《21世纪现代化前瞻性采矿新技术-(焦玉书)电子教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《21世纪现代化前瞻性采矿新技术-(焦玉书)电子教案（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2121世纪现代化前瞻性采矿世纪现代化前瞻性采矿新技术新技术-( -(焦玉书焦玉书) ) 目目 录录1 1智能采矿智能采矿前前 言言2 2深井采矿深井采矿3 3现金流采矿现金流采矿4 4水力提升水力提升6 6月球采矿月球采矿5 5深海采矿深海采矿工业革命工业革命第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命以英国纺织机裓化以英国纺织机裓化为标志，使为标志，使19世纪世纪发生了天翻地覆地发生了天翻地覆地变化变化以福特汽车公司大规模以福特汽车公司大规模生产流水线诞生为标志，生产流水线诞生为标志，为为20世纪人们创造了世纪人们创造了新世界新世界现在我们正在面临第现在我们正在面临第三次工业革命的到来，三次
2、工业革命的到来，第三次工业革命是指第三次工业革命是指以数字化制造及新型以数字化制造及新型材料应用为代表的一材料应用为代表的一个崭淅的时代个崭淅的时代 前前 言言今天我想以今天我想以21世纪现代化前瞻性采矿新技术为题发言，目的在于动员矿世纪现代化前瞻性采矿新技术为题发言，目的在于动员矿业界同仁们，特别是青年朋友们发奋图强，努力把矿业推向高峰，为第三次业界同仁们，特别是青年朋友们发奋图强，努力把矿业推向高峰，为第三次革命的到来做贡献革命的到来做贡献 1.智能采智能采矿矿 采矿智能化采矿智能化（古德生院士）（古德生院士）开采环境数字化开采环境数字化采选装备智能化、采选装备智能化、生产过程遥控化工艺生
3、产过程遥控化工艺 信息传输网络化、信息传输网络化、经济管理信息化经济管理信息化以安全、高效、经济、以安全、高效、经济、环保为目标环保为目标采矿选矿智能化，是采矿选矿智能化，是21世纪矿业发展前瞻世纪矿业发展前瞻性目标，它将给矿业带来根本性变革性目标，它将给矿业带来根本性变革 1.智能采智能采矿矿实现智能采矿的基本任务实现智能采矿的基本任务实现智能采矿的基本任务实现智能采矿的基本任务p 创建创建采矿生产管控一体化的综合信息平台。采用采矿生产管控一体化的综合信息平台。采用信息技术信息技术实实现资源现资源科学科学评价与管理、优化开采设计与生产计划、保障安全评价与管理、优化开采设计与生产计划、保障安全
4、环境监测与预警等环境监测与预警等p 研发研发大型化智能化大型化智能化的遥控与自动定位采矿设备。的遥控与自动定位采矿设备。特别要加大特别要加大投入投入, ,加强矿山智能化采矿设备的研制加强矿山智能化采矿设备的研制. .没有先进装备没有先进装备, ,就不可就不可能有先进工艺能有先进工艺p 创新创新与智能设备效能相适应的高效采矿技术。三类采矿法：与智能设备效能相适应的高效采矿技术。三类采矿法：阶段自然崩落法、阶段矿房连续回采嗣后充填采矿法和开采环阶段自然崩落法、阶段矿房连续回采嗣后充填采矿法和开采环境再造阶段落矿采矿法境再造阶段落矿采矿法采矿生产管控一体化信息平台信息技术智能技术数字化矿山智能采矿矿
5、业未来追求目标智能采矿创新过程智能采矿基础平台与智能设备相适应的采矿技术远控遥控自动定位采矿设备 1.智能采智能采矿矿智能采矿的基本框架智能采矿的基本框架智能采矿的基本框架智能采矿的基本框架 1.智能采智能采矿矿智能采矿的基本内涵智能采矿的基本内涵智能采矿的基本内涵智能采矿的基本内涵矿床模型与矿床开采设计数字矿山软件矿床模型与矿床开采设计数字矿山软件; ;金属矿山采掘、装载、运输等智能设备金属矿山采掘、装载、运输等智能设备; ;适应智能设备作业的高效采矿工艺技术适应智能设备作业的高效采矿工艺技术; ; 矿井数据采集、通讯与视频的传输网络矿井数据采集、通讯与视频的传输网络; ;矿山移动设备遥控与
6、生产过程智能控制矿山移动设备遥控与生产过程智能控制; ;矿山系统智能监测与作业运行集中遥控矿山系统智能监测与作业运行集中遥控; ;矿山生产计划组织与经营管理信息系统。矿山生产计划组织与经营管理信息系统。p 智能智能采矿是个渐进的发展过程采矿是个渐进的发展过程, ,在这过程中在这过程中, ,其科技其科技内涵将不断丰富、扩展和延伸内涵将不断丰富、扩展和延伸 1.智能采智能采矿矿智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿pp SINO铁矿位于澳大利亚西澳洲铁矿位于澳大利亚西澳洲,用露天开采用露天开采,境界内
7、圈定资源境界内圈定资源量量30亿吨，矿石类型为磁铁矿，平均品位亿吨，矿石类型为磁铁矿，平均品位MFe23%，SINO铁矿铁矿是世界上规模最大的现代化矿山工程是世界上规模最大的现代化矿山工程pp SINO铁矿工程包括：（铁矿工程包括：（1）露天矿）露天矿8400万吨原矿万吨原矿/a；（；（2）选矿厂选矿厂2400万吨精矿万吨精矿/a；（；（3）球团厂）球团厂600万吨球团万吨球团/a；（4）450兆瓦电站；（兆瓦电站；（5）510亿升海水淡化厂；亿升海水淡化厂；（6）25Km30英寸矿浆管道；（英寸矿浆管道；（7）港口设施）港口设施 1.智能采智能采矿矿西澳西澳SINO 铁矿生产链示意图铁矿生产
8、链示意图 智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿 1.智能采智能采矿矿西澳西澳SINO铁矿工程布置图铁矿工程布置图智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿 1.智能采智能采矿矿智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿（1）露天采场：长）露天采场：长5500m，宽，宽 3000m，深，深400m。（2） 开拓方
9、式：汽车开拓方式：汽车可移式破碎站可移式破碎站胶带机联合运输开拓。胶带机联合运输开拓。（3）采矿方法：）采矿方法：穿孔应用穿孔应用SKF-15型潜孔钻，孔径型潜孔钻，孔径203mm；爆破段高；爆破段高12m, 孔深孔深13.514m，孔距，孔距56m，多孔粒状铵油炸药爆破；装载应用，多孔粒状铵油炸药爆破；装载应用45mRH400型挖型挖掘机（年生产能力掘机（年生产能力38004200万万t/a）和）和34m RH340型挖掘机（年生产型挖掘机（年生产能力能力 22002400万万t/a）；运输应用）；运输应用MT6300 交流电动轮汽车（载重交流电动轮汽车（载重360t）和）和MT4400 型
