1100m,壽王墳銅礦1000m,弓長(zhǎng)嶺鐵礦1000m;凡口鉛鋅礦,金川鎳礦,頂峰錫礦,湘西金礦等. 國(guó)外有大批深部開采的金屬礦山據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)外非煤礦山中開采深度超過1000m 的礦山有80多座。按開采深度劃分：深度1000-2000m 的60座，2000-3000m的12座，3000m以上的有3座，其中最深的是南非卡里頓維爾金礦,豎井4164m，開采深度已達(dá)3800m 。 深部開采是礦業(yè)開展的必然近五年來，在我國(guó)，實(shí)施“深部找礦工程的215個(gè)礦山中，有166個(gè)礦山找到了礦，已為國(guó)家找到了價(jià)值超過1萬億的礦產(chǎn)資源。加拿大已提出要探清埋深 深3000

15、米的礦床；澳大利亞提出了要實(shí)現(xiàn)“玻璃地球的方案。1202.深部開采的“三高 特殊環(huán)境礦床深部開采是個(gè)特殊的開采環(huán)境高應(yīng)力、高井溫、高井深?！叭呤巧罹闹饕聻?zāi)因素：高應(yīng)力 (40-80 Mpa)可能誘發(fā)巖爆、導(dǎo)致冒頂、采礦方法與支護(hù)技術(shù)不相適應(yīng)，危及作業(yè)平安等；高井溫 (30-60)高溫的工作環(huán)境惡劣,人的生理難以承受,還可能導(dǎo)致礦石自燃、炸藥自爆 ；高井深 (1000-5000 m)導(dǎo)致提升.通風(fēng).排水.充填等的困難增加，效率降低，費(fèi)用增大等。深部開采是個(gè)特殊的作業(yè)環(huán)境,有許多淺部開采未涉及的問題需要研究。采礦科研工作要逐步轉(zhuǎn)向深部開采，這是前沿的研究領(lǐng)域。1193.拓寬深井開采研究的技術(shù)

16、思路長(zhǎng)期來,人們把“三高視為致災(zāi)因素,因此,科研主要集中在研究巖爆機(jī)理.熱害防治.提升自動(dòng)化等。這無疑是重要課題,但任何事物都有兩面性,“三高可否利用呢?高應(yīng)力。是否有利于堅(jiān)硬礦巖的致裂破碎,從而提高破碎質(zhì)量呢？可否用來創(chuàng)造一種高應(yīng)力誘導(dǎo)致裂破碎的連續(xù)采礦法呢？高井溫。深井的溫度上升，是否有利于貧礦原地破碎溶浸采礦？可否將熱能送到地面利用，經(jīng)地面熱交換后再送井下降溫呢？高井深?？陀^存在高水頭,可否作為新的動(dòng)力用于開發(fā)水動(dòng)力采礦設(shè)備呢？實(shí)現(xiàn)礦物水力提升呢？促使人們 更堅(jiān)決地走深井廢石不出坑 的無廢開采道路呢？1224.深井特殊環(huán)境下采礦的問題 深井高應(yīng)力災(zāi)害與研究狀況關(guān)于高應(yīng)力災(zāi)害在高應(yīng)力環(huán)境下

17、，由于工程擾動(dòng)，可使軟巖冒落、誘發(fā)硬巖巖爆，其猛烈程度足以造成事故：美國(guó)Atlantic礦，1906年發(fā)生一次巖爆，地震強(qiáng)度到達(dá)了里氏 氏3.6級(jí)，導(dǎo)致鐵軌彎曲,還誘發(fā)空氣爆炸，導(dǎo)致火災(zāi)；南非有26座深井金礦，據(jù)統(tǒng)計(jì)，19941998年間，因沒有與高應(yīng)力環(huán)境相適應(yīng)的采礦工藝技術(shù)，造成重傷礦工 13.9萬人，死亡2200人。我國(guó)勝利煤礦于1933年出現(xiàn)巖爆問題，目前，紅透山銅礦等20多個(gè)礦井也有過發(fā)生巖爆的記錄。關(guān)于高應(yīng)力研究加拿大開展了兩個(gè)研究方案：包括微震監(jiān)測(cè).巖爆預(yù)報(bào).巖爆區(qū)的支護(hù)體系等。123在美國(guó)，對(duì)巖爆和天然地震信號(hào)與核爆信號(hào)的差異辯別，進(jìn)行過研究。南非的深井研究方案取得了許多創(chuàng)新性

