挖矿多深

1. 矿床开采

（一）矿床开采单位的划分

一般矿床都占有较大面积和有丰富的储量，为了有计划地进行开发，常将矿床按矿体赋存条件，由大到小分为若干部分（开采单位），划归相应的采矿企业（生产单位）进行开采。

一般把矿床的分布范围称为矿区，通常划归一个矿务局（或公司）开采。处于同一地质构造、同一成因的全部矿床，称矿田（煤矿则称煤田）。如果矿田规模较大，可划分为若干部分，每一部分由一个矿井（坑口）进行开采，称为井田（图12-1），井田的边界可以是人为边界或自然边界。开采时，还必须把井田分成较小的部分，对倾斜矿层，常沿其倾斜方向按一定标高把矿层分成若干个平行于走向的长条部分，称为阶段（或称中段），其上下分界面称为水平，如0m水平、-50m水平等（图12-2）。当阶段较小时，开采可沿全阶段一次开采；如阶段面积较大，还应进一步划分成n个采区，每个采区沿倾斜布置n个开采工作面，称区段。

图12-8 顶板破坏分带示意图

（据北京煤炭科学院，1985）

a—不规则冒落；b—规则冒落；c—严重断裂；d—一般开裂；e—微小开裂；f—冒落带；g—裂隙带；h—整体移动带；i—破裂带

1）冒（崩）落带：直接顶板分裂为碎块向下垮落的范围。可分为不规则冒落段和规则冒落段。这一带岩石碎胀，堆积、透水性好，可形成上部地下水或地表水向下灌入的通道，引起突水，一般不允许这一带发展到上部强含水层或地表水体。

2）裂隙带：在冒落带之上大量出现切层、离层的采动裂隙的范围。该带可分为三段：严重断裂段、一般开裂段、微小开裂段。该带裂隙连通性好、透水性强，当该带达到补给水源时，能使矿坑涌水量急剧增加，甚至造成突水。

3）岩层整体移动带：该带位于裂隙带之上，一般表现为地层整体弯曲变形或剪切位移，或带内整体弯曲下落，一般不产生裂隙，不会构成充水通道。

2. 博士回老家后，发现国内埋藏最深金矿体！他是如何发现的

这位博士高才生，能够发现国内埋藏最深金矿体，在培携我个人看来，离不开这两个因素。第一个因素，有着过硬专业知识，扎实学习为工作带来了便利和基础；第二个因素，引进先进设备，助力了该博士研究，最终成功发现埋藏最深金矿体。

事情发生在山东一位博士身上，他从小都是别人眼中的孩子，在26岁时候就博士毕业。拥有博士学历，他完全可以留在北京工作，拥有北京户口。面对人生抉择，他放弃了优越北京户口，选择回到家乡山东，助力家乡发展。

因此在我个人看来，国内埋藏最深金矿体的发现，同高学历博士自身扎实专业知识有关，也同引进最先进仪器有关系。工作中的认真、细致，加上不畏艰辛和困难，最终让博士取得成功，展现了工作成果。

3. 华为“挖矿”颠覆采矿业，以后开矿绝对安全、体面且高效了

近日，华为举行军团组建成立大会，宣布正式成立煤矿军团，从煤矿开始进军智能矿山行业，让煤矿乃至采矿业拥有真正绝对的安全。华为为什么要“挖矿”，依靠最先进的F5G技术，会给我们矿业带来哪些颠覆性的变革？

一 煤矿安全为什么异常重要？

煤矿开采大多为地下几百米甚至上千米深巷道及工作面，煤矿要不不发生事故，一发生事故就是大事故，煤矿安全生产一直是倍受 社会 各界关注问题。 近年来，中国接连发生重特大煤矿安全生产事故，造成严重人员伤亡和重大财产损失，一批相关政府官员因被问责。国家能源局数据，截至2020年底，全国煤矿数量4700处，原煤产量39亿吨，2020年死亡事故122起，死亡225人。

2010年至2020年，煤炭在中国一次能源消费结构中的比重从69.2%降至56.8%，但占比仍过半。虽然国家能源局逐步减少煤矿数量，但未来几十年煤炭仍然是中国能源的主要来源，煤矿安全依然是重中之重！

二 煤矿难在安全和后继无人

相比其它类型矿山，煤矿地质条件更为恶劣，容易发生塌方、透水、瓦斯爆炸等事故，工作环境是高温、高湿、高粉尘；采掘的工作面长达200-300米，现场状况极其复杂，不确定性高，危险系数大；

行业最大的挑战是安全问题，安全问题首先是安全架构问题、管理规程问题，背后是人员操作规范问题，这些问题必须通过平台化和数字化手段来解决。在煤矿智能化进入全面加速的关键阶段，要实现“安全、少人无人”，最关键的挑战是以下方面：

第一，缺少统一的行业标准： 缺乏统一的信息化、智能化建设的标准指导，各信息系统间无法互联互通，演进困难。

第二，各种生产设备接口不统一，七国八制 ：IT应用与OT设备制式多样，跨系统集成复杂度高， IT与OT难融合，生产数据上不来或者没有统一格式，海量OT设备数据不能通过IT手段进行分析与建模，严重影响数据价值发挥。