10、型 交流电动轮汽车（载重交流电动轮汽车（载重225t）。）。SINO 露天开采新工艺新设备露天开采新工艺新设备 1.智能采智能采矿矿智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿交流电动轮性能大大优于直流电动轮汽车交流电动轮性能大大优于直流电动轮汽车 1.智能采智能采矿矿智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿 RH400型挖掘机型挖掘机结构示意图结构示意图 1.智能采智能采矿矿智能采矿的实例智能采矿的实例智能
11、采矿的实例智能采矿的实例中信泰富中信泰富中信泰富中信泰富SINOSINO露天铁矿露天铁矿露天铁矿露天铁矿无人驾驶汽车无人驾驶汽车露天采场使用无人驾驶汽车,目的在于节省人力成本,同时提高安全性和生产效率，无人驾驶的汽车自主驾驶，由计算机根据程序对设备进行控制，目前世界上有日本小松和美国卡特彼勒两大公司研究成功无人汽车 1.智能采智能采矿矿小松的无人驾驶930E车队在澳大利亚力拓公司成功运营，无人汽车走行了45万公里，完成14.5万个循环，完成4500万吨运量，将来在Hop Down 铁矿更大范围使用，无人汽车控制中心在相距1500公里外的西澳洲首都佩斯市（Perth）,现在向无人汽车装载用的电铲
12、是有人驾驶的，将来电铲（挖掘机推土机）等设备也可实施在视距内遥控，（无人汽车是视距外遥控），力拓集团肯尼科特铜业正使用遥控推土机清理宾汉姆铜矿大滑坡产生的巨大堆积体 1.智能采智能采矿矿力拓公司露天采场使用无人汽车力拓公司露天采场使用无人汽车Automated trucks improve health, safety and productivity Rio Tinto is rolling out a fleet of 150 automated trucks at our Pilbara iron ore operations, the worlds first major deploy
13、ment of an autonomous truck fleet. Since the two-year trial began, the autonomous trucks have operated every day, 24 hours a day, and have moved more than 42 million tonnes of material in approximately 145,000 cycles. They have travelled more than 450,000 kilometres. We control the trucks from our O
14、perations Centre in Perth, 1,500 kilometres away. The trucks follow pre-defined courses, and GPS systems navigate autonomously from loading units to dump locations. The trucks (the Komatsu Autonomous Haulage System) are a key part of our Mine of the Future programme, which creates mining technologie
15、s for greater efficiency, lower production costs, and improved health, safety and environmental performance. After five months of autonomous operation at Yandicoogina, the benefits of Autonomous Haulage System (AHS) continue to be seen in the sites strong production results, which are consistently i
16、mproving each month. The Mine of the Future team will be implementing AHS across a number of sites in the future, beginning with Nammuldi Below Water Table in Q1 of next year. Nineteen autonomous haul trucks will be deployed at Hope Downs 4 during 2013/2014, with the first Komatsu 830E-AT truck sche
17、duled to be delivered in 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司中国湖南华菱钢铁集团有限公司（简称华菱公司）中国湖南华菱钢铁集团有限公司（简称华菱公司）投资投资11.8511.85亿澳元折合人民币亿澳元折合人民币53.32553.325亿元，收购澳大亿元，收购澳大利亚利亚Fortescue Metals Group CtdFortescue Metals Group Ctd（简称（简称FMGFMG），总），总股份股份16.48%16.48%的股权。每年得到的股权。每年得到10001000万吨成品矿。万吨成品矿。澳大利亚澳大利亚F
18、MGFMG公司现为澳大利亚居公司现为澳大利亚居RIO TINTORIO TINTO，BHPBBHPB之后第之后第3 3大铁矿公司，年产矿石近亿吨。大铁矿公司，年产矿石近亿吨。 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司FMG公司所属铁矿区地处奇切斯特（Chichester）山脉，FMG所属Cloudbreak铁矿和Christmas Creek铁矿距西澳海德兰港（Hedland）约260km。为输出铁矿石，FMG公司已专门修建了铁矿专用线，并修建了艾利特港（Herb Elliot），同时修建了飞机场。矿山交通位置矿山交通位置 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳
