矿业发展与高新技术应用.pdf

第5 9 卷第2 期 20 07 年5 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 9 。N o ．2 M a y 2 0 0 7 矿业发展与高新技术应用 龙涛1 ，余斌1 ，王建军1 ，彭崇民2 1 ．北京矿冶研究总院，北京 10 0 0 4 4 ； 2 ．澳瑞凯 威海 爆破器材有限公司，山东威海2 6 4 2 0 7 摘 要介绍高新技术对矿业发展的作用，分析利用高新技术发展矿业的现状，讨论未来矿业利用高新技术的发展趋势。 关键词采矿工程；高新技术；综述；矿业；现状与展望；核心竞争力 中图分类号T D 8 5 ；F 4 0 7 ．1文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 7 0 2 ～0 0 8 3 0 3 高新技术产业多属于资金和知识密集型，科技 开发经费高，产品附加值高。对工业和整个国民经 济的现代化具有较强的推进和带动作用。为谋求国 际竞争优势，各国均把高新技术作为发展本国经济 的一项重要国策。这不仅因为高新技术产业具有极 高的附加值和强大的竞争优势，而且高新技术及其 产业还可以给传统产业注入新的活力，带动传统产 业的技术升级和产业结构优化，继而加速整个国民 经济的发展速度。矿业同样需要高新技术对这个传 统产业的改造。利用高新技术发展矿业是当前世界 矿业发展的一个主要趋势，也将是新时期矿业发展 的关键驱动力。 1高新技术能提高矿业企业的竞争力 在当今世界，9 5 ％左右的能源资源为矿物资源， 8 0 ％左右的工业原料为矿物原材料。因此，矿业不 仅是2 1 世纪国民经济的重要基础产业，也是国家战 略安全保障的重要组成部分。随着世界经济全球 化，矿业全球化的发展也将使矿业进入一个新的时 代，即利用不断创新的技术发现和开发利用矿产资 源。在矿业企业中渗入自动化和计算机控制技术等 高新技术，就可以起到“催化剂”的作用而大幅度地 提高劳动生产率。同时，矿业企业在高新技术产业 地巨大压力下也只能通过对高新技术地融合吸收， 来迅速提高自身地技术水平。无论矿业企业，还是 高新技术产业，在其发展过程中都必须积极吸纳适 合自身发展地最新水平的高技术，否则只能衰退或 萎缩。反之，如果矿业企业积极吸纳高新技术成果， 就不会显得生长乏力，必将继续拓展其强大的生命 收稿日期2 0 0 6 ～0 9 1 6 作者简介龙涛 1 9 8 0 一 ，男，江西宜春人，硕士，工程师，主要从 事矿产资源开发等方面的研究。 力。当代矿业企业要想在国际市场上立于不败之 地，就必须不断研究开发新技术、新工艺、新设备，提 高核心竞争力。 2 近年世界矿业利用高新技术的现状 2 ．1 矿产勘查 以信息技术为核心，大力发展三维可视化技术 和模拟技术。在深部探矿、边缘地区探矿时，使用物 化探综合立体勘查，高灵敏度探测器和野外快速数 据采集和数据解释，提高了找矿成功率，扩大了找矿 领域。例如固体矿产勘查钻孔深度已达到4 0 0 0 m ， 英国三维激光填图公司 3 D L M 研制出每秒可采集 7 0 0 0 个点数据的机载激光填图系统T o p e y eT M 。 勘查软件的开发应用使圈定储量的重型山地工程最 小化，大大降低了勘查成本，遥感技术使边远困难地 区勘查效率大幅度提高。还有值得一提的是地理信 息系统 G I S ，它以空间数据库为基础，采用地理模 型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息。 G I S 在资源勘查中的应用也越来越广泛。 2 ．2 矿产开采 高新技术现代装备的引进，使采矿回采率、选矿 回收率及综合利用率大幅度提高。采矿设计软件使 露采设计更为合理，设备更超大型化和智能化，如载 重4 0 0 t 以上矿车、7 6 ．5 m 3 铲车、直径3 8 1 ～4 3 2 m m 钻机、i k o n 数字爆破技术、无人驾驶卡车、遥控钻 机、遥控铲车等。资源开采的可视化技术，虚拟现实 开采模拟技术，自动化生产调度和管理信息系统， G P S ，G I S 、无人探测技术、3 S 技术、自动控制技术和 I n t r a n e t 技术在采矿中的应用等方面都取得突破， 例如国际镍公司使用的计算机控制采矿系统，包括 中央计算机控制系统，现场计算机控制系统H u b s ， 地下井坑通讯网等，使采矿生产率提高1 0 ％～ 万方数据 8 4有色金属第5 9 卷 1 5 ％。