第三，缺少统一的操作系统： 需要一个国产、自主可控的物联网操作系统，来实现数据统一格式和接口的定义，打造煤矿设备接入层的统一标准和架构。继而为后续数据共享、应用部署打下坚实的数字底座基础。

第四，数据孤岛： 烟囱式的系统建设，独立部署且维护成本高，并严重制约了数据的流通与协同应用。

第五，后继无人： 煤矿行业还有一个很紧迫的现实问题，那就是下井作业出现后继无人的尴尬局面，目前矿工的年龄都普遍高于45岁，而年青人宁愿当快递小哥，即便收入高也不愿意从事这么辛苦又危险的职业。如果我们能帮助这个行业实现远程开采，穿西装打领带在办公室作业，情况就不一样了。

三 华为为什么要先挖煤？

华为为什么选择从煤矿入手呢，铺开做整个矿业开发不行吗？

任正非公开表示，华为把信息通信技术应用到矿山中，最主要是帮助煤矿实现智能化。他举例说，目前山西的井下瓦斯预警防爆系统做得很好，但是要用4根线连接，其中有两根电源线、两根信号线。当华为技术应用到井下以后，瓦斯传感器就不再需要线了，向上传输用无线电，不仅在坑道里可以随意布置，而且可以随着矿机任意前进，不需要因为布线导致矿机的采掘移动进展变慢，从而提高产出能力。

据了解，目前先做煤矿，这是内部的一个刚性要求。为什么呢？华为做事强调一个方法，叫饱和攻击，确定战略以后，就集中力量攻破一个“城墙口”。而矿山开发的“城墙口”就是煤矿。煤矿的场景也是最复杂、挑战也是最大的，如果要求最高的煤矿场景都能做好，那么华为也随之打造出了领先的、经受了严峻场景考研的解决方案，复制应用到其它矿业领域，也会更加容易。

在5G等通信技术、云计算、大数据技术应用方面，世界上多数信息通信公司均没有选择将矿山作为突破口，但华为选择矿山第一个吃螃蟹，其准备用30年的积累来改变这个行业。在矿山开发中，煤矿是最难的，任正非表示，中国现有4700多座煤矿，如果能把这些煤矿做好，在煤矿领域积累的经验，很容易就可以外溢到其它非煤矿山。

“如果我们真正实现了这一步，对加拿大、俄罗斯在北冰洋地区的矿山开采将有非常重大的意义。冻土地带的条件极其恶劣，人们不愿意在那里生活，这么丰富的资源在那里睡觉，如果无人方式开采，这些资源都被开采出来，对人类 社会 将有重大贡献。”

四 华为能为采矿业带来哪些变革？

F5G提供的综合优势，才能支撑起智能矿山的未来。在那个智能井下世界里，煤矿将会拥有真正绝对的安全。华为煤矿军团董事长邹志磊表示，华为不做挖煤机器，不做传感器，不做应用软件，而是聚焦ICT基础设施，通过打通煤矿所有环节的信息流，实现无人化和智能化，让“挖煤卖煤不见煤”。

01

智能矿山整体架构

02

4个应用

①设备远程操控

利用5G高速率、低时延、大连接、高可靠等特性，远程超控挖机，让井下巡检和安防机器化，让采矿无人化，尤其是采矿可穿着西服坐在舒适的操控室内挖矿，实现煤矿固定场所无人值守，关键环节机器人替代，助力实现智能化采矿，减人60%，单班人数减少10%-20%。

远程操控挖矿解决了工人的安全问题和工作环境，现在年轻人都不愿意到矿山上工作，矿山招工是很大难题。矿工大多五六十岁，年轻的人员都不愿意上矿山工作。为什么目前5G矿山能招到大学生，因为他只需要坐在空调房里操作挖掘机就可以了，所以解决了矿山招工难的问题。

②纯电动矿车

纯电动矿车一是上坡空车用电，下坡反向充电，下坡能量回收；二是下坡时电机反制动比刹车片更有效；三是下坡用电量只有柴油机的1/5，节约4/5，安全、节能和环保，效益巨大；四是特殊路况也不怕，出勤率高；五是高可靠，维护少。

河南洛阳钼业采区内有运输车辆270台，进行矿石、排渣运输，其中有130台为纯电动无人矿卡，2020年改造为无人矿山采掘能力2000万吨。

③无人驾驶及调度系统

无人驾驶在矿山行业应用有两个优势， 一是解决安全问题， 矿山行业是高危职业，它的司机比传统乘用车司机的安全性要求更高也更危险。无人驾驶可解决安全问题，所有的车上没有司机，矿工不下矿，人员零伤亡； 二是智能无人运输， 一键启动，自动编队，高效运输。假如矿山有30-50台无人矿车，这时候后台只需一台电脑调度即可，不需要人，但是远程调度室需要坐两个人起辅助作用，紧急情况下需要人工干预；三是智能系统调度，智能规划运输路线，动态调整车铲比，减少运输车等待时间，提高装载效率；四是节约成本，一般司机工资一年十来万，有人车变成无人车后，司机的钱可以省回来；五是生产过程无污染，破解环保和检查等“停工令”。

④精准测绘和协同作业

5G无人机和AI技术，及时获取矿石储量，精准制定开采计划；协同掘进机、挖机、液压支架、矿车等设备作业，打通数据孤岛，打造标准化、集成化的统一数字平台，实现矿山应用赋能、数据共享。

