金属矿山采矿技术在降低成本方面的应用论文

　　摘要：为解决金属矿山采矿中因矿藏开采困难、巷道支护难等引起的采矿成本居高不下的问题，本文以金属矿山采矿技术为切入点，首先分析了金属矿山采矿技术的种类，其次分析了采矿过程中存在的费用，最后提出引入先进开采及管理技术、健全地下金矿开采体系、借力采矿技术优化组织生产工作、以智能技术强化系统设计的对策建议，旨在利用金属矿采矿技术有效降低开采成本，提升相关主体的盈利水平。

 

　　关键词：金属矿山,采矿技术,成本

 

　　近年来，我国经济增速放缓，进入了经济发展新格局。在经济发展新时期，我国产业格局持续升级迭代，各行业逐步进入高质量发展阶段。此时期，各行业对于金属材料的需求呈现出上升趋势，给金属行业带来较大压力。然而，目前我国区域部分矿藏存量较少，深部矿藏在开发技术与工艺方面受限严重，进而出现采矿成本较高的问题。在此背景下，采矿企业若继续仅使用传统的采矿技术开展工作，将会降低采矿效率，提升开采过程中的不必要损失，增加采矿成本。因此，分析不同采矿技术的具体使用途径，提升采矿效率，降低开采成本成为了学术界关注的重点内容。基于此，文章将采矿技术作为研究的切入点，引入金属矿山采矿技术，并分析其主要特性，进一步探究发现当前金属矿山开采过程中主要面临着管理成本、技术成本、安全成本、环境成本等系列成本，并据此提出相应的改进策略，以期提升采矿效率，降低开采成本。

 

　　1常见的采矿技术

       1.1露天采矿技术

 

　　作为基础性的采矿技术，露天采矿技术是最为常见和基础性的一项采矿技术，露天采矿技术在我国金属矿山开采中占据了较大比例。这主要是因为这一采矿技术具有操作简单、接触安全性较高、安全事故发生概率较低等特点。即使发生了安全事件，工作人员逃生也较为方便，因此在金属采矿中得到了广泛应用。随着采矿技术不断改进，露天采矿技术不断优化，使得采矿效率与采矿质量得到大幅提升，进而有效降低采矿成本。具体来说，随着新型机械设备在金属矿山开采中的应用，采矿企业能够有效分离矿体，将遮盖矿体的物体进行移除，使得矿产资源清晰可见，提升采矿工作的针对性，有效降低采矿成本。同时，露天采矿处于露天场所，为机械设备提供了广阔的活动空间，可采用大型施工机械开展作业，进一步提升采矿效率，进而作用于采矿成本。加之，部分地区矿产资源规模较小，此时采用露天开采方法可减少矿产资源损失量，降低采矿成本。但露天采矿技术也有自身缺失，其只适合矿产资源埋藏较浅地区的开采，若矿产埋藏较深使用露天采矿则会增加开采成本。

 

　　1.2填充开采技术

 

　　作为一种经典矿产资源开采方法，填充开采技术具有较强的适应性，因此在开采过程中受到广泛应用。加之我国国土面积宽广，地貌复杂多变，使得矿产资源所在地形复杂多样，难以进行露天开采。此时，使用填充开采技术会节约大量的开采成本。如山体矿脉地质较薄，具有很大倾斜程度，使用填充技术开采能够减轻开采面所承受的压力，防止出现崩落状况，极大地提高开采安全性，降低开采成本。作为金属与非金属矿山开采技术手段，充填采矿技术充分考量矿产埋藏地区的实际情况，保证开采技术效率，降低开采成本。具体来说，充填采矿技术在实际应用过程中，具备以下几个特点：一是保证开采安全。金属矿产开采工作会随矿产埋藏地区的地形不同，存在不同危险性。而充填采矿技术能够充分应对不同开采要求，可在开采前对矿山类型与矿产的分布情况进行调查与分析，保证开采工作顺利完成，并以先进技术降低矿山开采过程中的坍塌率，有效降低矿产开采成本。二是嵌入了低碳环保理念。充填采矿技术通过升级技术手段，进行深入挖掘，降低开采工作难度，降低环境污染情况。

 

　　1.3倾斜层开采技术

 

　　作为较为新颖的开采方法，倾斜层开采技术具有更大的技术含量，需要工作人员做好前期调研及开采设计工作。在具体开采过程中，倾斜层开采技术根据矿产资源层厚度分为厚层作业开采方式和高层作业开采方式，并根据矿产埋藏地的实际情况选择合适功率的矿机，减少对作业面的损伤，提高开采效率，降低开采成本。同时，倾斜层开采技术设置了相应矿层支架，保障开采空间具有稳定性，有效降低了开采过程中的成本损失。具体而言，在实际开采过程中，在急倾斜层（倾角大于45°)开采中，倾斜层开采技术可通过使用掩护支架开展具体工作。在大倾角矿层（倾角位于45°~55°)开采中，倾斜层开采技术的具体应用是以铰接顶梁配合单体液压支柱进行具体的开采工作。作为一次性开采技术，倾斜层开采技术需要结合实际情况合理应用该技术，要求作业人员加强前期调研，并依据矿石及围岩稳定性选择确定如何借力倾斜层开采技术进行具体的开采工作。在确定具体的开采步骤后，开采企业在具体的开采过程汇总能够有效预防顶板焊梁缝开裂情况发生，进而在提升开采安全性的同时，降低开采成本。