19、大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司矿床地质矿床地质FMG铁矿床赋存在西澳皮尔巴拉地区，系哈默斯利盆地含铁建铁矿床赋存在西澳皮尔巴拉地区，系哈默斯利盆地含铁建造（造（BIF）。）。FMG所属所属Cloudbreak和和Christmas Creek 铁矿铁矿都属于高品位的氧化含铁建造（都属于高品位的氧化含铁建造（BIF）（）（Banded Iron formations）。）。 矿石类型矿石类型Cloudbreak和和Christmas Creek铁矿的矿石均属氧化型矿石。铁矿的矿石均属氧化型矿石。矿石中铁矿物主要为假象赤铁矿、微片状赤铁矿、针铁矿（即矿石中铁矿物主要为假象赤铁矿
20、、微片状赤铁矿、针铁矿（即褐铁矿）和赭状针铁矿。褐铁矿）和赭状针铁矿。矿石储量和资源量：矿石储量和资源量：Chritmas Creek铁矿和铁矿和Cloudbreak铁矿铁矿矿石储量的计算结果列于表矿石储量的计算结果列于表4，表，表5则为不同品级矿石的储量。则为不同品级矿石的储量。 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司采矿新工艺新设备采矿新工艺新设备Cloudbreak和和Christams Creek铁矿为缓倾斜矿层，倾角铁矿为缓倾斜矿层，倾角25，矿层，矿层厚厚310m，矿岩松软，按矿床赋存条件和产状，适用于露天开采，同时，矿岩松软，按矿床赋存条
21、件和产状，适用于露天开采，同时剥离适用内排土方式。剥离适用内排土方式。采矿采用条带开采，矿床划分为若干采区，采区长采矿采用条带开采，矿床划分为若干采区，采区长300m，宽，宽200m，形，形成一条长达成一条长达4KM的条带，采矿起始点先剥离。的条带，采矿起始点先剥离。 最初开始的第一条带采区用传统的矿运方式开采，剥离废石用斗轮铲，最初开始的第一条带采区用传统的矿运方式开采，剥离废石用斗轮铲，废石装入汽车运到露天矿外的废石场。矿石用表面采矿机回采，将矿石废石装入汽车运到露天矿外的废石场。矿石用表面采矿机回采，将矿石装入汽车运到与选厂以及场外基础设施相连的地面运输系统。矿层内废装入汽车运到与选厂以
22、及场外基础设施相连的地面运输系统。矿层内废石亦用表面采矿机回采，废石装入汽车运到露天矿废石场。石亦用表面采矿机回采，废石装入汽车运到露天矿废石场。 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司p 第一条带的覆盖层剥离完后，开始第二条带的开采作业，第一条带的覆盖层剥离完后，开始第二条带的开采作业，第二条带用斗轮铲采掘废石，废石通过移动式堆料运输机，第二条带用斗轮铲采掘废石，废石通过移动式堆料运输机，排放到第一条带采矿后形成的采空区，即实施内排土，以此排放到第一条带采矿后形成的采空区，即实施内排土，以此顺序进行露天开采作业顺序进行露天开采作业p第二条带采矿与第一
23、条带采矿作业相同第二条带采矿与第一条带采矿作业相同p 采掘设备主要是表面采矿机。该设备通常应用于采煤，采掘设备主要是表面采矿机。该设备通常应用于采煤，尤其适合于选择性地开采水平或缓倾斜厚矿层尤其适合于选择性地开采水平或缓倾斜厚矿层采矿新工艺新设备采矿新工艺新设备 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司矿山采矿状况矿山采矿状况可自由开采多个埋藏浅而宽的矿体矿体特征：矿体特征：（1 1）表层覆盖层易挖掘，剥离成本低）表层覆盖层易挖掘，剥离成本低（2 2）矿床稍有起伏，波浪形）矿床稍有起伏，波浪形- - 典型的倾角为典型的倾角为2 2 55（3 3）矿床厚度
24、）矿床厚度 3 3 20 20 米米（4 4）多个工作面同时开采有助于高产量和灵活配矿）多个工作面同时开采有助于高产量和灵活配矿底板底板 + 页岩页岩Ore horizon硬覆盖层及碎屑硬覆盖层及碎屑冲积覆盖层冲积覆盖层矿床宽度矿床宽度20 米米4,000 米下向倾斜米下向倾斜微片状赤铁矿微片状赤铁矿南南北北垂直方向扩大倍垂直方向扩大倍 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司表面采矿机产品表面采矿机产品表面采矿机产品表面采矿机产品 原矿粒度分布均匀原矿粒度分布均匀原矿粒度分布均匀原矿粒度分布均匀 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FM
25、GFMG公司公司公司公司表面采矿机在紧张工作表面采矿机在紧张工作 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司采矿生产现状 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司FMG公司露天采场公司露天采场 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司矿石运输方式矿石运输方式p 运输系统运输系统将会沿着将会沿着CloudbreakCloudbreak和和Christmas CreekChristmas Creek矿床的整个走矿床的整个走向长度延伸。当前在采场、采场至选矿厂以及从向长度延伸。当前在
26、采场、采场至选矿厂以及从Christmas CreekChristmas Creek铁铁矿到矿到CloudbreakCloudbreak铁矿，矿石均采用卡车运输。采场卡车的载重量为铁矿，矿石均采用卡车运输。采场卡车的载重量为100100吨吨-200-200吨吨p 地面地面联合运输系统是用联合运输系统是用1400mm1400mm宽的胶带机将矿石从宽的胶带机将矿石从Cloud breakCloud break矿和矿和Christmea creekChristmea creek矿采区运输到位于矿采区运输到位于Cloud BreakCloud Break的破碎和筛分的破碎和筛分车间。胶带机的设计能力为