晋能控股集团塔山煤矿，是国家能源局千万吨智能化矿山建设试点单位。截至目前，塔山矿已完成4个智能化综放工作面的建设，矿井总计安装5G基站128台，已实现井上下5G信号全覆盖，可以支撑井下综采设备的远程操控，掘进机、挖煤机、液压支架等设备通过5G技术具备了实时远程操控功能，可以使实现对爆破、采掘、传输全过程的高清监测与控制。实现了矿井设备远程协同运行维护，“5G+智慧煤矿”初具雏形，基本实现“机进人退”的目标。

五 智能矿山效益如何？

传统矿山和智能矿山相比，主要有三大好处，一是省人力，按年开采1000万吨矿山为例，运距3公里以内核算，人员减少到50%以上，5年人工成本节约656万；二是提效率，单车自动驾驶提升至30公里/小时，运输时长由16小时升24小时；三是增效益，5年直接收益9342万，人员伤亡降低为0。

4. 非金属矿采矿

矿山的开拓方式、生产规模、采矿方法、装备水平主要取决于矿床规模、矿床储存条件、矿物的性质、矿产品的价值以及国家的技术经济基础。一些矿业发达国家，特别是工业发达国家拥有大型、特大型金刚石、石膏、高岭土、大理石、石棉等的矿山，采用大规模、集约化开采，这些非金属矿山的技术装备水平一般与大型煤矿山、金属矿山相当，有的非金属矿山的开采作业达到了采矿业的先进水平，如俄罗斯雅库基、南非的金刚石矿、俄罗斯巴日诺夫和加拿大魁北克的石棉矿、美国的高岭土、凹凸棒石、膨润土和石膏矿，以及挪威的石灰石矿等，那些先进国家的石墨、滑石、重晶石、白云石等非金属矿山，规模较小，但装备水平和经营管理水平较高，相应的技术经济指标也较高。

目前国外非金属矿采矿技术发展现状大致如下：

一、露天开采比重大于地下开采，露天矿采深越来越大

非金属矿的开采，露采地采兼有。然而，露天开采具有可采用大型高效采矿设备、生产能力大、劳动安全条件相对较好、资金投入产出较快等一系列优点，国外非金属矿山只要条件许可都尽可能采用露天开采。据美国地调局《Mineral Yearbook》2005统计，2004年美国工业矿物矿岩量36.08×10⁸t，其中露采35×10⁸t，占97%，同比增长4%，地采1.08×10⁸t，只占3%，工业矿物产品的平均价格，露采为20.54美元/t，地采为28.34美元/t。2004年美国几种非金属矿露采和地采的开采量如表2-1-1所示。

表2-1-1 2004年美国几种非金属矿开采量（10⁴t）

占世界高岭土产量50%以上的英美高岭土矿山都采用露天采矿方法，目前世界最大的石棉生产国俄罗斯和加拿大的石棉矿山也都采用露天采矿，绝大多数的世界大型的石膏、膨润土、石灰石、大理石等的矿山都是露天开采。

随着采矿工作的进展，矿坑开采深度不断加深。如2005年俄罗斯雅库基的和平金刚石矿、纪念日金刚石矿、成功金刚石矿的深度已分别达到525 m、500 m和610 m。俄罗斯巴日诺夫石棉矿原设计露采最终深度为680 m，目前采深已超过700 m。由于通风安全和运输的经济性，目前他们都在计划或已实施露转地的问题。

二、机械化自动化水平不断提高，大力发展连续式或半连续式采矿工艺

为了节省人力，提高劳动生产率，降低生产成本，国外非金属矿山不断提高机械化和设备大型化的水平。与此相配合，发展了连续式或半连续式采矿工艺。

国外非金属矿露天矿山一般采用螺旋沟开拓、台阶式开采。表土剥离采用凿岩爆破法，用前端式装载机、液压铲或大型索斗铲配合大型汽车装运。如俄罗斯萨勃鲁夫斯基滑石生产联合体的“新透镜体”滑石矿。储量2718×10⁴t，矿体长1050 m，滑石菱镁矿层厚度50～350 m，探矿深度80～90 m。该矿采用水平分层下行式台阶开采，台阶高度10 m。表土层为页岩、斜长花岗岩和角闪岩。年矿石量19700 m³，剥离量3500 m³。剥离岩石由凿外工作预松散后，用5 m³机铲采装到翻斗车，运去填路或露天尾矿堆。矿块用SBMK-5行钻机穿孔。爆破后矿石用电铲、翻斗车装运至中间矿仓或选矿厂受矿仓。

德国Stassfurt白云石矿床，矿石平均密度为2.3～2.5g/cm³，矿体性状多变，裂隙丰富，在几米范围内，矿石强度和品位都显著不同。矿山采用选择性开采，根据配料要求挖掘所需块段。因此采用了Caterpillar的液压铲进行挖掘。液压铲重93 t，最大功率448 kW。铲斗具有5个弯齿，同铲斗底部曲线性状相匹配。斗容5.5 m³，工作压力500 kW。大块岩石用铲斗底部坠球捣碎，再用铲斗铲装到自卸汽卡车。