18、成果，包括：水壓支柱、水力鉆機(jī)、深井制冷降溫、采場(chǎng)括板運(yùn)輸機(jī)、快速連續(xù)采礦法，還在井下進(jìn)行粗磨浮選，再將富集的細(xì)粒精礦泵送至地表。在我國(guó),開展了?千米深井礦山 山300萬噸級(jí)強(qiáng)化開采綜合技術(shù)?“九五科技攻關(guān) 關(guān);2001年舉辦了?深部巖體力學(xué)根底研究問題?香山學(xué)術(shù)會(huì)議 議;2003年啟動(dòng)了國(guó)家自然科學(xué)基金?深部巖體力學(xué)根底與應(yīng)用研究?重大工程、2021年?深部重大工程災(zāi)害孕育演化機(jī)制與動(dòng)態(tài)調(diào)控理論?973工程立項(xiàng)。我國(guó)在巖爆機(jī).預(yù)測(cè).監(jiān)控等方面做了大量研究;一些成果在工程中得到了應(yīng)用。124 關(guān)于深井的熱害問題根據(jù)歐洲對(duì) 2000m的鉆孔觀測(cè)，地溫的梯度大體為3/100m。影響井下溫度的主要熱

19、源有:圍巖散熱、坑內(nèi)熱水放熱、礦巖氧化放熱、機(jī)電設(shè)備放熱，空氣壓縮放熱和人體放熱等。南非的西部礦,井深 3300m，井下氣溫到達(dá)50；日本豐羽鉛鋅礦，采深 500m，但受裂隙熱水影響，井下氣溫到達(dá)80。在我國(guó)，上世紀(jì) 紀(jì)90年代已有熱害礦井 70個(gè)含臺(tái)灣省20個(gè)，其中40個(gè)煤礦的采掘工作面超過30， 最高達(dá)40；金屬礦山有的也到達(dá)了43。我國(guó)?煤礦平安規(guī)程?規(guī)定：井下工作面溫度不得超過26，超過30就必須采取降溫措施。南非設(shè)計(jì)礦山降溫系統(tǒng)時(shí)，控制礦井溫度在28以內(nèi)。據(jù)南非多年統(tǒng)計(jì)，當(dāng)井下作業(yè)面溫度 30時(shí)，工傷事故不斷上升，見下表：324503130029150270作業(yè)地點(diǎn)氣溫工傷，頻次/千

20、人在深井,僅靠通風(fēng)一般達(dá)不到降溫要求,因此，有的采用供水制冷降溫有井上集中制冷降溫和井上、下聯(lián)合制冷或地表制冰降溫。實(shí)例：南非斯坦總統(tǒng)金礦, 井深3200m,原巖溫度高達(dá)63,在地表建立7000千瓦的制冷站, 制造100升/秒的溫,1冷卻水，為井下空氣降溫,收到很好效果。1 關(guān)于高井深的提升問題開采深度的極限南非德蘭士瓦公司設(shè)計(jì)的礦井最大深度為 4000m,以此作為開采深度的極限。因?yàn)椋?4000m 深的地壓很大,進(jìn)行采礦爆破后,易集中引發(fā)巖爆,從而可能出現(xiàn)一次能量大釋放的地震事故； 4000m 深處的原巖溫度通常到達(dá)45-50，礦井降溫問題非常突出；礦山排水和通風(fēng)也出現(xiàn)許許多多困難。 深井提

21、升的經(jīng)濟(jì)合理性問題。因?yàn)樯罹嵘挠行лd重量將隨深度增加而顯著下降，提升費(fèi)用大幅增加，因此，一段提升一般不超過2000m，當(dāng)?shù)竭_(dá)2000-4000m井深時(shí)，往往就需要采用兩段提升。27深井提升的實(shí)例機(jī),有二臺(tái)大卷揚(yáng)機(jī)：5222kw卷揚(yáng)機(jī),配26.3噸箕斗；4476kw卷揚(yáng)機(jī),配21噸箕斗采用兩段提升分為2300m和2000m，采用直徑 徑6m的滾筒式卷揚(yáng)機(jī)，21噸箕斗1礦井提升裝備直徑6m、寬2m滾筒式卷揚(yáng)機(jī),鋼絲繩直徑57.15mm, 纏繞4層，4477kw,15噸雙箕斗1770主井4座3329主井2座年產(chǎn)量(萬噸)2559主井3座)井深1250開拓深4154采深3800井深(米)井深217

22、2礦名克賴頓鎳礦美 圣曼國(guó) 紐爾銅礦南 卡里非 頓維爾礦國(guó)家加拿大128世界上最大直徑的多繩提升機(jī)德國(guó)制造了一臺(tái)大型四繩落地式提升機(jī)，摩擦輪直徑達(dá)9米(我國(guó)最大是5米), 箕斗有效載重30噸(我國(guó)最大是 是22噸), 提升高度1200米，提升速度20米/ 秒(我國(guó)最大是 是11.8米/秒), 電機(jī)功率23710kw。超千米深井的提升速度一般為15-20米/秒。近年來,我國(guó)在深部開采的科研取中得了一些成果,積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。但是，在礦床埋藏深、巖溫高、巖爆傾向大、品位低、開采強(qiáng)度大的條件下，如何實(shí)現(xiàn)平安、經(jīng)濟(jì)、高效、清潔生產(chǎn),有許多關(guān)鍵技術(shù)有待開展深入系統(tǒng)研究。5.深井開采中的重要科學(xué)問題 高應(yīng)