27、车间。胶带机的设计能力为6500t/h,6500t/h,速度为速度为5.85.86.4m/s6.4m/s 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司 FMG公司矿山装矿站公司矿山装矿站 1.智能采智能采矿矿澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚FMGFMG公司公司公司公司连接港口的铁路连接港口的铁路 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿pp （1）矿体为较坚硬的赤铁石英岩和磁铁石英岩，矿体完整性及稳定性较好p （2）大台沟铁矿矿体埋藏很深，矿体控制最深处为2010.02m（标高-1787m），在-18
28、00m标高以上资源量可达49.57亿t，其中-1250m以上为12.64亿t。平均品位Tfe：33.21%pp （3）矿山规模：在-1250m阶段矿山总设计规模为6000万t/a，并分两步进行建设，一期建设规模为3000万t/a，二期规模为6000万t/app （4）采矿方法：无底柱分段崩落法pp （5）开拓系统：竖井开拓方案 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿矿体赋存形态矿体赋存形态 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 大台沟铁矿开拓系统立体图大台沟铁矿开拓系统立体
29、图 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿采用瑞典智能采矿方法 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井
30、下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 1.智能采智能采矿矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿大台沟铁矿- -井下采矿井下采矿井下采矿井下采矿 2.深井开采深井开采p 现在现在随着矿山工业发展，部分矿山转入深井开采，还有随着矿山工业发展，部分矿山转入深井开采，还有一些新矿山矿体埋深矿在一些新矿山矿体埋深矿在1000m以下，本身就是面临深井以下，本身就是面临深井开采，井深达到多少米就算深井，没有界定，俗称千米竖井开采，
31、井深达到多少米就算深井，没有界定，俗称千米竖井就算深井开采了就算深井开采了我国千米地下矿开采深度我国千米地下矿开采深度矿山名称开采深度矿山名称开采深度夹皮沟金矿1600m会泽铅锌矿1360m红透山铜矿1300m冬瓜山铜矿1100m寿王坟铜矿1000m弓长岑铁矿1000mp 据称据称世界上超千米深的矿山有世界上超千米深的矿山有100多座，最深的达多座，最深的达4000m 2.深井开采深井开采采矿方法采矿方法采矿方法采矿方法p （1）充填法，如南非south Deep金矿和West Dricfoven 金矿p （2）空场法崩落法，如乌克兰克里沃洛格矿区和美国圣曼纽尔（san Nanuel )铜矿
32、深井开采主要技术难题，一是岩爆的预防和控制，一是井下深井开采主要技术难题，一是岩爆的预防和控制，一是井下环境控制，降温，对这些问题，环境控制，降温，对这些问题， 我国矿山企业、科研单位和我国矿山企业、科研单位和高等院校都已立项开展专题研究高等院校都已立项开展专题研究 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采井深井深井深井深20002000米时的成本米时的成本米时的成本米时的成本p 在在-2000米水平延伸主井成本为米水平延伸主井成本为7万美元万美元/米、平米、平巷掘进成本为巷掘进成本为 0.15万美元万美
33、元/米，矿石开采成本为米，矿石开采成本为15美元美元/吨吨 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采 2.深井开采深井开采美国亨得深钼矿美国亨得深钼矿 -地质地质 2.深井开采深井开采美国亨得深钼矿美国亨得深钼矿-采矿采矿 2.深井开采深井开采美国亨得深钼矿美国亨得深钼矿-采矿采矿 2.深井开采深井开采美国亨得深钼矿美国亨得深钼矿-采矿采矿 2.深井开采深井开采美国亨得深钼矿美国亨得深钼矿-采矿主体设备采矿主体设备p 平巷掘进行深孔凿岩设备均采用Atlas公司的产品，铲运p 设备采用Cat R1700G型16t铲运机和72t侧卸式卡车 2.深井开采深井开采美国亨得深钼矿
34、美国亨得深钼矿-应对通风、排水、地温及岩爆问题的措施应对通风、排水、地温及岩爆问题的措施 2.深井开采深井开采南非和谐金矿p 矿山靠近南非豪登省和西北省，矿山年产量100万t,2012年处理量119.7万 t,黄金产量5633kg, 平均品位4.71克/t,营业收入29900万美元，利润11400万美元经营成本1046美元/吨 2.深井开采深井开采南非和谐金矿提升系统提升系统 和井下运输和井下运输 KusasalethuKusasalethu金矿设计二段竖井提升系统，第一段竖井深度为金矿设计二段竖井提升系统，第一段竖井深度为6868水平（深度为水平（深度为2074m2074m），第二段盲竖井深
35、度为），第二段盲竖井深度为64-10264-102水平（深度为水平（深度为1159m1159m）。竖井直径为）。竖井直径为9m9m。井筒装备四个罐笼、两个箕斗，互为平衡。其中两个罐笼可承载井筒装备四个罐笼、两个箕斗，互为平衡。其中两个罐笼可承载 1212人，罐道梁人，罐道梁为二根刚性罐道梁，钢丝绳直径为为二根刚性罐道梁，钢丝绳直径为32mm32mm；另外两个罐笼可承载；另外两个罐笼可承载3535人，罐道为三人，罐道为三根刚性罐道，钢丝绳直径为根刚性罐道，钢丝绳直径为42mm42mm；箕斗配有；箕斗配有4 4根钢丝绳，直径为根钢丝绳，直径为53mm53mm，并有两根，并有两根刚性罐道。卷筒直径为