在采矿生产中，广泛采用大孔径牙轮钻或潜孔钻凿岩-电铲（液压铲、前装机）-汽车-半固定式破碎机-带式输送机装运的半连续式生产工艺（如俄罗斯乌拉尔石棉公司）。有些非金属矿种的生产采用了连续式生产。如英国的高岭土矿山使用高压水枪水力开采高岭土，矿浆通过管道泵送到储浆池，再泵送至选厂进行水洗。乌克兰的高岭土矿使用斗轮铲联合装置进行开采、运输和堆矿，实现了高度机械化的连续工艺。

美国Oil-Dri公司年产包括凹土在内的漂白土100×10⁴t，是世界最大的优质宠物垫料和吸附剂生产和供应商，其矿山采用露采，4个矿段，每个矿段仅用3人，分层开采机械复垦，生产过程全盘机械化。

地下开采采用竖井、斜井、平硐等方式进行开拓。为了进一步降低成本、提高劳动生产率，实现半连续或连续式采矿生产，国外非金属矿山地下开采尽量采用斜井开拓，带式输送机或自行式输送设备运输矿石的方式，如英国三维世硬石膏矿等。

三、不断改进采矿方法，以适应高效设备的需要，提高劳动生产率和资源回收率

在地采矿开采方法上，随着无轨采矿技术、中深孔大孔径凿岩技术，以及先进的采矿机械设备的发展，使较老的劳动强度较高、材料消耗较高的采矿方法，如人工水平分层充填法、留矿法等，逐步被以利用先进技术设备的机械胶结充填法、阶段崩落法、房柱法、中深孔分段崩落法、分段平巷法所取代。例如美国石膏矿采用露天矿台阶式开采，铲运机直接进坑装矿运矿。英国三维世硬石膏矿使用6 m³铲运机，工效达到230 t/工班。

摩洛哥Samine矿自1974年投产，它以38%高品位CaF₂的矿石而闻名，矿石能加工成98%CaF₂的产品。原用留矿法开采，矿石回采率低，选择性差，生产率低，生产成本高，初始投资高。他们利用钻探岩心资料绘制三维地质图，根据地质条件开发了机械化倾斜分层充填法，使矿石回采率达到了90%，生产率提高了20%，最高矿石贫化率仅10%，采矿成本降低了1/3，特别是抢救了270×10⁴t CaF₂，37.4%的矿石储量，提高了10年的矿山寿命。对于邻近矿区相同的地质条件下采用该采矿方法，预期又能增加350×10⁴t的储量。

目前俄罗斯雅库基ALROSA金刚石公司“国际”矿含金刚石金伯利岩的地下开采，就是采用联合采矿机进行开采的。这是世界上采用联合采矿机开采金刚石矿的第一例。该矿井下使用了2台奥地利Fest Alpine Bergtechnik公司出品的联合采矿机，以及2台雅库基金刚石设计研究院和ALROSA公司共同研制的联合采矿机。“国际”矿改进了联合采矿机的执行机构，加快了切割头的转速，改进了刀头的分布方案、数量和尺寸。采用联合采矿机对保护金刚石的天然晶体有着重要的意义。矿山进行的检验和统计证明，从1t金伯利岩中回收的金刚石的价值比原来采用小孔凿爆法采矿时要高。该矿目前的开采量为50×10⁴t/a。

四、非凿岩爆破开采法得到因矿制宜的应用，且其应用有扩大的趋势

非凿岩爆破开采法在半硬和硬质岩石的露天矿开采中的研究已经有很长时间了。问题的提出，一是因为希望用它来取代劳动强度很大，且有危险的凿爆工艺；二是借此开发新一代的高效、经济的露天矿开采和剥离工作的连续作业工艺。

非凿爆开采法在中等硬度以下的矿岩挖掘中也早就有所应用。如用在国外的高岭土、石膏、滑石和石灰石的采矿中，像乌克兰的高岭土矿使用斗轮铲和堆取料机联合装置进行采矿，实现了高度机械化的连续工艺；美国帕贝科日恩松石膏矿采用铲运机进行开采，取代原用的凿岩爆破法，采矿成本可降低2/3。

自20世纪90年代中期以来，专业生产的炸药价格大幅度上涨，使1 m³凿爆法采出毛矿的成本大大提高。此外，随着世界各国对环境问题的关注度日益提高，为消除或降低凿岩爆破采矿所带来的噪声、粉尘和震动，近年来非凿岩爆破采矿法的研究有所加强，应用有逐渐扩大的趋势。

岩体非凿爆法采掘的采矿设备必须具备以下条件：一是具有很高的切割应力，以及相应于应用单位生产能力的劳动生产率；二是松岩和采掘矿岩的能耗要低；三是应有足够的机动灵活性和在较大坡面的工作平台上操作的能力；四是应具有工艺和生态上的安全性。

