隨著礦業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，礦產(chǎn)資源不斷地消耗，采礦規(guī)模也不斷擴(kuò)大，采礦規(guī)模的擴(kuò)大帶動采礦技術(shù)的不斷發(fā)展。當(dāng)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(yán)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(yīng)對行業(yè)形勢的變化和適應(yīng)時代的要求，必須不斷研發(fā)采礦技術(shù)，通過新技術(shù)的應(yīng)用和技術(shù)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(shù)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(jì)來十多年的發(fā)展，我國鐵礦行業(yè)采礦技術(shù)水平取得明顯進(jìn)步。

　?。ㄒ唬┞短扉_采

　　在露天開采方面，開采工藝更加成熟，運(yùn)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(yùn)輸、振動給礦機(jī)裝載站、汽車—提升機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用，無廢開采技術(shù)、礦山的數(shù)字化、智能化等先進(jìn)技術(shù)的推廣，礦山生產(chǎn)效率明顯提高。

　?。ǎ保┓制陂_采技術(shù)。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(dá)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(shù)，如南芬鐵礦、水廠鐵礦、齊大山鐵礦等。

　?。ǎ玻╅g斷連續(xù)運(yùn)輸技術(shù)。我國深凹露天礦已成功應(yīng)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(jī)車運(yùn)輸，連續(xù)運(yùn)輸部分是指破碎機(jī)膠帶機(jī)和排土機(jī)。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(shù)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(yīng)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(yùn)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(yùn)設(shè)備的逐漸普及，高臺階開采技術(shù)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(dá)到12米，齊大山鐵礦的臺階高度已達(dá)到15米。

　?。ǎ矗┒笌烷_采。自20世紀(jì)70年代以來，我國金屬礦山開始進(jìn)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(guān)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(shù)特點，為南芬鐵礦生產(chǎn)建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，為我國大中型露天礦的技術(shù)改造和新建、擴(kuò)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(shè)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(yīng)用。

　?。ǘ┑叵虏傻V

　　地下采礦技術(shù)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(shù)領(lǐng)域，先后在井巷掘進(jìn)、采礦方法、礦山充填等方面取得大量的技術(shù)成果，并以這些成果作為技術(shù)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(jìn)我國鐵礦地下采礦技術(shù)得到迅速發(fā)展，使部分礦山的工藝技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　?。ǎ保╅_拓運(yùn)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(jié)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(jī)—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(dá)到國際先進(jìn)水平。

　?。ǎ玻┎傻V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(dá)到132米，程潮鐵礦達(dá)到140米；分段高度和進(jìn)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(kuò)大和環(huán)保政策的更加嚴(yán)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(yīng)用也越來越多。

　?。ǎ常?shù)字化礦山技術(shù)。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(yuǎn)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(jìn)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(shù)已經(jīng)取得明顯進(jìn)步，但仍然存在一些問題，主要體現(xiàn)在采礦技術(shù)發(fā)展不均衡、數(shù)字化礦山水平較低、采礦設(shè)備對技術(shù)發(fā)展的支撐不夠等方面。

　?。ㄒ唬┎傻V技術(shù)發(fā)展不均衡

　　我國幅員遼闊，全國經(jīng)濟(jì)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(jìn)大型礦山采礦技術(shù)已基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，而在欠發(fā)達(dá)地區(qū)，采礦技術(shù)仍十分落后，生產(chǎn)效率低，回采率低，貧化率高，資源浪費嚴(yán)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(dá)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(jī)、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(shù)，進(jìn)行露天礦生產(chǎn)的計算機(jī)實時控制與管理；一些井下礦除固定設(shè)備已實現(xiàn)自動化外，鏟運(yùn)機(jī)、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(shè)備，就可以保證采礦作業(yè)的順利進(jìn)行。