36、刚性罐道。卷筒直径为4.5m4.5m。罐笼运输速度为。罐笼运输速度为13m/s13m/s，箕斗提升速度为，箕斗提升速度为15m/s15m/s。设计钢丝绳安全系数为设计钢丝绳安全系数为5 5。钢丝绳在应用之前，先采用。钢丝绳在应用之前，先采用10%10%的预张力。单根钢丝的预张力。单根钢丝绳卷筒为缠绕式（卷筒允许缠绕层数为绳卷筒为缠绕式（卷筒允许缠绕层数为4 4层），便于润滑、镀锌防腐。井下运输层），便于润滑、镀锌防腐。井下运输一般采用一般采用7 710t10t的蓄电池电机车，配的蓄电池电机车，配2-3m32-3m3的侧卸式矿车。主平巷断面形状为矩的侧卸式矿车。主平巷断面形状为矩形，断面尺寸为形
37、，断面尺寸为45m245m2，管缆全吊挂在巷道上部，管缆全吊挂在巷道上部 2.深井开采深井开采南非和谐金矿开拓（采准）巷道支护开拓（采准）巷道支护开拓巷道支护形式主要有锚网支护、长锚索开拓巷道支护形式主要有锚网支护、长锚索支护。巷道进行全断面支护，采用水泥药卷支护。巷道进行全断面支护，采用水泥药卷锚杆，锚杆直径锚杆，锚杆直径16mm，长，长2.5m，梅花形排，梅花形排列，网度列，网度1.21.5m左右。金属网为镀锌钢丝，左右。金属网为镀锌钢丝，编织成网状，网孔尺寸为编织成网状，网孔尺寸为60mm60mm；在；在金属网外采用钢索（筋）连接各锚杆形成网金属网外采用钢索（筋）连接各锚杆形成网状。由于
38、巷道地压较大，现场考察发现采用状。由于巷道地压较大，现场考察发现采用此类支护部分地段，巷道壁岩层已全部开裂此类支护部分地段，巷道壁岩层已全部开裂脱落，拆除后重新进行支护。在地压较大的脱落，拆除后重新进行支护。在地压较大的地段，采用锚网地段，采用锚网+长锚索支护，长锚索直径约长锚索支护，长锚索直径约18mm,长长5m 2.深井开采深井开采南非和谐金矿通风与降温通风与降温采场工作面温度在不采取通风降温措施的情况下可采场工作面温度在不采取通风降温措施的情况下可达达5060。根据南非有关法律规定，工作点温度。根据南非有关法律规定，工作点温度不得超过不得超过30，矿山设计将工作面温度控制在，矿山设计将工
39、作面温度控制在28以下，以此可大大提高工人的作业效率以下，以此可大大提高工人的作业效率 2.深井开采深井开采南非和谐金矿该矿通风降温系统主要利用矿井主通风系统，对入井空气进行预冷，通过制冷机热交换器压入式风机将进入井下的空气冷却至4。局部降温主要是工作面的降温，采用水风冷方式，供水系统为一密闭循环系统，自井下返回的热水首先在地表采用散热塔进行预冷，而后通过制冷机将水冷却至4送入井下，再通过局扇输送至采场工作面，以达到降温通风目标通风与降温通风与降温 2.深井开采深井开采南非和谐金矿通风与降温通风与降温 3.现现金流采金流采矿矿p 现金现金流（流（Cash Flow Mining )采矿，意思就
40、是采矿必须采矿，意思就是采矿必须赚赚 钱钱p 当前当前，世界各国地下矿多是采用竖井提升，而其主运输水平则，世界各国地下矿多是采用竖井提升，而其主运输水平则多用电机车运输。这种垂直与水平双向开拓系统的主要优点是自多用电机车运输。这种垂直与水平双向开拓系统的主要优点是自动化程度高，每吨矿石运输成本低，特别是深井采矿更是如此。动化程度高，每吨矿石运输成本低，特别是深井采矿更是如此。但其缺点是基建工程量大，建设周期长，投资多，出矿晚。如在但其缺点是基建工程量大，建设周期长，投资多，出矿晚。如在瑞典，一座瑞典，一座550m,竖井提升系统，估计施工期要竖井提升系统，估计施工期要5年，加上初期的年，加上初期
41、的金刚石钻探和地质研究工作，总计要金刚石钻探和地质研究工作，总计要7年时间。今后在机械化自年时间。今后在机械化自动化采矿设备大发展的情况下，如改用斜坡道开拓运输系统，则动化采矿设备大发展的情况下，如改用斜坡道开拓运输系统，则经济上见效快。因此经济上见效快。因此21世纪，可能会出现斜坡道代替竖井的趋势，世纪，可能会出现斜坡道代替竖井的趋势，对此瑞典基律纳电气有限公司的林德斯托姆称之为：现金流采矿对此瑞典基律纳电气有限公司的林德斯托姆称之为：现金流采矿“（Cash Flow Mining）,其开拓系统见下图其开拓系统见下图 3.现现金流采金流采矿矿 3.现现金流采金流采矿矿【实例【实例 】一座新矿
42、山，矿体厚】一座新矿山，矿体厚18m,长长680m,倾角倾角60，年产，年产矿石矿石100万万t,废石废石20万万 和，矿岩体重和，矿岩体重2.8t/m3。采矿年下降采矿年下降30m第一方案用竖井开拓，地下设破碎站，竖井直径第一方案用竖井开拓，地下设破碎站，竖井直径6.5m,整个整个施工期为施工期为82个月，总投资个月，总投资1.093亿克朗。亿克朗。第二方案用斜坡道开拓，地上设破碎站，斜坡道用基律纳电第二方案用斜坡道开拓，地上设破碎站，斜坡道用基律纳电动汽车运输。整个施工期为动汽车运输。整个施工期为39个月，总投资个月，总投资3940万克朗。万克朗。比较结果表明：采用斜坡道开拓系统，施工期短
43、，可提前比较结果表明：采用斜坡道开拓系统，施工期短，可提前4年投产年投产 ；投资少，可节约投资；投资少，可节约投资60% 4.水力提升水力提升p 传统传统的地下矿提升方式，多用箕斗，罐笼或胶带输送机这一机械提升的地下矿提升方式，多用箕斗，罐笼或胶带输送机这一机械提升方式，如今国外一些学者专家则提出了用水力提升的新概念。方式，如今国外一些学者专家则提出了用水力提升的新概念。p 德国德国普普 鲁萨格（鲁萨格（Preussag)金属公司从金属公司从1984年开始水力运输与提升矿年开始水力运输与提升矿石的研究与开发工作。它将巷道内高浓度浆体水平运输技术与传统的低浓石的研究与开发工作。它将巷道内高浓度浆
44、体水平运输技术与传统的低浓度浆体竖井垂直提升技术结合起来，在井下采掘工作面附近将矿石粉碎并度浆体竖井垂直提升技术结合起来，在井下采掘工作面附近将矿石粉碎并调成高浓度浆体，水平泵送到竖井，在井下用高压泵将高浓度矿浆直接而调成高浓度浆体，水平泵送到竖井，在井下用高压泵将高浓度矿浆直接而连续地注入水流中稀释。稀释后的矿浆经竖井垂直管道输送到地表。矿石连续地注入水流中稀释。稀释后的矿浆经竖井垂直管道输送到地表。矿石经脱水后，送往选矿厂。试验结果和经济计算表明，水力提升矿石与机械经脱水后，送往选矿厂。试验结果和经济计算表明，水力提升矿石与机械提升相比，运输费用较低；如在新建矿山应用，还可减少井巷工程的投