在采矿方法方面，溶浸采矿法已成为和露采、 坑采并列的第三种采矿技术，使低品位砂岩铀矿、铜 矿、金矿等得以开采，安全高效而且成本大大低于传 统采矿方法。 2 ．3 选矿和冶炼 随着高新技术在选矿和冶炼行业成功应用，使 可利用矿产资源品位降低，资源利用效率提高，扩大 了对低品位、难选冶、细粒超细粒矿石的应用范围。 例如溶剂萃取一电积法 S X E W 得到广泛应用， 使铜矿石可采品位降至0 ．2 ％～0 ．4 ％，最低达 0 ．0 4 ％；对传统H a l l ～H e r o u l t 炼铝工艺进行改进， 使成本下降0 ．1 1 ～0 ．2 5 U S ／l b ；生物氧化和生物 浸出技术，使许多低品位金、铜、镍、钴矿床得以开 发，使高砷微细金矿的选矿回收率提高4 0 ％，可采 品位已降至0 ．7 9 ／t ，最低达到0 ．2 6 9 ／t 。另外，随着 选冶设备的大型化和自动化，以及生产过程的全计 算机化控制，生产企业的生产效率也大幅度提高了， 生产成本降低了，生产管理更加现代化了。 1 ．4 矿山环境技术 传统矿产开采是对自然界的一种破坏和污染过 程，这种效应随新世纪开发规模和强度的加大而趋 于加剧，有效重建与恢复被破坏的生态环境，甚至实 现无害化开发，必然要以高新技术的发展和应用作 为基础。矿区的环境保护和土地复垦技术，已成为 发展矿业的重要组成部分，在发达国家已经成为开 矿最重要的制约因素。在矿山废弃物治理中，最亟 待解决和最易取得经济效益的是尾矿的综合利用。 世界各国不断结合高效节能矿物加工新工艺的推 广，采用晶体化学、相变理论、辐射技术、超细加工和 纳米等现代高新技术，对矿物进行更资源化加工，从 而充分回收有用矿物、减少废物排出。同时，对尾矿 进行更彻底分离，以实现综合利用。在矿山粉尘和 大气污染治理与控制方面，把多相流动理论、流体力 学和计算机模拟等方法结合在一起，建立大气污染 物运动的数学模型，研究高效实用、新型的污染物处 理设备和技术，建立除尘脱硫脱氮一体化试验装置， 研究除尘脱硫的新技术。矿山开采和矿物加工过程 中排出的废水、废渣比一般的生活污水对环境具有 更大的破坏作用。很多矿山也采用了生物法、膜滤 法、絮凝沉降法等现代先进技术，将矿山废水净化处 理后循环使用，使水回用率超过9 8 ％。酸性废水排 放是也重大矿山环境问题，美国使用生物技术，用一 种特殊的细菌，显著降低了酸性废水的排放量。先 进的选煤技术，能除去9 0 ％以上的颗粒物和大部分 二氧化硫。矿业正在尽最大努力以实现固体、液体、 气体污染物的近零排放。 2 ．5 信息网络技术 电子商务对采矿业成本下降正在起着越来越大 的作用。电子商务是借助网络化、数字化技术而开 展的一种全新的经济活动，它通过全球互联的网络， 打破时空界限，改变贸易形态，改善信息流、物流、资 金流的环境和实现方式，加快信息的传递和交流，加 速商品流通，降低生产成本，提高企业管理水平，提 高整个社会经济运转的效率。电子商务代表着未来 经贸的运营模式，它正在促进经济领域发生一场革 命性的变革。2 0 0 0 年5 月，1 4 家跨国矿业公司联合 建立全球矿业电子市场。据瑞银华宝 U B Sw a r b u r g 集团研究，电子技术可以使采矿成本下降 5 ％，可以节约矿产品总销售额的5 ％及现金流的 1 5 ％。使矿产品全球配置的成本大幅度下降。 3未来矿业利用高新技术的发展趋势 矿床勘查将继续以信息技术为核心，不断发展 三维可视化技术和模拟技术，利用高新技术提高找 矿成功率、扩大找矿领域、降低探矿成本。 在矿床开采方面，为提高劳动生产力、降低成 本，采矿设备大型化、大型无轨设备和辅助设备自动 化将是2 l 世纪采矿发展的目标，非炸药爆破方式破 碎矿岩的连续化开采将取代各种半连续开采，采矿 工艺将逐渐适应各矿体特点，岩石力学将进一步发 展，信息等高新技术将在采矿过程中得到迅速应用， 矿山采矿系统将向自动化、智能化、数字化发展。海 洋矿产资源的开发也有待于高新技术来突破技术难 关。 在选矿与冶炼技术发展的总体趋势可概括为规 模和设备大型化、系统化，生产过程控制自动化，短 流程，资源合理开发和综合利用。 总之，2 1 世纪的矿业将会更大程度地利用高新 技术来改造传统矿业。同时，高新技术也不断的渗 透到矿业的工艺流程、仪器设备来寻找技术载体，不 断的提高矿业的经济效益和社会效益。 4结语 近2 0 年来，我国矿业在利用高新技术方面也取 得了一定的成绩，但与国外矿业先进发达国家相比， 矿业高新技术还相对落后很多。