       1.4地下采矿技术

 

　　作为一种传统的金属矿山开采技术，地下采矿技术主要可分为布置开采矿山巷道、掘进及回采对巷道掘进和回采。与其他开采技术相比，地下采矿技术的危险性较高。在具体开采过程中，操作人员若出现操作不当的问题，则极有可能引起掩埋与塌方等安全事件，这便对企业地下开采工作提出了更高层次的要求。因此，金属矿山企业应结合地下开采工作的实际情况，进行支护工作，提高地下作业质量，进而降低开采成本。地下采矿技术主要适用于顶板坚硬难冒的开采过程中。随着科学技术发展地下采矿技术可有效适用于硬条件的金属资源开发中，且能够提升开采效率，降低开采成本。不过在实际技术应用中，地下采矿技术需借助超前预爆破控制技术的同时，也需借助对现场金属性质、裂隙空间分布方面数据进行分析，优化实施方案设计，提高采矿效率，降低采矿成本。

 

　　1.5智能开采技术

 

　　以智能化现代信息技术为基础，以电子信息为依托的智能开采技术，可有效避免由工作人员失误引发的安全事件。这在提升采矿效率的同时，也能够降低采矿成本。同时，智能开采技术借助于人工智能、物联网、云计算等先进技术，能够实时监控整个开采流程，提升采矿安全性，减少不必要的损失，有效控制采矿成本。有鉴于此，我国大多数采矿企业在实际开采过程中会积极应用智能开采技术，旨在弥补常规采矿技术缺陷与不足，这使得智能开采技术逐渐成为一种常用的采矿技术。值得一提的是，随着智能开采技术在实际开采过程中应用频率的提升，经过不断调试与改进，智能开采技术层次更高，并在更多先进技术赋能下，促使采矿技术更加趋于智能化与自动化，提升采矿效率，进一步降低采矿成本。

 

　　2采矿工程中存在的成本分析

       2.1管理成本

 

　　当前，部分采矿企业为实现自身经济效益最大化，会加大开采力度，忽视了开采过程中的监督与管理，反而会增加管理成本。采矿工艺逐步向复杂化趋势发展，使得采矿作业中不确定性因素增加，进而引发不必要的安全事件发生，提升了采矿企业的管理成本。采矿企业管理成本提升的主要原因是自身不够重视安全管理，更甚至有的企业并未建立完善的安全管理制度，也难以有效实施安全监管措施，使得采矿安全管理工作存在形式化、表面化问题，进而使得安全事件发生，加大自身的管理成本。加之在采矿中，也存在缺乏科学、完善的安全管理制度保障的问题，将明显增加采矿风险，并使采矿人员及其人身安全受到威胁。此种现象的存在，会严重降低企业盈利水平，提升管理成本。

 

　　2.2技术成本

 

　　作为重要基础资源，金属矿产在我国分布极为广泛，但不同地区的开采技术存在差异。具体而言，采矿企业会因金属矿产埋藏地区经济欠发达，且信息闭塞等问题仍使用传统矿产开采技术，这会加大开采过程中的技术成本。加之传统技术自身存在的缺陷，会使得开采期间因防护措施实施不到位，增加安全事故发生概率，这亦会加大企业管理成本。此外，部分采矿企业较为重视短期经济利益，会盲目压缩采矿设备及技术投入，在实际开采中出现开采设备严重破损的现象，这亦会加大实际开采过程中的技术损耗成本。

       2.3安全成本

 

　　目前，随着我国经济的快速发展，相关部门越来越重视金属矿山开采过程中的安全性，这使得金属矿山开采过程中安全事件发生的频率降低。但由于相关企业缺乏安全意识，每年依旧会有采矿安全事故发生，这主要是由于相关人员缺乏安全意识，进而导致矿山企业在实际开采过程中用于安全事件处理方面的成本增加。加之，在实际开采过程中，采矿作业人员安全意识不足，或者施工注意力不集中，或未严格按照采矿步骤或标准化生产程序操作所导致矿难事故发生，将给采矿作业人员以及采矿企业带来巨大损失，加大了矿山企业的用于安全生产的成本。

 

　　2.4环境成本

 