45、资。提升相比，运输费用较低；如在新建矿山应用，还可减少井巷工程的投资。 4.水力提升水力提升p 瑞典瑞典吕勒欧（吕勒欧（Lulea)大学教授大学教授A,塞尔格伦塞尔格伦1987年在第年在第13届世界采矿届世界采矿大会上也提出了水力提升矿石的设想。即矿石在地下进破碎和磨矿，然大会上也提出了水力提升矿石的设想。即矿石在地下进破碎和磨矿，然后用泵场扬送到地面选矿厂，取代传统的机械提升系统和坑内排水系统。后用泵场扬送到地面选矿厂，取代传统的机械提升系统和坑内排水系统。其基本设想如下图所示，从图中可知，地下矿的水力提升系统包括采矿其基本设想如下图所示，从图中可知，地下矿的水力提升系统包括采矿作业和选矿加
46、工作业两部分，即采出的矿石必须在井下先进行破碎和磨作业和选矿加工作业两部分，即采出的矿石必须在井下先进行破碎和磨矿，然后把矿浆泵送提升到地表。矿，然后把矿浆泵送提升到地表。p 水力提升水力提升的主要优点是，不需要开凿新的竖井就可增加的主要优点是，不需要开凿新的竖井就可增加提升提升能力，而能力，而用传统的机械方法增加提升能力，则不仅投资大，而且时间长。至于提用传统的机械方法增加提升能力，则不仅投资大，而且时间长。至于提升矿石的费用，水力提升也比机械提升低廉升矿石的费用，水力提升也比机械提升低廉。 4.水力提升水力提升 4.水力提升水力提升 吕勒欧大学曾以两种不同类型吕勒欧大学曾以两种不同类型 的
47、矿山为例，对水力提升和机械提升的费用进的矿山为例，对水力提升和机械提升的费用进行过对比研究。行过对比研究。【第一例第一例】假定是一座年产假定是一座年产40万万t的浅生小型硫化矿，目前主运输水平在地表的浅生小型硫化矿，目前主运输水平在地表以下以下300m,矿井用斜坡道延深矿井用斜坡道延深150m,即矿井总深度为即矿井总深度为450m,如图所示。水力提如图所示。水力提升系统的泵送费用（包括投资、能耗和维修费），使用隔膜泵时为升系统的泵送费用（包括投资、能耗和维修费），使用隔膜泵时为1.18克朗克朗/t,如使用离心泵时则为如使用离心泵时则为1.1克朗克朗/t; 若考虑人员工资，矿浆贮存，搅拌装置和管
48、道若考虑人员工资，矿浆贮存，搅拌装置和管道等费用（估计为等费用（估计为2克朗克朗/t)，则水力提升总费用为，则水力提升总费用为3.13.2克朗克朗/t。如采用传统。如采用传统的机械提升方式时，由汽车（或胶带机）运到的机械提升方式时，由汽车（或胶带机）运到300m主水平的费用估计为主水平的费用估计为56克朗克朗/t,机械提升到地表的电费约机械提升到地表的电费约0.5克朗克朗/t,即机械提升的总费用为即机械提升的总费用为5.56.5克克朗朗/t.因此，水力提升费用比机械提升费用几乎降低一半。因此，水力提升费用比机械提升费用几乎降低一半。 4.水力提升水力提升【第二例】假定是一座年产【第二例】假定是
49、一座年产1900万万t的大型铁矿，矿井深度的大型铁矿，矿井深度为为800m。如采用水力提升时，矿浆的泵送费用（包括投资）。如采用水力提升时，矿浆的泵送费用（包括投资）、能耗和维修费）为、能耗和维修费）为1.52克朗克朗/t; 人员工资、搅拌槽、岩硐人员工资、搅拌槽、岩硐和控制装置等费用估计为和控制装置等费用估计为0.9克朗克朗/t; 井下磨矿的费用估计为井下磨矿的费用估计为1.2克朗克朗/t；即水力提升的总费用为；即水力提升的总费用为3.6克朗克朗/t。根据有关资。根据有关资料，大型地下矿用传统机械提升矿石和排水的费用为料，大型地下矿用传统机械提升矿石和排水的费用为3.53.7克朗克朗/t。因
50、此，在大型深矿井中，水力提升的总费用也仅仅。因此，在大型深矿井中，水力提升的总费用也仅仅相当于传统的机械提升费用。相当于传统的机械提升费用。 5.深海采深海采矿矿pp 大约大约120年前，在深海发现了锰结核，但未引起人们的注意。第二年前，在深海发现了锰结核，但未引起人们的注意。第二次世界大战后，人们忧虑矿物资源消耗增大，怕导致资源短缺，甚至某次世界大战后，人们忧虑矿物资源消耗增大，怕导致资源短缺，甚至某些资源完全枯竭。有鉴于此，采矿工业部门开始勘探海底潜在的资源。些资源完全枯竭。有鉴于此，采矿工业部门开始勘探海底潜在的资源。先是在红海发现了金属矿泥，后在太平洋、印度洋发现了锰结核，它除先是在红
51、海发现了金属矿泥，后在太平洋、印度洋发现了锰结核，它除含锰外，还含有铜、镍和钴。近年来，美国，加拿大、日本、法国、意含锰外，还含有铜、镍和钴。近年来，美国，加拿大、日本、法国、意大利、英国、比利时、荷兰、原苏联和印度等国先后开展了海底采矿的大利、英国、比利时、荷兰、原苏联和印度等国先后开展了海底采矿的试验研究。试验研究。p 目前目前最引人瞩目的锰结核贮存在太平洋夏威夷和墨西哥之间的克拉里最引人瞩目的锰结核贮存在太平洋夏威夷和墨西哥之间的克拉里昂一克里帕顿区（昂一克里帕顿区（Clarion-Clipperton Zone)。此区水深。此区水深42005500m,锰结核覆盖量锰结核覆盖量525kg
52、/m2; 金属含量：锰金属含量：锰25%30%；铜；铜1%1.5%；镍；镍1.3%1.7%；钴；钴0.2%0.3%。锰结核总储量为。锰结核总储量为300亿亿t。 5.深海采深海采矿矿我们知道：地球表面，海水覆盖面占一半以上，因此有人提我们知道：地球表面，海水覆盖面占一半以上，因此有人提出地球这个名称应改为海球。在深海海底是地圈与水圈之间出地球这个名称应改为海球。在深海海底是地圈与水圈之间的界面，这个界面是半液化沉积层（的界面，这个界面是半液化沉积层（Semiliquid layer),其厚其厚度变化在度变化在510cm之间，平均占沉积物的之间，平均占沉积物的15%，它的剪切强，它的剪切强度为度
53、为200400Pa,下部沉积层剪切强度为下部沉积层剪切强度为210kPa。锰结核在。锰结核在半液化层中生成，在半液化层中间和由半液化层固结生成的半液化层中生成，在半液化层中间和由半液化层固结生成的处于下部，由深海海水水解生成的处于上部，结核稀疏地共处于下部，由深海海水水解生成的处于上部，结核稀疏地共生在该沉积层中。半液化层含有生在该沉积层中。半液化层含有80%100%的海底生物。了的海底生物。了解锰结核形成的状态，对研究海底采矿是非常重要的。解锰结核形成的状态，对研究海底采矿是非常重要的。 5.深海采深海采矿矿1978年大洋采矿公司在夏威夷年大洋采矿公司在夏威夷5000 m深的太平洋海底进行深