采掘装岩设备可以同时完成松岩、挖掘和装岩功能，是最能满足大规模生产要求的。从被开采和可能使用该法开采的矿床的采矿地质条件和采矿机械现状来看，在最近10～15年内，最可能用作非凿爆采矿的主要设备有带刨岩斗齿的单斗液压铲和索斗铲、分层刨岩机和斗轮铲。用于非凿爆法采矿的单斗液压铲的发展方向是配备专用铲斗和松岩器的液压铲和带冲击式斗齿的机铲和液压铲（动力铲斗的挖掘机）。而后者是最有希望的。20 世纪末，奥地利Fest-Alpine公司和德国的Nidermaier公司以及瑞典的公司已经制成和成功试验了斗容5～7 m³的动力铲斗液压铲。俄罗斯乌拉尔重型机器公司在俄罗斯科学院矿业研究院的配合下，在原成批生产的ЭКГ-5A型电铲的基础上，制成了带动力铲斗的ЭКГ-5B型电铲其与ЭКГ-5A型电铲的区别和改进是主要工作机构改变了，并在电铲扩大的回转平台上配备了附加机构。ЭКГ-5B型电铲在石灰石、白云石和煤矿投入了生产，实践表明，斗齿刃的单位冲击能为100 J/cm，可以成功地开采抗压强度80MPa的岩石，平均劳动生产率为120～275 m³/h，在使用率为0.41～0.67的情况下，年生产能力可达72×10⁴m³。还确定了ЭКГ-12B型带动力铲斗的电铲的工作机构参数，证实了将单位冲击能提高到200～250 J/cm，冲击频率提高到8～12 Hz的合理性，在这种条件下，设备能有效地采掘抗压强度达100MPa的岩石。

全世界都很关注无须预松岩直接连续作业的岩体采掘装载机的制造。在20世纪80年代初，俄罗斯就有分层刨岩型联合采矿机生产，现在全世界采矿设备制造商已经对40种型号的联合采矿机进行了工业试验。最有代表性的有Virtgen公司的联合采矿机，可以开采层厚0.2～0.6 m、抗压强度达80MPa的岩石。由德国Krupp Ferdertechnik公司和俄罗斯库兹巴斯塔尔琴斯基煤矿合作研发的KSM-2000 p型联合采矿机，在抗压强度为70～80MPa的岩石中进行分层开采，最大刨岩深度可以达到2.6 m，在松岩后的岩体中，它的最高生产率达到2000 m³/h，是目前所有联合采矿机中效率最高的。美国石膏矿采用铲运机开采法，取代原用的凿爆法，使采矿成本降低了3倍。

为了保持传统台阶式开采工艺的技术优势，确保非凿爆法流水作业的进行，一些国家着力配制增强切割应力的斗轮式挖掘机。捷克Unex公司K-650型斗轮式挖掘机在俄罗斯“成功”金刚石露天矿的工业性试验和俄罗斯ЭКГ-400/1000型斗轮式挖掘机在俄罗斯雅库基金刚石砂矿的生产应用证明，这类设备基本上能满足在抗压强度为60～80MPa的岩体中的非凿爆法采矿作业要求。

然而，研究结果和实践经验证明，在可预见的将来，还不能完全将非凿爆法看作是凿爆法开采的替代方案。在大量不同的采矿地质条件下，每一种采矿设备都有它有效应用的范围。特硬和特黏的整体岩体，如花岗岩、辉长岩和辉岩等，在目前的发展水平下，进行有效的松岩还得依靠爆破。砂矿、砂砾矿、粘土矿、中等硬度的矿床，如石灰岩、页岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩、白垩、交代类岩石、金伯利岩，以及某些类型的铁矿、铜矿、有色金属矿和金矿，采用非凿爆法开采，目前还是成功的。

总之，利用目前已有的设备正在和可以成功地进行非凿爆法开采的应用范围有：

1）抗压强度在60～80MPa的Ⅰ类、Ⅱ类和部分Ⅲ类岩石的矿床和个别矿块。

2）需要选择性开采的、结构复杂的矿体。

3）不能采用凿爆法进行松岩的矿床和矿块，如居民点、工业建筑附近的矿床和矿块。

4）由于技术原因残留的矿块和矿堆等。

我国岩石为中等硬度以下的小型非金属矿山，多数都采用手工开采的方法，挖掘装运矿石的工具仅为手镐、簸箕和手推矿车。尚未看到有采用机械化非凿爆法开采非金属矿的报道，因此在这方面目前无法与国外先进水平相比。

五、设备继续趋向合理的大型化、讲究高效和节能

国外非金属矿的露天开采采用大孔径牙轮钻或潜孔钻、长钻杆自动控制穿孔技术。俄罗斯建材矿山70%以上采用高效牙轮钻机凿岩。如俄罗斯ALROSA金刚石露天矿目前采用俄罗斯国产CБШ-250、270型牙轮钻机、芬兰Tamrock D-75 KS和Ingersol Rand D-2m钻机，孔径达250～270mm。装矿用斗容4～16 m³的电铲或前装机，运输用装载量30～136t的自卸车。俄罗斯乌拉尔石棉公司巴日诺夫石棉露天矿穿孔用CБШ-250 MH型牙轮钻，孔径为250mm，装矿用8～12.5m³电铲，运输用30～120 t自卸车，以及黏着质量930 t的173-2M牵引机组。加拿大黑湖石棉公司露天矿采用φ190～250mm的牙轮钻穿孔，7 m³前装机装矿，100 t级以上的自卸车运输。

为了节能和提高劳动生产率，国外非金属矿山注重适时更新设备。如俄罗斯ALROSA金刚石公司每年投入23亿～30亿卢布购置发达国家制造的设备，如Caterpillar和Komazu斗容16 m³的反向铲，吨位136 t的Caterpillar，Komazu和Dresser翻斗车，俄产5～15 m³的正向铲。巴西Mineracao de Amianto石棉公司2003～2004财政年度投资1300万美元置换运输翻斗车，2006年投资1500万美元更新设备。

