隨著礦業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進，礦產(chǎn)資源不斷地消耗，采礦規(guī)模也不斷擴大，采礦規(guī)模的擴大帶動采礦技術的不斷發(fā)展。當前由于鐵礦石價格的持續(xù)大幅下跌，國內(nèi)鐵礦企業(yè)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)，資源條件的趨惡使開采難度加大，社會環(huán)境的發(fā)展也對礦山開發(fā)提出了新的要求。因此，“十三五”期間，要應對行業(yè)形勢的變化和適應時代的要求，必須不斷研發(fā)采礦技術，通過新技術的應用和技術改造等措施來降本增效，提高企業(yè)競爭力，同時使我國采礦技術水平得到穩(wěn)步提升。

　　一、發(fā)展現(xiàn)狀

　　經(jīng)過幾十年尤其是新世紀來十多年的發(fā)展，我國鐵礦行業(yè)采礦技術水平取得明顯進步。

　?。ㄒ唬┞短扉_采

　　在露天開采方面，開采工藝更加成熟，運輸方式更加多樣化、高效化，隨著陡幫開采、采礦工藝連續(xù)化半連續(xù)化、可移式破碎站、陡坡鐵路運輸、振動給礦機裝載站、汽車—提升機等技術的應用，無廢開采技術、礦山的數(shù)字化、智能化等先進技術的推廣，礦山生產(chǎn)效率明顯提高。

　　（１）分期開采技術。分期開采是相對于全境界開采而言，其優(yōu)點是投資省、見效快，可以較少的基建投資盡早達產(chǎn)。我國一些大型急傾斜露天礦山，已成功實現(xiàn)了分期開采技術，如南芬鐵礦、水廠鐵礦、齊大山鐵礦等。

　?。ǎ玻╅g斷連續(xù)運輸技術。我國深凹露天礦已成功應用了間斷連續(xù)生產(chǎn)工藝，該系統(tǒng)主要由兩部分組成，間斷部分是指汽車或機車運輸，連續(xù)運輸部分是指破碎機膠帶機和排土機。隨著我國露天礦逐漸開采向深部發(fā)展，該工藝的意義日漸突出。該技術目前已經(jīng)先后在齊大山鐵礦、水廠鐵礦、東鞍山鐵礦、大孤山鐵礦、南芬鐵礦等得到應用。

　?。ǎ常└吲_階開采。臺階高度是露天采場的主要參數(shù)，增加臺階高度有利于提高穿爆效率，簡化和縮短運輸線路，增加階段礦量，提高作業(yè)的連續(xù)性。近年來隨著大型鏟運設備的逐漸普及，高臺階開采技術越來越受到礦山企業(yè)的青睞，國內(nèi)露天鐵礦臺階高度普遍達到12米，齊大山鐵礦的臺階高度已達到15米。

　　（４）陡幫開采。自20世紀70年代以來，我國金屬礦山開始進行陡幫開采工藝的試驗研究。“八五”期間，陡幫開采被列入國家科技攻關項目，并在南芬露天礦開展了大規(guī)模的工業(yè)試驗研究，全面系統(tǒng)地揭示了陡幫開采的工藝技術特點，為南芬鐵礦生產(chǎn)建設奠定了技術基礎，為我國大中型露天礦的技術改造和新建、擴建提供了實踐經(jīng)驗。由于陡幫開采具有初期剝離量小、基建工程量少、建設周期短和最終邊坡暴露時間短等優(yōu)點，現(xiàn)已在我國露天鐵礦山得到推廣應用。

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　　地下采礦技術是1949年后60多年來開展科研工作最廣泛和取得科技成果最多的一個技術領域，先后在井巷掘進、采礦方法、礦山充填等方面取得大量的技術成果，并以這些成果作為技術支撐，建成了梅山鐵礦、鏡鐵山鐵礦等現(xiàn)代化地下礦山，因而促進我國鐵礦地下采礦技術得到迅速發(fā)展，使部分礦山的工藝技術達到國際先進水平。

　　（１）開拓運輸方式。經(jīng)過多年發(fā)展，目前國內(nèi)地下鐵礦主要以豎井和斜坡道聯(lián)合開拓為主。同時部分礦山結合自身特點，仍采用其他開拓方式。以大紅山鐵礦為例，該礦采用斜井膠帶機—無軌斜坡道—盲豎井聯(lián)合開拓方式，取代豎井提升，減少了基建投資，具有創(chuàng)新性，達到國際先進水平。

　　（２）采礦方法。鐵礦山基本淘汰了之前落后的水平充填和淺孔留礦采礦方法，在產(chǎn)礦山普遍采用無底柱分段崩落法，而且階段高度也逐漸加大，梅山鐵礦達到132米，程潮鐵礦達到140米；分段高度和進路間距也加大到15米×20米甚至18米×20米。近年來隨著地下礦山開采規(guī)模的不斷擴大和環(huán)保政策的更加嚴厲，急傾斜厚大礦體大直徑深孔空場法、分段空場嗣后充填采礦法在鐵礦山的應用也越來越多。