54、的太平洋海底进行了开采试验，成功地将锰结核连续地从海底提升到改装的了开采试验，成功地将锰结核连续地从海底提升到改装的塞德克塞德克445号石油勘探船上，锰结核经管道被泵提升到船载号石油勘探船上，锰结核经管道被泵提升到船载容器中，小时泵送量容器中，小时泵送量20t,共采共采1000t。采集的锰结核送到加。采集的锰结核送到加拿大一家加工厂冶炼，并证明金属可以回收，开发锰结核拿大一家加工厂冶炼，并证明金属可以回收，开发锰结核是可行的。是可行的。1979年大洋采矿公司又在红海进行了开采海底年大洋采矿公司又在红海进行了开采海底金属泥的试验。金属泥的试验。 5.深海采深海采矿矿p 一般一般的海底采矿流程如下
55、图所示，这是法国海洋开发研的海底采矿流程如下图所示，这是法国海洋开发研究所设计的究所设计的。试验条件：容积固体试验条件：容积固体液体比例为液体比例为12%，提升，提升能力为能力为500t/h。 5.深海采深海采矿矿这种海底采矿系统包括：这种海底采矿系统包括：p 有有一个集矿机，长一个集矿机，长18m,宽宽51m,高高5m,重重330t,水下重量为水下重量为78t,依靠履带沿海依靠履带沿海底移动，其速度为底移动，其速度为0.65m/s。集矿机通过。集矿机通过6个吸入装置采集结核，这些吸入装个吸入装置采集结核，这些吸入装置每次可采集置每次可采集12m宽，通过挠性管分选和泵送结核。设计能力为宽，通过
56、挠性管分选和泵送结核。设计能力为600t/hp 有有一条内径一条内径382 mm、长、长600m的挠性管将集矿机与刚性提升管连接起来，的挠性管将集矿机与刚性提升管连接起来，呈可伸缩拱状，可使集矿机偏离浮动平台，避开障碍物呈可伸缩拱状，可使集矿机偏离浮动平台，避开障碍物p 有有一条钢管，长一条钢管，长4800m,由内径由内径382 mm、长、长27m管段组成，由位于水面下管段组成，由位于水面下9001200 m之间的之间的4台轴流泵进行泵送，每台泵的输送压力为台轴流泵进行泵送，每台泵的输送压力为240kPa,每台泵每台泵重重27t、高、高15 m、直径、直径1.1m容积固体容积固体液体比例为液体
57、比例为12%，提升能力为，提升能力为500t/h 5.深海采深海采矿矿p 有有一个半潜式一个半潜式“双体船双体船”平台，这个平台长平台，这个平台长110 m、宽、宽70m、高、高40m、吃水深、吃水深22 m。它将控制集矿。它将控制集矿提升作业，提升作业，以及集矿机的移动和动态定位和牵引，结核的分选和运输。以及集矿机的移动和动态定位和牵引，结核的分选和运输。它在运输中的排水量为它在运输中的排水量为28600t,在仓后作业时的排水量为在仓后作业时的排水量为41600t.半潜式半潜式“双体船双体船”平台中的锰结核，通过平台中的锰结核，通过300m长的长的挠性管转运到运矿船上，运矿船计划载重为挠性管
58、转运到运矿船上，运矿船计划载重为6万万t这种海底采矿系统包括：这种海底采矿系统包括： 5.深海采深海采矿矿pp 据法国初步计算（按据法国初步计算（按1988年价格），上述海底采矿工艺系统总投资年价格），上述海底采矿工艺系统总投资为为9.5亿美元，每年回收亿美元，每年回收150万万t(千重）锰结核。每年生产费用总计千重）锰结核。每年生产费用总计2.41亿亿美元，其中：采矿美元，其中：采矿5490万美元，运输万美元，运输3320万美元，冶炼万美元，冶炼15290万美元。万美元。p 锰结核锰结核区域是国际海底管理局筹备委会划给法国的先驱开采区。距檀区域是国际海底管理局筹备委会划给法国的先驱开采区。距
59、檀香山香山3000km, 面积面积75000km2,平均水深平均水深4800m,结核矿埋藏于表面沉积物结核矿埋藏于表面沉积物中，沉积物中松散的软泥，抗剪强度中，沉积物中松散的软泥，抗剪强度5kPa,采集的锰结核由运矿船经巴拿采集的锰结核由运矿船经巴拿马运河运到法国。马运河运到法国。 5.深海采深海采矿矿p 据据预测，预测，20052010年的金属价格；硅锰铁合金中的锰为年的金属价格；硅锰铁合金中的锰为0.65美元美元/Kg; 镍为镍为8美元美元/kg; 铜为铜为2.1美元美元/kg; 钴为钴为15美元美元/kg。据此计算，开采海底锰据此计算，开采海底锰结核的税前内部投资收益率将为结核的税前内部
60、投资收益率将为15.5%，这是工业部门可以接受的。，这是工业部门可以接受的。p 海底采矿海底采矿是是21世纪采矿的新课题，我国已经列入研究项目。由国家海世纪采矿的新课题，我国已经列入研究项目。由国家海洋局牵头，各有关部门研究人员参加，预计不久的将来会取得实际的成果。洋局牵头，各有关部门研究人员参加，预计不久的将来会取得实际的成果。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)p 2003年年10月月15日日9时时，宇航员杨利伟乘坐中国，宇航员杨利伟乘坐中国“神舟神舟5号号”航天飞船升航天飞船升空，在飞行空，在飞行21小时之后，于小时之后，于6月月16日
61、日6时时38分在内蒙古平稳安全着陆，从分在内蒙古平稳安全着陆，从而使我国继前苏联和美国之后成为第三个能独立开展载入飞行的国家，举而使我国继前苏联和美国之后成为第三个能独立开展载入飞行的国家，举国欢呼，引世人关注。国欢呼，引世人关注。p “神舟神舟5号号”发射成功之后，我国相继于发射成功之后，我国相继于2005年年10月月12日日9时时“神舟神舟6号号”飞船成功发射。飞船成功发射。2008年年9月月25日日21时时“神舟神舟7号号”飞船成功发射，翟飞船成功发射，翟志刚、刘伯明和景海鹏三名宇航员实现了出舱活动。志刚、刘伯明和景海鹏三名宇航员实现了出舱活动。2011年年11月月1日日5时时“神舟神舟
62、8号号”飞船成功发射，与之前发射的飞船成功发射，与之前发射的“天宫一号天宫一号”空间交会对接，虽空间交会对接，虽是无人飞行，但有形体假人随之上天。是无人飞行，但有形体假人随之上天。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)p 2012年年6月月16日日18时时37分分“神舟神舟9号号”飞船升空，飞船升空，6月月18日刘旺、景海日刘旺、景海鹏与刘洋三名宇航员完成鹏与刘洋三名宇航员完成“神舟神舟9号号”飞船与飞船与“天宫一号天宫一号”自动对接，自动对接，6月月24日又完成手控交会对接和空间试验任务，日又完成手控交会对接和空间试验任务，6月月29日胜利返