23、力礦巖的巖爆研究巖爆發(fā)生機(jī)制、巖爆發(fā)生的臨界能量準(zhǔn)那么，高應(yīng)力區(qū)域?yàn)?zāi)害預(yù)測(cè)及定位等； 深井高應(yīng)力礦巖誘導(dǎo)致裂的研究高應(yīng)力環(huán)境下的礦巖致裂誘變機(jī)理、礦巖致裂的臨界環(huán)境、致裂方法、堅(jiān)硬礦巖工程動(dòng)力擾動(dòng)的能量傳遞等； 深井開采中高溫環(huán)境控制研究天然巖體裂隙介質(zhì)中多相流耦合作用機(jī)制、熱環(huán)境控制方法與經(jīng)濟(jì)模式等； 深部巖石高應(yīng)力的變異規(guī)律及其對(duì)力學(xué)行為的影響深部巖石流變性，采掘空間變形與破壞及自適應(yīng)控制； 深井原創(chuàng)性采礦模式研究高應(yīng)力誘導(dǎo)破碎連續(xù)采礦模式、高應(yīng)力環(huán)境下的采礦系統(tǒng)與工程結(jié)構(gòu)等。上述科學(xué)問題，都涉及巖石力學(xué)問題。巖體工程是個(gè)多場(chǎng)(應(yīng)力.溫度.滲流)多相(固.液.氣)環(huán)境下的地質(zhì)構(gòu)造與工程結(jié)構(gòu)

24、相互耦合的問題，是高度非線性問題。巖體的本構(gòu)關(guān)系至今還沒有能被廣泛接受的概念模型，深井巖石力學(xué)的研究，在研究的思路與方法上也應(yīng)該有所突破不能停留在研究靜載環(huán)境下的巖石力學(xué)問題，要更加重視動(dòng) 、靜組合加載環(huán)境下的巖石力學(xué)問題任何礦巖工程都承受著沖擊載荷的作用。現(xiàn)有的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置也有很大的局限性，需要?jiǎng)?chuàng)新。要通過加強(qiáng)深井巖石力學(xué)的研究，引導(dǎo)采礦工程逐步從經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)走向科學(xué)。6.深部開采的重大工程技術(shù)問題深部開采是一個(gè)特殊的作業(yè)環(huán)境，面臨平安、工效、本錢、資源回收等等新的挑戰(zhàn)，許多技術(shù)問題需要解決。采礦科研工作要逐步向深部開采轉(zhuǎn)移，要走在礦業(yè)開展的前面:深井開采對(duì)地面環(huán)境的影響評(píng)價(jià)-深井開采對(duì)地

25、面建、構(gòu)筑物的平安影響程度,平安等級(jí)的劃分與設(shè)計(jì)理論;深部礦床開采的組合式開拓方法-實(shí)現(xiàn)深井開拓工程最小、提運(yùn)效率最高、本錢最低，間斷式采礦作業(yè)與提運(yùn)連續(xù)作業(yè)的系統(tǒng)優(yōu)化；深井連續(xù)出礦工藝系統(tǒng)-提高礦山機(jī)械化自動(dòng)化水平，解決落礦高效率與出礦低效率的問題；1造,深井環(huán)境再造大直徑深孔采礦技術(shù)-通過采礦環(huán)境再造,實(shí)現(xiàn)深部松軟破碎礦體和緩傾斜厚礦體的高效采礦；深井高應(yīng)力礦巖誘導(dǎo)致裂落礦連續(xù)采礦技術(shù)-研究高應(yīng)力環(huán)境下的高應(yīng)力轉(zhuǎn)移可控技術(shù)，強(qiáng)制與誘導(dǎo)耦合落礦技術(shù),以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化連續(xù)采礦;深井高應(yīng)力環(huán)境下的采礦系統(tǒng)與工程結(jié)構(gòu)-最大限度地減少巷道變形.井筒破裂.采場(chǎng)失穩(wěn)和沖擊地壓?jiǎn)栴}；深井高濃度漿體和膏體充填技術(shù)

