21世紀，礦業(yè)引入了一種全新理念，就是構(gòu)建一種新的智能模式，實現(xiàn)資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術(shù)裝備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)管理與決策科學化。無論是國家最新發(fā)布的《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020）》還是去年提出的《中國制造2025》，智能化均被重點提及，智能化也成為礦山行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然之路。

目前，國內(nèi)礦山主要處于自動化向智能化過渡階段，而部分國外礦山已經(jīng)實現(xiàn)了無人礦山，如瑞典的基律納鐵礦，今天就帶大家了解世界最大地下礦山基律納鐵礦的智能采礦技術(shù)。

一、基律納鐵礦

基律納鐵礦位于瑞典北部，深入北極圈內(nèi)２００ｋｍ，是世界上緯度最高的礦產(chǎn)基地之一，全年中有一大半時間被大雪覆蓋，嚴寒難耐。同時，基律納鐵礦以產(chǎn)高品位鐵礦石著名，其鐵礦蘊藏量約18 億 t，礦山井下巷道寬闊，采礦設(shè)備十分先進，是目前世界上最大的鐵礦山之一。

基律納鐵礦設(shè)計原礦年生產(chǎn)能力為２２００萬ｔ，采用高分段無底柱崩落采礦法采礦，豎井斜坡道聯(lián)合開拓，是世界上最大的地下礦山之一，全礦共有４１００多名員工。按照礦山生產(chǎn)安排，計劃在２０１８年前完成系統(tǒng)改造和產(chǎn)能提升，屆時將實現(xiàn)３５００--４０００萬ｔ的生產(chǎn)能力。

二、智能高效采礦技術(shù)

1、開拓

基律納鐵礦采用豎井＋斜坡道聯(lián)合開拓，礦山有３條豎井，用于通風、礦石和廢石的提升，人員、設(shè)備和材料主要用無軌設(shè)備從斜坡道運送。主提升豎井位于礦體的下盤，到目前為止，采掘面和主運輸系統(tǒng)已經(jīng)下移了６次，目前的主要運輸水平在１０４５ｍ水平。

主斜坡道位于礦體北部的下盤，坑口在工業(yè)場地附近，標高為＋２３０ｍ，在進口段為單車道、雙巷，延伸至４２０ｍ水平時合并成為一條雙車道的單巷斜坡道，直線折返形式向下延深與各生產(chǎn)水平、輔助水平聯(lián)結(jié)。斜坡道的坡度為１∶１０，巷道局部采用噴錨網(wǎng)支護，路面均進行了硬化處理。

2、采礦

１９６５年，基律納鐵礦由露天轉(zhuǎn)入地下開采后，一直采用特大規(guī)模無底柱分段崩落法開采并沿用至今，分段高一般為５０- ５５ｍ。

分段崩落法采礦方法

基律納鐵礦多年的安全高效開采得益于分段崩落法的成功應用，這種采礦方法的優(yōu)點主要有:

(１) 有利于大規(guī)模、機械化、高強度開采；

(２) 井下作業(yè)場所比較安全；

(３) 采礦工藝靈活，開采工作面易靈活調(diào)整，可多個作業(yè)面同時回采；

(４) 回采工藝簡單，生產(chǎn)設(shè)備和開采工序可實現(xiàn)標準化。

缺點和不足主要為礦石貧化較大，以及采場底部出礦時，多在獨頭的巷道中作業(yè)，通風難度較大。

井下開采從采準巷道掘進、采場鉆孔、爆破、采場裝載出礦、運輸、卸礦至礦倉、膠帶輸送至箕斗、豎井提升、礦石成品運輸?shù)拈_采工藝流程如下圖。

圖２　開采工藝流程

3、鉆孔裝藥及爆破

巷道掘進采用鑿巖臺車，臺車裝有三維電子測定儀，可實現(xiàn)鉆孔精確定位。巷道掘進采用深孔掏槽，孔深一般為７. ５ｍ，孔徑６４ｍｍ。采場鑿巖采用瑞典阿特拉斯公司生產(chǎn)的ＳｉｍｂａＷ４６９型遙控鑿巖臺車，孔徑１１５ｍｍ，最大孔深５５ｍ，該臺車采用激光系統(tǒng)進行準確定位，無人駕駛，可２４ｈ連續(xù)循環(huán)作業(yè)。

采場大直徑( １１５ｍｍ) 深孔( ４０~ ５０ｍ) 裝藥使用山特維克公司的裝藥臺車，炸藥為抗水性好、粘度高的乳化炸藥，可以預裝藥，不受孔內(nèi)積水影響，返藥量少。爆破網(wǎng)絡(luò)為人工連接，一般采用分段導爆管雷管、導爆管和導爆索網(wǎng)絡(luò)。

4、礦石遠程裝載和運輸與提升

基律納鐵礦采場鑿巖、裝運和提升都已實現(xiàn)智能化和自動化作業(yè)，鑿巖臺車和鏟運機都已實現(xiàn)無人駕駛。礦石裝載采用阿特拉斯公司生產(chǎn)的Ｔｏｒｏ２５００Ｅ型遙控鏟運機，斗容２５ｔ，單臺效率為５００ｔ/ｈ，周平均出礦量約３.０~ ３.５萬ｔ。這種鏟運機無廢氣排放、粉塵少、低噪音、使用壽命長，便于集中維修。

井下運輸系統(tǒng)有膠帶運輸和有軌自動運輸兩種類型，膠帶運輸主要負責井下破碎站至提升箕斗段運輸，有軌自動運輸一般由８列礦車組成，礦車為連續(xù)裝、卸載的自動化底卸車。

膠帶輸送機自動將礦石從破碎站運送到計量裝置中，豎井箕斗在指定位置停穩(wěn)后，礦石自動裝入箕斗，工作人員按下手柄提升機隨即起動，將箕斗提升至地表卸載站后，箕斗底門自動打開，完成卸礦。裝載和卸載過程為遠程控制。

２０１０年，為了提高產(chǎn)量，提高設(shè)備的可靠性和效率，礦山對提升系統(tǒng)進行了大規(guī)模改造，對用于停車和緊急制動的液壓盤式制動器進行了檢修，安裝了新型傳感器。通過技術(shù)改造，提升系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化。

三、遙控砼噴射技術(shù)支護加固技術(shù)

巷道支護采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護。噴射混凝土厚度一般為３-１０ｍｍ，由遙控混凝土噴射機完成，錨桿和鋼筋網(wǎng)安裝使用錨桿臺車。大量智能遙控機械設(shè)備的投入使用，大大減少了支護工作量和成本，提高了支護效果。

遙控混凝土噴射機

錨桿和鋼筋網(wǎng)安裝

四、總結(jié)

基律納鐵礦基本實現(xiàn)了“無人智能采礦”，僅依靠遠程計算機集控系統(tǒng)，工人和管理人員就可實現(xiàn)在遠程執(zhí)行現(xiàn)場操作。在井下作業(yè)面除了檢修工人在檢修外，幾乎看到其他工人。這一切都得益于大型機械設(shè)備、智能遙控系統(tǒng)的投入使用，以及現(xiàn)代化的管理體系，高度自動化和智能化的礦山系統(tǒng)和設(shè)備是確保安全高效開采的關(guān)鍵。

新常態(tài)下，我們應站在新的高度，去探索和開發(fā)新的技術(shù)，高效開發(fā)利用有限的礦產(chǎn)資源，任重道遠!

（來源：論文《基律納鐵礦智能采礦技術(shù)考察報告》）