63、回地面，这标日胜利返回地面，这标志着中国航天技术进一步成熟，我国计划志着中国航天技术进一步成熟，我国计划2020年将建成自己的太空家园年将建成自己的太空家园。p 我们我们在欢庆我国航天事来取得巨大成功之际，矿业界的同仁应该设想和在欢庆我国航天事来取得巨大成功之际，矿业界的同仁应该设想和研究到月球上去采矿的课题了。月球上有着丰富的资源，这些资源按照联研究到月球上去采矿的课题了。月球上有着丰富的资源，这些资源按照联合国宪章原则，归属世界人民所共有。当然，谁先登上月球，谁就占有了合国宪章原则，归属世界人民所共有。当然，谁先登上月球，谁就占有了资源，就有权优先开发。资源，就有权优先开发。 6.月球采月
64、球采矿矿（mining in space)mining in space)p 月球月球上赋存有宇宙燃料上赋存有宇宙燃料3H，估计有，估计有100万吨。日本人曾经测算过，万吨。日本人曾经测算过，1t3H与重氢核取变反应产生的能量为与重氢核取变反应产生的能量为61017J，如果有，如果有6t3H就可以满足日本一就可以满足日本一年的电耗。年的电耗。p 我国我国的能源特别是石油资源短缺。现在我国每年进口石油的能源特别是石油资源短缺。现在我国每年进口石油20000万吨，万吨，今后我国将成为世界第一大石油进口国。我国人口占世界总量的今后我国将成为世界第一大石油进口国。我国人口占世界总量的21%，但，但石油
65、资源却只占世界总量的石油资源却只占世界总量的2.3%；消费量占；消费量占6%，目前每年还在以，目前每年还在以4%的速的速度增长，能源将成为我国国民经济发展的瓶颈。将来如果我们登上月球，度增长，能源将成为我国国民经济发展的瓶颈。将来如果我们登上月球，去月球回采去月球回采3H为我所用，一切便迎刃而解。现在世界能源总需求量达为我所用，一切便迎刃而解。现在世界能源总需求量达3.31020J，其中，其中90%来自碳素燃料，每年生成来自碳素燃料，每年生成CO2高达高达180亿吨，从而招亿吨，从而招致地球变暖及酸雨等环境问题。将来石油资源也会枯竭，如果人类能够实致地球变暖及酸雨等环境问题。将来石油资源也会枯
66、竭，如果人类能够实现去月球回采现去月球回采3H，人间何愁能源馨。，人间何愁能源馨。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)p 到到月球去采矿难度很大，需要高科技。月球在夜间或阴影地区的温度为月球去采矿难度很大，需要高科技。月球在夜间或阴影地区的温度为-170，白天为，白天为110，温差极大，且灰尘阻挡视线，此外低重力引起的，温差极大，且灰尘阻挡视线，此外低重力引起的稳定性和附着摩擦力也需注意。在月球上采矿，设备不能太重，用人不能稳定性和附着摩擦力也需注意。在月球上采矿，设备不能太重，用人不能太多，以减轻航天飞船运载的负担。因此，自动化、遥控等高科
67、技技术是太多，以减轻航天飞船运载的负担。因此，自动化、遥控等高科技技术是绝对需要采用的绝对需要采用的。p 国外国外航天专家曾设想在月球采用露天开采和坑内开采，回采航天专家曾设想在月球采用露天开采和坑内开采，回采3H带回地球带回地球做能源。回采月球上钛铁矿能获取氧，回采月球风化的表土层能获取氢，做能源。回采月球上钛铁矿能获取氧，回采月球风化的表土层能获取氢，从而得到在月球上维持生命的元素从而得到在月球上维持生命的元素空气、水和燃料，如果在月球采矿空气、水和燃料，如果在月球采矿作业获得成功，在月球上的人会越来越多，需要考虑人如何在月球上停留作业获得成功，在月球上的人会越来越多，需要考虑人如何在月球
68、上停留较长的时间较长的时间.将来还要进一步实现由月球再登上火星。将来还要进一步实现由月球再登上火星。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)到月球采矿，使用露天开采方法有到月球采矿，使用露天开采方法有3种可行方案种可行方案（1）用铲运机配松土器，松动土壤或用炸药爆破；（2）用反铲配汽车；（3）用移动式挖掘装载机和独立的运输汽车。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)但无论运用哪种设备，都需要解决以下问题：但无论运用哪种设备，都需要解决以下问题：（1）注意做好微陨石碰撞的防护；（2）充分考虑低重力下
69、的稳定性；（3）在月球上就地取材制造炸药；（4）有关设备必须能够 实现自动化遥控并能用机器人操作；（5）设备要用高强度和高耐久性的材料制造，可以在真空或低温条件下工作；（6）能源可考虑采用蓄电池、燃料电池或辐射能源。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)到月球去采矿，使用地下开采方法，也有到月球去采矿，使用地下开采方法，也有2种设想方案种设想方案（1）机械式岩石挖掘 （2）岩石热力破碎。其中，凿岩破碎可用冲击锤、连续采矿机、巷道掘进机、螺旋钻、微波破碎和超声振动等。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in sp
70、ace)pp 对于地下开采设备，其要求与露天开采设备相同。现在地球上使用对于地下开采设备，其要求与露天开采设备相同。现在地球上使用的采矿设备不适用于月球采矿，如同研制航天器设备一样，月球采矿设的采矿设备不适用于月球采矿，如同研制航天器设备一样，月球采矿设备也需要重新开发研制。备也需要重新开发研制。p 在在月球上实行地下开采法比露天开采法优点多：人在坑内作业，可月球上实行地下开采法比露天开采法优点多：人在坑内作业，可以防止陨石袭击、防止辐射，减少真空和温度的影响，采矿作业结束后，以防止陨石袭击、防止辐射，减少真空和温度的影响，采矿作业结束后，可用微波熔化和化学涂层的方式，将坑道密封，并把坑道改成
71、居住场所、可用微波熔化和化学涂层的方式，将坑道密封，并把坑道改成居住场所、工作站或维修站。工作站或维修站。 6.月球采月球采矿矿（mining in space)mining in space)pp 以前一提到月球上采矿，人们总认为是太遥远的事情，是畅想。以前一提到月球上采矿，人们总认为是太遥远的事情，是畅想。但如今，随着我国但如今，随着我国“神舟神舟9号号”载入飞船的成功发射升空和顺利返回地载入飞船的成功发射升空和顺利返回地球，我们应该对去月球采矿有新的认识，应将月球采矿提上议事日程，球，我们应该对去月球采矿有新的认识，应将月球采矿提上议事日程，列入列入“十二五十二五”及下一个五年科技攻关计划，并组织专家进行攻关。及下一个五年科技攻关计划，并组织专家进行攻关。让我们大家共同期待着让我们大家共同期待着到月球上去采矿的设想早日实现！到月球上去采矿的设想早日实现！结束结束