　?。ǎ常?shù)字化礦山技術。以梅山鐵礦為代表，通過信息化與自動化的融合，突破傳統(tǒng)礦山生產(chǎn)管理方式，實現(xiàn)遠程管理、可視化監(jiān)控、數(shù)字化決策等效果。對提高生產(chǎn)效率、改變安全生產(chǎn)狀況、改善作業(yè)環(huán)境、促進綠色協(xié)調(diào)開采都具有重要意義。

　　二、存在問題

　　盡管我國采礦技術已經(jīng)取得明顯進步，但仍然存在一些問題，主要體現(xiàn)在采礦技術發(fā)展不均衡、數(shù)字化礦山水平較低、采礦設備對技術發(fā)展的支撐不夠等方面。

　?。ㄒ唬┎傻V技術發(fā)展不均衡

　　我國幅員遼闊，全國經(jīng)濟發(fā)展水平差別很大，礦業(yè)發(fā)展水平也千差萬別。以齊大山鐵礦、袁家村鐵礦、水廠鐵礦等為代表的先進大型礦山采礦技術已基本達到國際先進水平，而在欠發(fā)達地區(qū)，采礦技術仍十分落后，生產(chǎn)效率低，回采率低，貧化率高，資源浪費嚴重。

　　（二）數(shù)字化礦山水平與國外相差較多

　　到目前為止，我國數(shù)字化礦山已取得較大成就，但同礦業(yè)發(fā)達國家相比，總體水平還很低，仍處于初級發(fā)展階段。例如，遙控采礦、無人工作面甚至無人礦井等已在加拿大、瑞典、美國、澳大利亞等國成為現(xiàn)實，而我國目前尚未實現(xiàn)。美國已成功地開發(fā)出一個大范圍的采礦調(diào)度系統(tǒng)，采用最新計算機、無線數(shù)據(jù)通訊、調(diào)度優(yōu)化以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術，進行露天礦生產(chǎn)的計算機實時控制與管理；一些井下礦除固定設備已實現(xiàn)自動化外，鏟運機、鑿巖臺車、井下汽車全部實現(xiàn)了無人駕駛，工人只是在地面遙控這些設備，就可以保證采礦作業(yè)的順利進行。

　　（三）采礦設備對技術發(fā)展的支撐不夠

　　采礦技術的發(fā)展需要通過采礦設備的同步更新來推動實現(xiàn)，如露天礦山高臺階開采技術必須配套大型化的電鏟，數(shù)字化技術的實現(xiàn)需要智能化的設備來支撐，但目前我國礦山裝備仍以引進、消化吸收再創(chuàng)新為主，新設備的自主研發(fā)、大型化與系統(tǒng)集成能力差，產(chǎn)業(yè)化制造能力弱，無法適應采礦技術的更新?lián)Q代，在一定程度上阻礙了國內(nèi)采礦技術的前進。

　　三、“十三五”采礦技術發(fā)展趨勢

　?。ㄒ唬┌l(fā)展方向

　?。保暧^形勢變化使采礦技術發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)并存

　　過去十多年間，我國鐵礦行業(yè)經(jīng)歷了投資急劇擴張和產(chǎn)能快速擴大的階段，也促進礦山采礦技術得到明顯發(fā)展。“十三五”期間，經(jīng)濟增長放緩，市場需求下降，供需關系逆轉(zhuǎn)，鐵礦行業(yè)發(fā)展面臨巨大壓力，一方面意味著用于礦山技術研發(fā)的投資會趨于緊張，另一方面，在行業(yè)低迷時，企業(yè)更需要通過新工藝和新技術的應用來降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和企業(yè)競爭力。

　?。玻傻V技術向高效化、綠色化和數(shù)字化方向發(fā)展

　　“十三五”期間，采礦技術的發(fā)展將不斷趨向生產(chǎn)工藝簡單化、生產(chǎn)過程連續(xù)化、采礦作業(yè)集中化以及作業(yè)過程的數(shù)字化、智能化與無人化。在發(fā)展過程中，要堅持把自主創(chuàng)新作為技術持續(xù)發(fā)展的驅(qū)動力，把節(jié)能降耗、綠色制造作為技術改造的重要抓手，把工業(yè)化和信息化的深度融合作為技術進步的重要舉措，把技術成果產(chǎn)業(yè)化作為鐵礦業(yè)做強的重要支撐。