在地下矿巷道掘进方面，俄罗斯研发和投产了一种钻机、装药和爆破-岩石装载工序的联合机组，附设工业机器人和微处理机，确保巷道掘进工作准确安全高效地进行，消除了掘进工人笨重的体力劳动。

俄罗斯乌拉尔石棉公司巴日诺夫露天矿开发了一种乳状炸药机械化制备、装运和装药机。这种设备是在对适应本矿崩矿需要的安全、廉价的乳状炸药进行了长期研究后开发出来的。这种MЗГ-10型制药、运药、装药机，载重10 t，可以直接开到工作面进行制药和装药。2004年通过了验收后，全面投入了使用，目前能满足露天矿炸药总消耗量的98.2%。采用这种技术，对于含水矿体的爆破工作，与原先采用的技术相比，可节省费用2.6倍。

加拿大石棉矿山的装药车配备自控装置，可以根据不同矿岩不同的爆破性能随时调整炸药的成分含量以改变炸药的爆炸威力。甚至在同一炮孔中也可以做到不同部位装不同的炸药，以提高爆破质量。

六、注重科学采矿，不断改进工艺，提高劳动生产率

（一）全球定位系统技术和工业电视的应用

目前工业发达国家非金属矿业在露天采矿中较为普遍地采用全球定位系统技术（GPS）来配置监控调度钻机、矿岩铲装和运输设备，保障其正常生产，以及在各种设备发生故障时及时地调度维修，以便最大限度地减少窝工时间，提高设备利用率。地下采矿的矿山，则广泛采用工业电视，在中央控制室监控各工作面、卸矿点、装矿点的工作和提升运输的情况。

（二）广泛采用计算机技术

计算机技术，已在工业发达国家的非金属矿山得到了广泛的应用，在采矿工作设计阶段，帮助设计人员利用计算机技术模拟矿床的条件，应用专用的软件，准确地作出决策和设计方案；在采矿工程开展过程中帮助采矿工程技术人员采用计算机模型模拟采矿现场情况，进行采矿方案的比较和选择，可提高采矿场的稳定性和安全性，提高资源的回收率和劳动生产率；在采矿过程中，可帮助采矿工程技术人员进行采矿工作的管理，矿石的运输管理。如加拿大石棉矿，根据地质勘探的结果，将矿石按其质量、品位、矿物组成、性质等因素，确定不同的价值。然后利用计算机技术按照地质勘探的结果，绘制出矿体三维模型，并将其按其中矿石的价值划分成不同矿石价值的矿块。为一定质量要求的产品进行采矿时，可在三维模型上进行配矿，确定所需的矿块以及采掘的数量，再按此设计各矿块工作面炮孔布置、炮孔数量和深度、各排炮孔的装药量、爆破方法和顺序、装运设备的配置和调度等。

（三）重视矿石的质量控制

工业发达国家的非金属矿业不仅对最终产品实施质量控制，而且对加工过程实施在线控制。如俄罗斯采矿化学品有限公司Kulr水镁石矿，从采矿开始就把好质量关，通过详探台架试验确定生产矿块，再用生探进一步取样分析准确确定应爆矿段，爆破后将矿石按要求破碎分级，送往不同产品的工艺流程。在整个采矿和加工过程中都对MgO、CaO、SiO₂、Fe₂O₃的含量进行测定和监控。而我国非金属矿山普遍只对最终产品进行质量控制，而且大多数小型非金属矿山并无正规的质量检验。

（四）金刚石开采中爆破对晶体破坏的研究

俄罗斯矿山科学研究院对在开采含金刚石金伯利岩时，爆破工作对晶体的破坏进行了研究，并对爆破破坏晶体的行为进行了模拟，确定了破坏晶体的潜在危险带的半径，研定了爆破脉冲形式和应力波振幅-时间特性的控制方法，从而为计算能保护晶体的爆破工作参数奠定了基础。

（五）露天矿强化装运工作的新技术

俄罗斯矿山科学研究院研发了一种强化装运过程的工艺和一套矿石堆料卸料装置，使露天矿装运工作实现了流水化。矿石堆料卸料装置由列车式矿仓、矿堆下移动式振动给料器和自行式翻斗车组成。这套装置的工作原理如下：沿工作面平行于矿车轨道建一条辅助轨道，列车式矿仓停靠在辅助轨道上，列车式矿仓起到一种缓冲矿仓的作用。矿堆下移动式振动给料器和自行式翻斗车安装在列车式矿仓的车架上。电铲将矿石装在列车式矿仓中由移动式振动给料器和自行式翻斗车将矿石转卸到运输矿车的车皮中。这样电铲可以连续向列车式矿仓装矿，移动式振动给料器又可以连续向运输矿车的车皮装矿，使露天矿装运工作流水化。运输矿车的停靠和装车时间不超过2～3 min，比循环作业时装车作业时间缩短了10～20倍。

另一种强化露天矿装运工作的方法是使用大容量的铲斗配合长度与翻斗车车厢一样的振动给矿器。生产时，后者停放在运输线附近已采台阶的上帮，给矿器一次就能装满一辆翻斗车车厢，可大大缩短装车时间，提高主要采矿设备的利用率，露天矿的工作台阶也可提高，从总体上提高了采矿能力和劳动生产率，节省了能源，并有利于降低对环境的污染。