矿业在技术上落后 的原因是技改资金挪作它用，大量原层次上的设备 更新，技术创新意识薄弱，技术改造的市场导向不 万方数据 第2 期龙涛等矿业发展与高新技术应用8 5 明，技术市场的交易障碍，技术贸易形式单一，技术 引进上的重复等。提高矿业的技术水平和劳动生产 率，降低生产成本，增强产品竞争力，是高新技术产 业发展的主要目标。在全世界开发矿产资源前所未 有的热潮中，我国应该充分利用高新技术，提高矿产 品质量，提高矿产品附加值，注重矿产资源的合理开 发和综合利用，改造传统装备和技术，从整体上提高 矿业核心竞争力，已是刻不容缓的任务。建议有关 部门从以下几个方面出发利用高新技术。 1 确定对改造我国矿业最有影响的关键技术， 确定引进技术和设备的重点，以此为突破口，加快与 国际高新技术的接轨速度。 2 以政策推进高新技术与矿业的嫁接机制，政 府对矿业企业引进、采用和推广高新技术给予优惠 参考文献 贷款和税收政策。引进外资的重点要从资金转向技 术和管理，高起点的软件引进。建立健全风险支撑 体系，使矿业企业在运用高新技术中，摆脱资金及风 险困扰，勇于创新移植。 3 树立和落实科学发展观，转变发展观念、创 新发展模式、提高发展质量。明确当前我国矿业运 用高新技术的重点是信息化，使矿业的生存和发展， 更加依赖于信息资源的有效性，使信息资源真正成 为矿业企业的生命线。其次是做好矿业的技术改 造，因地制宜地完善矿业企业的技术创新和技术吸 收机制，增强矿业科技体制中的消化、吸收功能，高 起点地推进矿业企业的技术改造步伐。采用高新技 术，推动矿业向高级化方向发展，注重提高一批中小 型矿业企业的技术结构和技术发展水平。 [ 1 ] 朱训．世界矿业的发展特点及对中国矿业的启示[ J ] ．中国矿业，1 9 9 9 ，8 1 1 4 ． [ 2 ] 尹健生．迎接采矿工业的新技术革命[ J ] ．世界采矿快报，1 9 9 7 ，1 3 7 2 ． [ 3 ] 姚香．深部开采的新技术新设备[ J ] ．黄金，1 9 9 8 ，1 9 1 0 1 6 1 9 ． [ 4 ] 谢和平．2 1 世纪高新技术与我国矿业的发展与展望[ J ] ．中国矿业，2 0 0 2 ，1 1 1 1 5 2 2 ． [ 5 ] 童光煦．高等硬岩采矿学[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 5 1 0 7 1 7 0 ． M i n i n gD e v e l o p m e n ta n dH i g h - T e e hA p p l i c a t i o n L O i q GT a 0 1 ，Y UB i n l ，W A N GJ i a n - j u n l ，P E N GC h o n g - m i n 2 1 ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e O i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a ； 2 ．O r i c aW e i h a iE x p l o s i v e sC o ．L t d ．，W e i h a i2 6 4 2 0 7 ，S h a n d o n g ，C h i n a A b s t r a c t T h er o l eo ft h eh i g h t e c ha p p l i c a t i o ni nm i n i n gi n d u s t r yd e v e l o p m e n ti sd e s c r i b e d ，a n dt h ep r e s e n ts t a t u so f u s i n gh i g h t e c hd e v e l o p m e n tm i n i n gi sa n a l y z e d ，a n dt h e f u t u r ed e v e l o p m e n to fm i n i n gu s i n gh i g h t e c hi sd i s c u s s e d ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；h i g h ．t e c h ；r e v i e w ；m i n i n g ；s t a t u sa n df u t u r ed e v e l o p m e n t ；c o r ec o m p e t i t i v e n e s s 万方数据