　?。ㄈ┎傻V設(shè)備對技術(shù)發(fā)展的支撐不夠

　　采礦技術(shù)的發(fā)展需要通過采礦設(shè)備的同步更新來推動實現(xiàn)，如露天礦山高臺階開采技術(shù)必須配套大型化的電鏟，數(shù)字化技術(shù)的實現(xiàn)需要智能化的設(shè)備來支撐，但目前我國礦山裝備仍以引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng)新為主，新設(shè)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(yīng)采礦技術(shù)的更新?lián)Q代，在一定程度上阻礙了國內(nèi)采礦技術(shù)的前進(jìn)。

　　三、“十三五”采礦技術(shù)發(fā)展趨勢

　　（一）發(fā)展方向

　?。保暧^形勢變化使采礦技術(shù)發(fā)展機(jī)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(kuò)張和產(chǎn)能快速擴(kuò)大的階段，也促進(jìn)礦山采礦技術(shù)得到明顯發(fā)展。“十三五”期間，經(jīng)濟(jì)增長放緩，市場需求下降，供需關(guān)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(shù)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(shù)的應(yīng)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)進(jìn)步的重要舉措，把技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化作為鐵礦業(yè)做強(qiáng)的重要支撐。

　?。ǘ╆P(guān)鍵技術(shù)

　　“十三五”期間，采礦技術(shù)的發(fā)展需要緊密結(jié)合行業(yè)宏觀政策的導(dǎo)向、資源條件的變化、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和社會影響等，從而適應(yīng)和推進(jìn)整個行業(yè)的進(jìn)步，因此，采礦技術(shù)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(shù)

　　隨著峨口鐵礦、馬蘭莊鐵礦等一批露天礦開采結(jié)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(shù)已落后于礦山生產(chǎn)實際的需要。露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)研究牽涉多方面的技術(shù)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(xué)問題，迫切需要在“十三五”期間加大研究。

　　２．深部開采技術(shù)

　　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(zāi)害，突出的特點是“三高”，即高地應(yīng)力、高井溫、高水壓等特殊開采條件，容易導(dǎo)致采場冒頂坍塌、巷道失穩(wěn)、高溫高熱、通風(fēng)困難等問題，引起提升、通風(fēng)、排水等效率降低，成本增大，這樣就要求采礦工藝技術(shù)和設(shè)備必須適應(yīng)這種變化，深入開展鐵礦深部資源關(guān)鍵開采技術(shù)研究，為越來越多的鐵礦山進(jìn)入深部開采提供技術(shù)支撐。

　　３．?dāng)?shù)字化采礦技術(shù)

　　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(rèn)識，以礦山各個應(yīng)用技術(shù)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(shù)領(lǐng)域和組織生產(chǎn)部門的復(fù)雜而龐大的工程，其應(yīng)用在采礦工程設(shè)計、生產(chǎn)調(diào)度、系統(tǒng)監(jiān)控及災(zāi)害預(yù)報等方面的應(yīng)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(shù)；露天和地下礦通訊、定位與導(dǎo)航、信息快速處理及過程監(jiān)控技術(shù)；采礦設(shè)備的智能控制與控制技術(shù)等。

　?。矗G色化采礦技術(shù)

　　綠色化采礦技術(shù)包括低品位礦床采礦技術(shù)、無廢開采技術(shù)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(yán)重，對低品位礦石、難采礦體如何利用值得進(jìn)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(fù)面影響的工藝技術(shù)。從長遠(yuǎn)來看，隨著社會環(huán)保要求的提高，綠色化采礦技術(shù)將是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題之一。

　　四、結(jié)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(hù)要求越來越高的情況下，采礦技術(shù)取得多方面進(jìn)展，尤其在露天礦陡坡運(yùn)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(fù)雜難采礦開采、礦山地質(zhì)災(zāi)害防治、礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理等方面取得了技術(shù)突破，為國內(nèi)礦山規(guī)模的擴(kuò)大和鐵礦石產(chǎn)量的快速增長提供了技術(shù)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(hù)要求不斷提高的形勢，促使“十三五”期間采礦技術(shù)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(yīng)積極通過技術(shù)改造、加強(qiáng)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(yīng)時代的要求，加大采礦技術(shù)研發(fā)的投入，積極推動行業(yè)不斷發(fā)展。