这种工艺和综合装备已在俄罗斯一些露天矿投产，可提高电铲的利用率20%～240%；运输车辆的利用率10%～120%。

（六）涡流爆破工艺

俄罗斯新西伯利亚的一个石料露天矿采用涡流爆破工艺，可以使用低能廉价炸药，节省了生产成本；提高了岩矿爆破的抛掷能力，减少了有害气体的排放，改善了技术经济效益和生态环境。

涡流爆破工艺的原理是在药包中装一个“涡流发生器”，起爆时，涡流发生器生成涡流，促进爆破气流产物的强制对流，补爆起爆气流产物中未爆燃料和氧化剂颗粒，增大了爆破气体的体积和对钻孔深部的挤压，提高了爆破脉冲，从而提高了爆破效率。

该矿在使用涡流爆破工艺后，台阶高度提高到15 m，炮孔深度18 m。

我国大中型非金属矿山，大多是20世纪50～60年代建立的老企业，更新改造能力差，矿山虽然实现了部分机械化，但现有的设备远不及工业发达国家的水平。而占我国非金属矿山企业绝大多数的是小型乡镇企业或个体企业。它们大多没有正规的设计，没有完整的开采顺序和采矿方法，采矿巷道及其装备也不正规。采用的是手工开采，铁锤钢钎凿岩，贴炮爆破崩矿，人工装矿，手推矿车运矿等等。甚至乱采乱挖，采富弃贫。因此矿石损失贫化严重，矿石块度不均匀，大块率高，二次破碎率高，导致资源回收率低，浪费严重；劳动强度大，劳动生产率低。改革开放以来有一些矿山企业进行了一些技术改造，但绝大多数企业变化不大。与工业发达国家相比，我国非金属矿业采矿业的生产技术水平差距很大，采用的设备规格小，在自动化上基本上是空白。然而近年来，我国引进了外资，出现了一批外资和合资非金属矿企业，同时也引进了一些较为先进的采矿方法工艺和较为先进和大型的设备，如广西桂林桂广滑石开发有限公司，辽宁海城艾海滑石有限公司和一些大型水泥集团公司的石灰石矿山等。如法资拉法基 都江堰水泥厂3500 t/d生产线的石灰石矿山，采场采用自上而下水平分层采矿方法，用全液压顶锤式钻机穿孔，手持式风钻辅助凿岩，中深孔多排孔微差爆破；矿石用5.5 m³全液压履带式挖掘机装入32 t矿用翻斗车运至储矿点，经6.7 m³轮式装载机装运到破碎站，破碎的矿石用钢心胶带输送机输送到水泥厂石灰石储库，实现了全机械化循环流水作业。这些企业对我国的非金属矿采矿事业起着一定的示范作用。

5. 世界上已知最深的矿井多少米它在哪里呢

在南非有一个世界最深的矿井，叫做姆波尼格矿井，它已经深入地下达4000多米，如此深的矿井开采的正是最让人们向往的黄金，据说可采量还很巨大，并且还会继续深入挖矿。

姆波尼格矿井和另两个深度也已超过3500米的矿井被人们合称西维兹矿山，是世界上最大的金矿，也被认为是世界深井采矿的最前沿代表，然而科学家们还在不断的计划继续深挖，其实在这背后有着最为现实的原因：西维兹矿山已经被开采了一百多年了，这一个世纪开采的黄金达到了全世界总黄金产量的三分之一，而近年来的开采量却有很大幅度的下降，开采工作也越来越困难，人们知道地下仍然藏有很多矿石，可是他们埋藏的深度是现在远不能触及的地方，所以人们在不断挑战极限，设定更深的新目标，因此也将会有更多意想不到的困难和危险也在等待着他们。

6. 井下采矿一般在井下多深的地方作业

井下开采有多深你就工作到多深~你是技术人员还是普通的民工啊？
技术人员的你没星期下3~5次就可以了 而且是转一圈就出来了
民工的话你井下工作可能在10个小时左右
现在的矿山最起码要下到400M左右（金属矿）

7. 盐矿与煤矿的开采区别

(一) 湖盐矿床开采方法
根据湖盐矿床的相态和性质，其开采形式有三种：一是露天开采，直接采出固相石盐矿石；二是充水溶解石盐矿石成卤水，然后抽取人工卤水和盐湖天然卤水开滩晒盐；三是在石盐矿石采出后空场内滩晒晶间卤水得到再生盐。总之，湖盐矿床都是露天开采。开采方法按照机械化水平和劳动强度可分为机械开采和人工开采，其中机械开采又细分为联合采盐机开采、采盐船开采、控制挖掘机开采等。
1.联合采盐机开采法
在清除沙盖、疏松盐盖后用联合采盐机采盐：起动盐浆泵—切削、松碎矿层成盐粒并与晶间卤水均匀混合形成盐浆—盐浆泵及输盐管道—水力旋流器增浓后经弧形筛脱水—原盐经提升机进入装料溜槽—装车。
联合采盐机开采法要求：可采矿层厚度不小于2～3 m；矿层表面平整，具有一定的承载能力，一般需大于0.5MPa；矿床中须有晶间卤水，其水位既不能高于盐盖面，也不能低于盐盖面0.3 m。

