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21世纪的矿业科技发展 1 体现了现代社会经济发展的大趋势 世界在工业经济时代已有200多年的历史。21世纪,世界将进入全球化的知识经济时代。 何谓知识经济20世纪80年代以来,许多学者对信息技术革命所产生的巨大影响,进行了大量研究和预测,他们从不同的角度去思考和概括,先后提出了“后工业经济”、“高技术经济”、“信息经济”、“数字经济”、“网络经济”等新概念,直到1996年“经济与发展组织”将这种新型经济称之为“以知识为基础的经济”,从此,知识经济的概念被越来越多的人所接受。 所谓知识经济是建立在知识和信息的生产、传播与应用基础上的经济。它的基本内涵是:以智力资源为依托、以高技术产业为支柱、以知识创新为动力、以创造教育为本源的一种新的经济形态。 21世纪,我们的矿业将处于什么地位呢?人类不可能脱离物质需要而生存,即使在知识经济时代,矿业仍然是人类不可缺少的物质来源。根据有关资料,1997年,采矿工业为全世界提供了210亿t原材料,总产值高达2万亿美元,占全世界总产值28.2万亿美元的7.1%。因此,采矿工业过去是、现在是、将来仍然是全球经济持续发展的基础。 近十多年来,现代高新技术的发展,给世界矿业带来了机遇,如矿山设备大型化、智能化,以及计算机技术和信息技术,全球卫星定位系统,生物溶浸技术等等在矿业领域的应用,已成为矿业科技发展的源泉和动力。 21世纪的矿业目标——广泛吸收各学科的高新技术,开拓先进的、非传统的采矿技术,创造更高效率、更低成本、最少环境污染和较好安全条件的采矿模式,为人类提供巨大的物质财富,以满足不断增长的世界人口对生活质量的需求,促进社会经济的持续发展。 为了实现上述目标,金属矿采矿科学技术的发展,应特别关注以下5个领域:高效率采矿;无废害采矿;连续采矿;深部采矿;无人采矿。 2 地下矿山的利用环保及生物技术开发 近20年来,地下采矿技术发展很快,采矿装备在实现无轨化和液压化的基础上,正在向大型化、智能化方向发展。 露天矿用汽车。目前,无论是液力机械传动的、还是交流驱动的电动轮汽车,都已发展到了300t级以上。如T282型交流驱动电动轮汽车和797型液力机械传动卡车,其有效载重已达到327t。 单斗挖掘机。无论是机械的还是液压的,斗容已超过40m3。已有多种型号,如495BéM、4100TS等型号的单斗挖掘机。电铲的斗容不断加大,超大型的已达83m3。 穿孔牙轮钻机。穿孔直径还多用310~380mm,而钻孔直径559mm的钻机,已投入生产。 地下铲运机。如载重5t的Toro 501E型电动铲运机,现已发展为载重25t的Toro 2500E型电动铲运机。 井下汽车。瑞典已开始用120t的7轴大型卡车,取代45t和65t卡车。 井下钻机。也向大型化发展,配有水力潜孔冲击式凿岩机的Simba W型自动遥控台车,正取代原有台车;钻凿大直径深孔的QL4型潜孔钻机,已经问世,其凿岩效率提高25%~35%。 随着微电子技术的飞速发展,近几年来,地下矿山已有遥控铲运机和凿岩机;无人驾驶汽车在试运行。国外还开发出了凿岩机器人、装载机器人和采煤机器人等矿山设备。矿山设备正逐步实现遥控化、智能化。 由于矿山设备逐步大型化和智能化,地下矿山的3种高效率采矿法——大直径深孔落矿空场采矿法,机械化充填采矿法及大量崩落采矿法将朝着:高阶段(120~200m),大采场(矿段),一步骤回采,采准、切割合二为一的方向发展。它们在大规模开采和集中强化开采中将发挥重要作用。 随着大量落矿采矿技术的发展,落矿高效率与出矿低效率的矛盾越来越突出,为了提高出矿效率,装载机—移动式破碎机—胶带运输机和连续装载机—胶带运输机运矿配套的间断-连续采矿系统,将逐步得到应用和发展。 随着开采深度增大,深井开采的矿山越来越多,提高采矿强度,实现深井高效率采矿的问题,将引起人们更多的重视,以下6个方面的工程技术会有很大的发展。 (1)为了有效地控制地压,减少矿柱损失,提高矿石回收率,一步骤连续采矿会得到广泛应用。 (2)为了提高出矿效率和矿山自动化水平,间断-连续采矿工艺系统,将逐步得到很大发展。 (3)为了减少深井的废石提升量,把选厂(粗选厂)移至井下,是一个重要发展方向。 (4)为了解决深井提升的困难,降低深井的提升成本,减少井巷工程,深井水力提升将是一个重要的发展方向。 (5)针对深井高应力的特殊条件,非常规的、适应深井开采特殊条件的新的采矿方法,将是一个重要的研究课题。 (6)为了将废石充填到深井下部,有效地缩短井下工作线长度,并减小顶板压力采用上行开采问题将引起人们更多关注。 3 清洁生产成为国家的重要战略举措,流程管理体系不断完善,造成行业发展面临诸多挑战 可持续发展是划时代的全新发展观,是20世纪人类观念的根本性变革之一。1987年联合国环境与发展委