矿洞采作为人类获取地下资源的重要方式,其发展历程映射着技术进步与生态保护的双重需求。从早期依赖手工凿岩的原始作业,到如今智能化、环保化的现代开采体系,矿洞采技术经历了深刻的变革。
在技术层面,凿岩爆破技术实现了从机械化向智能化的跃升。传统手工凿岩已逐步被液压凿岩机、凿岩台车取代,甚至出现了具备激光定位、无人驾驶功能的遥控凿岩机器人。例如,某些矿山采用的大直径深孔爆破技术,通过精确的孔网参数设计和爆破能耗理论优化,实现了“精确爆破”与“绿色爆破”——前者通过微差爆破、光面爆破提升落矿效率,后者则采用新型燃烧剂替代传统炸药,减少有害气体排放。运输提升系统亦呈现“无轨化、自动化”趋势,铲运机、地下汽车等设备在短距离出矿中占据主导,而深井矿石提升则通过多级竖井、封闭式胶带运输系统降低扬尘污染,提升运输效率。岩层加固技术则从被动支护转向主动复合支护,锚杆与喷射混凝土的联合应用有效控制围岩变形,结合湿喷技术改善作业环境,提升支护强度。
然而,矿洞采的生态影响不容忽视。露天开采会形成巨大矿坑、弃土堆,破坏地形地貌;地下开采则可能引发地面塌陷、裂缝,改变水文系统,导致地下水位下降或地表径流异常。尾矿中的重金属、酸性物质污染土壤与水体,爆破粉尘、硫化物氧化产生的二氧化硫等有害气体威胁空气质量,进而影响生物多样性及人体健康。安全挑战同样严峻,矿井坍塌、瓦斯爆炸、火灾、透水事故等风险始终存在,需通过严格的工程防护、智能化监控系统及应急管理体系降低事故概率。
面对挑战,矿洞采正探索“绿色开采”路径。膏体充填技术通过全尾砂制备膏状浆料回填采空区,协同解决尾矿库隐患与固废污染问题;深井开采技术则聚焦地压控制、岩温管理,结合磁悬浮升降机、水力提升等创新方案突破深度限制。此外,数字化矿山建设通过高速信息网络整合各工序数据,实现无人采矿、智能调度,提升作业效率与安全性。
未来,矿洞采需在资源获取与生态保护间寻求平衡,通过技术创新、环保措施及安全管理体系的完善,推动行业向更可持续的方向发展。