　　随着国家对绿色经济发展重视程度的提升以及“双碳”目标的提出，政府部门对于金属矿山开采过程中的环境保护要求越来越高，这便会加大采矿企业的环境成本。加之，在实际开采过程中，开采企业面临着多种不可控、不确定因素，随时都可能发生各种危险，这亦会加大矿山企业的环境成本。此外，我国大多采矿作业区域其地质条件及自然环境较为恶劣，部分矿区一到雨季便容易发生大量积水，且采矿深度不断增加也加大井壁下陷风险，若矿井中有大量雨水渗入，还可能引发严重坍塌事故，进一步加大开采过程中的环境成本。

 

　　3金属矿山采矿技术降低采矿成本的策略

       3.1引入先进开采及管理技术

 

　　在数字经济时代，信息技术已普遍应用于各行各业中。基于金属矿山地下开采的实际情况以及智能设备的实际使用情况，开采企业为降低各方面的成本，需借力数字技术，引入先进的安全生产与管理技术，营造出安全的地下开采环境，切实保障施工人员生命安全，提升采矿工作效率，降低开采过程中的成本。具言之，开采企业应加大在设备、技术方面的投入力度，以更加先进技术设备筑牢安全生产根基，加强设备维护管理。同时，开采企业还应运用现代化技术设计地下开采安全系统，构成具有较高连通性的管理体系，降低开采过程中的成本。此外，企业应提升采矿技术，据此大幅缩短投产周期与年限，进而降低企业运营成本。

 

　　3.2健全地下金矿开采体系

 

　　采矿企业需要根据自身实际开采状况，分析技术资料，构建出完备的工作体系，旨在降低开采过程中的管理、技术、环境等方面的成本。同时，开采企业还应建立安全管理体系，规范工作人员行为，降低安全事件发生概率，进而降低自身用于处理安全事件方面的成本。在此过程中，开采企业需要根据实际开采过程中遇到的问题，制定针对性的应对策略，以期减少开采过程中不必要的成本支出。此外，开采企业应进一步强化管理力度，建立健全薪酬分配、绩效考核体系，将工作人员工作表现与其薪酬相挂钩，倒逼工作人员树立科学的工作意识，降低实际开采过程中的成本。此过程中，开采企业应实施定岗定责机制，在保障地下采矿工作顺利进行的同时也能够降低开采过程中的各类成本。

 

　　3.3借力采矿技术优化组织生产工作

 

　　当前，开采过程中管理成本会占据生产成本的重要部分，因此需不断优化组织生产、降低无效调动率，实现控制成本的作用。在日常生产管理当中，开采企业需要积极采取相关措施提高设备启动率，这样既能够提高剥离效率，亦可降低成本。开采企业还应贯彻“精干高效”生产理念，降低设备投入量，旨在降低固定成本的比重，提高开采过程中的风险抵抗能力。同时，开采企业还应给施工人员开展安全培训活动，将更多注意力转移到采矿技术和施工安全上来，最大限度提高采矿作业效率，降低开采成本，促进采矿行业的可持续发展。此外，开采企业还应根据金属矿产埋藏地点的特征，在实际的施工过程中，需要以采矿施工的实际情况为依据，选取最佳的技术来进行采矿作业。如将长壁开采技术应用于金属开采过程，如此能够避免出现积水、自燃等现象，降低开采成本。

 

　　3.4以智能技术强化系统设计

 

　　开采企业应借力智能技术具有的数据精确化、设计方法精细化、设计表达方式三维全息化等特征，优化开采系统，降低开采过程中的成本。在地质测绘方面，开采企业应将激光扫描仪、无人机倾斜摄影等设备，应用在大型露天矿山开采过程中，旨在提升开采质量，降低开采过程中不必要的成本损耗。在设计软件及方法方面，开采企业也将地表建模手段、矿床地质模型及辅助优化设计系统应用在开采系统设计过程中，旨在优化生产计划和智能设计决策。同时，开采企业还应基于倾斜摄影、点云、多源异构数据融合等技术，设计适合露天开采的设计—施工一体化协同平台，实现露天矿设计到生产施工无人化智能开采模式常态化运行，降低开采过程中不必要的成本损耗。此外，开采企业还应积极使用无人化智能开采开展工作，利用液压支架、刮板输送机、破碎机等机电一体化成套装备，实现工作面无人操作高效开采，有效降低开采过程中不必要的成本损失。此过程中，采矿企业可借鉴将无人化智能开采控制技术、机器视觉应用场景与算法等应用在实际开采过程中，或借力相关研究机构结合实际场景开展无人化智能开采，在智能开采技术创新中取得全新突破，从长期来看有效降低开采成本。

 

 

　　综上所述，随着生产生活方式的改变，居民生活质量改善为金属矿产行业发展带来全新契机。目前，我国金属矿山开采过程中，存在管理成本、技术成本、安全成本、环境成本较高的问题严重制约金属矿山行业的可持续与高质量发展。为此，在实际开采过程中，采矿企业需要充分了解强化开采技术的特点，根据实际开采情况与矿产埋藏地区的环境因素，选择恰当的开采技术，规范操作机械设备，并以此来确保各开采环节能够得以有序推进，降低开采过程中的各类成本。