2.采盐船开采法
采盐船按其采盐装置的性能可分为：绞吸式采盐船、链斗式采盐船、斗轮式采盐船、抓斗式采盐船、铲扬式采盐船等5类。采盐场内的运输方式有：水力管道输送、盐驳运输、汽车运输或小火车运输等。不同形式的采盐船与不同的场内运输方式相组合，可形成绞吸式采盐船与水力管道组合开采法、绞吸式采盐船与汽车(或小火车)组合开采法、链斗式采盐船与驳船组合开采法、斗轮式采盐船与水力管道组合开采法等多种组合开采方法。
此外，抓斗式采盐船与铲扬式采盐船，前者适用于表层卤水较深、盐层松碎的矿区，后者在各种情况下均可使用。

3.挖掘机开采法
挖掘机配备有正铲、反铲、拉铲和抓斗共4种基本装置，可根据开采需要进行选择。正铲挖掘机多用来剥离无水的覆盖层，开采容易疏干的盐矿层；反铲挖掘机和斗链式挖掘机用来开采表面具有一定承载能力的充水矿层，其采掘深度一般为5～8 m，也可用于挖掘沟渠；拉铲挖掘机和抓斗挖掘机用于开采厚度较大的充水矿层，只是生产效率较低，也可用于挖掘船窝和沟渠。
4.手工开采法
手工开采前，首先选择位置并合理规划。一般应选择不受或少受洪水、污水、流沙影响，并且盐矿质量较好或有利于再生盐生长的块段。每个采区长度为数百至数千米，宽度为200～400 m，各采区之间相距50 m，平行排列布置；采区内划分若干长条形并与采区宽边平行的采坑。
开采工艺流程：清理卤盖(或沙盖)→穿松(捣钻)盐层→拉耙洗盐→捞盐(出勺)→封堆→丈量盐斤→装车→外运
(二) 岩盐矿床开采方法及工艺流程
根据古代岩盐矿床的赋存特点和矿石性质，其开采方法有旱采和水采两大类。一般情况下，浅层低品位矿用坑道和硐室水溶法开采，而深层高品位矿多用钻井水溶法开采。从发展趋势来看，水溶开采法的应用将越来越多。

岩盐矿床主要采矿方法的特点与适用条件：
1)旱采法、适用于埋藏较浅或出露地表、分布面积广，并且利用干式作业的岩盐矿床。其中地下开采的主要采矿方法是房柱法和长壁法，即通过开拓、采准、回采工作，把开采的矿石从地下运至地面、加工制成成品盐。
2)钻井水溶采矿法(亦称钻孔水溶采矿法)：属水采方法之一。此法类似采油作业，人们只需在地面作业，将淡水通过钻孔注入矿层，把矿石溶化成液体(即人工卤水)，然后用泵或其他设备抽取到地面，再经过加工，制成成品盐。
3)硐室水溶法：属水溶开采方法之一。其工艺过程类似地下开采(旱采)的房柱采矿法，主要区别于回采阶段，本方法在此阶段是以淡水引入初始硐室(相当于房柱法的回采矿房开切巷道)，溶解矿体(以向上静溶为主，侧溶为辅)，然后从硐室抽汲可供直接利用的高浓度卤水，至地面加工制盐。
此法特别适用于NaCl含量较低、含水不溶物较多、难以用房柱采矿法和钻井水溶法开采的古代岩盐矿床。
(三) 地下卤水矿床开采有4种方法
(1)自喷采卤法 是一种完全依靠地下卤水层自身具备的强大能量，驱使卤水在卤井建成后从各个方面流向井底，并进而举升到地面的采矿方法。这种方法适用于含卤层压力大，并具有自喷能力的地下卤水矿床。
(2)气举采卤法 是一种往卤井内注入高压天然气(或人为加压成的高压气)，使其与井液混合，减小井液密度，降低井底回压，从而使自喷能力不足的卤水从含卤地层各处源源流向井底，进而将其从井底举升到井口的采卤方法。此法适用于深井、斜井、弯曲井、大量出砂井及含有腐蚀性成分的卤井；也适用于井内有游离气、对其他机械开采效率有影响的卤井。
(3)电动离心沉没泵采卤法 电动离心沉没泵(简称没泵)是一种小直径、大排量、高扬程、用于地下卤水矿床开采的多级离心泵。这种方法要求卤水的补气量大于沉没泵的采出量，卤井及固井质量好。
(4)抽油机采卤法 这种方法的实质是石油工业工艺的引伸。井下设备主要为抽油(卤)杆及抽油(卤)泵。此法操作简单、维修容易，但由于产量小、成本偏高，因此适用于日产量不大的浅井和中深井。要求卤水中砂、硫化氢含量少。

8. 如果人类一直往地球下面挖井，可以把地球挖穿吗

朝着地心挖的话，永远也挖不穿。

人造深井

世界上最深的矿井，是南非的姆波尼格矿井，深达4公里，井底温度已经接近60摄氏度，电梯以每秒13米的下降速度，3分钟后到2220米处换乘另外一部电梯，再花近3分钟下降至井底。

所以，凭人类目前的能力，是不可能把地球挖穿的，除非未来发明更先进的钻探技术，比如在科幻电影《星际迷航》中，罗慕兰人的挖矿飞船，就有一个可以挖穿地球的设备。