　　（二）關鍵技術

　　“十三五”期間，采礦技術的發(fā)展需要緊密結合行業(yè)宏觀政策的導向、資源條件的變化、生態(tài)環(huán)境的保護和社會影響等，從而適應和推進整個行業(yè)的進步，因此，采礦技術在“十三五”期間要著重從以下幾個方面發(fā)展。

　?。保短燹D(zhuǎn)地下開采和露天—地下聯(lián)合開采技術

　　隨著峨口鐵礦、馬蘭莊鐵礦等一批露天礦開采結束，相繼轉(zhuǎn)入地下開采，露天轉(zhuǎn)地下開采或露天—地下聯(lián)合開采技術已落后于礦山生產(chǎn)實際的需要。露天轉(zhuǎn)地下開采技術研究牽涉多方面的技術問題，尤其是露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡問題、隔離層的開采問題以及露天轉(zhuǎn)地下開采或露天—地下聯(lián)合開采的巖石力學問題，迫切需要在“十三五”期間加大研究。

　?。玻畈块_采技術

　　隨著我國淺部資源的日益枯竭，鐵礦開采逐漸轉(zhuǎn)向更深部，新發(fā)現(xiàn)的鐵礦石資源多為深部礦床，如大臺溝鐵礦、陳臺溝鐵礦、思山嶺鐵礦等，礦體埋深均已超過1000米。深部開采與淺部開采活動不同，具有許多特殊的規(guī)律和災害，突出的特點是“三高”，即高地應力、高井溫、高水壓等特殊開采條件，容易導致采場冒頂坍塌、巷道失穩(wěn)、高溫高熱、通風困難等問題，引起提升、通風、排水等效率降低，成本增大，這樣就要求采礦工藝技術和設備必須適應這種變化，深入開展鐵礦深部資源關鍵開采技術研究，為越來越多的鐵礦山進入深部開采提供技術支撐。

　　３．數(shù)字化采礦技術

　　數(shù)字化礦山是對于整個礦山整體的數(shù)字化再現(xiàn)和認識，以礦山各個應用技術軟件為工具，以高效、自動化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為手段，最終實現(xiàn)高度信息化、自動化、高效率，以至實現(xiàn)無人采礦和智能采礦。這是一項涉及許多技術領域和組織生產(chǎn)部門的復雜而龐大的工程，其應用在采礦工程設計、生產(chǎn)調(diào)度、系統(tǒng)監(jiān)控及災害預報等方面的應用潛力還有待深度挖掘，也將是我國鐵礦山未來的發(fā)展方向，具體包括數(shù)字地質(zhì)模型系統(tǒng)和數(shù)字礦床模型系統(tǒng)；虛擬條件下礦山模擬開采技術；露天和地下礦通訊、定位與導航、信息快速處理及過程監(jiān)控技術；采礦設備的智能控制與控制技術等。

　?。矗G色化采礦技術

　　綠色化采礦技術包括低品位礦床采礦技術、無廢開采技術等。我國鐵礦資源以貧礦為主，對于低品位的礦床，如承德地區(qū)的超貧釩鈦磁鐵礦，用傳統(tǒng)的采礦方法開采，生產(chǎn)成本高，環(huán)境破壞嚴重，對低品位礦石、難采礦體如何利用值得進一步研究；另外在采礦的過程中，不但對自然環(huán)境造成破壞，也會產(chǎn)生許多廢氣、廢水和廢渣。無廢開采就是最大限度地減少廢料的產(chǎn)出和排放，提高資源綜合利用率，減輕或者杜絕礦產(chǎn)資源開發(fā)的負面影響的工藝技術。從長遠來看，隨著社會環(huán)保要求的提高，綠色化采礦技術將是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題之一。

　　四、結語

　　近年來，我國鐵礦山在面臨資源緊缺、難采礦體越來越多、對環(huán)境保護要求越來越高的情況下，采礦技術取得多方面進展，尤其在露天礦陡坡運輸工藝、卡車調(diào)度系統(tǒng)、大參數(shù)無底柱分段崩落法、深井采礦、復雜難采礦開采、礦山地質(zhì)災害防治、礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理等方面取得了技術突破，為國內(nèi)礦山規(guī)模的擴大和鐵礦石產(chǎn)量的快速增長提供了技術支持。

　　未來隨著鋼鐵工業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展，對鐵礦石的需求仍將處于相對高位。而鐵礦資源開發(fā)條件的不斷變化和環(huán)境保護要求不斷提高的形勢，促使“十三五”期間采礦技術朝著高效化、數(shù)字化、綠色化等方向發(fā)展。在目前鐵礦行業(yè)整體低迷的大背景下，我國鐵礦企業(yè)更應積極通過技術改造、加強管理等措施，來提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。同時，采礦科技工作者也要適應時代的要求，加大采礦技術研發(fā)的投入，積極推動行業(yè)不斷發(fā)展。