26、-重點(diǎn)研究高濃度漿體和膏體輸送技術(shù)，深管磨損和廢石充填注漿技術(shù)；水動(dòng)力采礦設(shè)備研制以深井高水壓頭為動(dòng)力源，開發(fā)水力鉆機(jī)、水力支柱、水力通風(fēng)機(jī)、水力降溫機(jī)等;深井水力提升碎礦技術(shù)-利用深井排水的動(dòng)力來提升碎礦,解決深井提升量大、提升本錢高的問題;深井低品位礦床原地破碎溶浸采礦-研究采用極小補(bǔ)償空間、一次爆破礦巖的致裂技術(shù)；井下選礦、排廢與精礦水力提升技術(shù)-減少提升投入,廢料就地回填,減少提升量,大幅降低提升本錢；深井上行開采技術(shù)-縮短工作線長(zhǎng)度,減少工程對(duì)上部的擾動(dòng),實(shí)現(xiàn)無少廢開采；深井開采移動(dòng)目標(biāo)跟蹤、定位與井下平安預(yù)警-深井采礦作業(yè)、環(huán)境與采礦設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警。遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦示

27、范工程-建設(shè)深井開采機(jī)械化、智能化、遙控化的現(xiàn)代采礦示范工程。1四、走向金屬礦業(yè)的未來目標(biāo)智能采礦1.何謂“智能化采礦 ？-在礦床開采中,以開采環(huán)境數(shù)字化、采掘裝備智能化、生產(chǎn)過程遙控化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化和經(jīng)營(yíng)管理信息化為特質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)平安.高效.經(jīng)濟(jì).環(huán)保為目標(biāo)的采礦工藝過程，稱為智能采礦。用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)礦業(yè)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的重要任務(wù)之一。未來礦山的智能采礦模式，是富有知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代特點(diǎn)的采礦模式，是礦業(yè)科技創(chuàng)新的方向，是21世紀(jì)礦業(yè)開展的前瞻性目標(biāo)。它要在聚集相關(guān)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)的根底上才能完成，它是個(gè)漸進(jìn)的開展過程，它的實(shí)現(xiàn)將帶來礦業(yè) 的根本性變革。1352.“智能采礦

28、的主要科技內(nèi)涵礦床模型與礦床開采設(shè)計(jì)數(shù)字礦山軟件金屬礦山采掘、裝載、運(yùn)輸?shù)戎悄茉O(shè)備適應(yīng)智能設(shè)備作業(yè)的高效采礦工藝技術(shù)礦井?dāng)?shù)據(jù)采集、通訊與視頻的傳輸網(wǎng)絡(luò)礦山移動(dòng)設(shè)備遙控與生產(chǎn)過程智能控制礦山系統(tǒng)智能監(jiān)測(cè)與作業(yè)運(yùn)行集中控制礦山生產(chǎn)方案組織與經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng)3.實(shí)現(xiàn)“智能采礦將帶來的深遠(yuǎn)影響實(shí)現(xiàn)采礦作業(yè)室內(nèi)化。可最大程度地解決礦山生產(chǎn)平安問題，特別是金屬礦山轉(zhuǎn)入深部開采的情況下，大批礦工將遠(yuǎn)離高溫.巖爆的惡劣環(huán)境。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程遙控化。井下工人將大量減少，可大幅地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低井下通風(fēng)降溫費(fèi)用，使企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力大幅提升，特別是對(duì)深部礦床開采具有重大意義。實(shí)現(xiàn)礦床開采規(guī)模化。采礦過程的智能化程度高,

29、可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；_采。由于礦山產(chǎn)能可以大幅提升,勞動(dòng)效率高,本錢將大幅下降,低品位礦床有可能得以更充分的利用。實(shí)現(xiàn)技術(shù)隊(duì)伍知識(shí)化。由于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向知識(shí)型產(chǎn)業(yè)過渡,職工的技術(shù)素質(zhì)大幅提高,隊(duì)伍結(jié)構(gòu)和工資待遇將大大改善,礦工這一弱勢(shì)群體的社會(huì)地位將發(fā)生根本性變化。推動(dòng)礦業(yè)的全面升級(jí)?？墒菇饘俚V業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式開展,從礦業(yè)大國(guó)過渡成為礦業(yè)強(qiáng)國(guó)；此外，還將帶動(dòng)國(guó)家的信息產(chǎn)業(yè)，機(jī)械制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和開展。14.國(guó)外智能采礦的開展?fàn)顩r上世紀(jì) 紀(jì)90年代,芬蘭.加拿大.瑞典為了取得礦業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),先后實(shí)施了“智能化礦山規(guī)劃,后來,南非.澳大利亞.智利.印尼等十多個(gè)國(guó)也投入了研究。加拿大弗如德.斯大托比(Frood.Stobien)鎳礦,采用智能采礦已有十多年的歷史;智利的埃爾.特尼恩特(er.Teniente)銅礦智能采礦的采區(qū)生產(chǎn)能力為1萬噸/日。下面舉兩個(gè)實(shí)例： 瑞典基魯納礦Kiruna在1970年,主要運(yùn)輸水平的機(jī)車運(yùn)輸、就在控制室