1. 引言
采矿工程作为资源开发的核心领域，对全球经济的发展具有不可替代的战略意义。随着科学技术的迅猛发展，传统采矿方式已难以满足现代社会对效率、安全和环保的多重要求。在效率方面，自动化与智能化技术的引入显著提升了矿山生产的作业速度与资源利用率；在安全方面，先进的监测与控制系统大幅降低了事故发生的风险；在环保方面，绿色采矿技术的应用有效减少了对生态环境的破坏。因此，现代采矿技术的应用不仅是技术进步的必然结果，更是实现矿业可持续发展的紧迫需求。[1][5]
2. 现代采矿技术概述
2.1 智能化开采技术
智能化开采技术是现代采矿工艺的核心组成部分，其通过自动化设备、传感器网络以及人工智能算法的应用，实现了矿山生产的自动化与智能化。自动化设备如自动化钻井机、装载机和运输系统显著减少了对人工操作的依赖，从而提高了生产效率并降低了劳动风险[6]。此外，智能化技术如人工智能和机器学习被用于实时监测和调整采矿过程，使其能够根据地质条件的变化动态优化生产计划。这种数据驱动的决策方式不仅减少了资源浪费，还提升了矿山运营的安全性与可持续性[6]。因此，智能化开采技术在提高生产效率的同时，也为矿山安全管理提供了强有力的技术支撑。
2.2 绿色采矿技术
绿色采矿技术以环境保护和资源可持续利用为核心目标，旨在通过减少废弃物排放和采用环保开采工艺来降低采矿活动对生态环境的影响。在现代化采矿工艺中，绿色采矿技术特别关注矿山开发过程中的污染控制和生态修复问题[1]。例如，在矿产资源开采过程中，传统粗放型开采方式往往导致山体滑坡、植被破坏和水体污染等环境问题，而绿色采矿技术则通过科学规划和技术创新，最大限度地减少这些负面效应[5]。此外，绿色采矿技术还强调对已破坏生态环境的全面修复，以实现矿山的可持续发展。这一理念的推广对于缓解资源开发与环境保护之间的矛盾具有重要意义[1]。
2.3 其他现代采矿技术
除了智能化开采技术和绿色采矿技术外，现代采矿工程还包括多种其他先进技术，如深部开采技术和高效破碎技术等。深部开采技术主要针对埋藏较深的矿体，通过优化井巷掘进技术和支护方案，确保在复杂地质条件下的安全高效开采[3]。高效破碎技术则通过改进矿石碎解系统和选矿流程，提高资源回收率和能源利用效率[10]。这些技术的特点在于其高度专业化和针对性，能够根据不同矿种和地质条件灵活应用。例如，长壁开采技术适用于煤矿矿产开采，而空场采矿工艺技术则在地下采矿中表现出显著优势[3]。这些现代采矿技术的广泛应用不仅提升了采矿效率，也为矿山行业的可持续发展奠定了坚实基础。
3. 现代采矿技术在采矿工程中的实践应用
3.1 不同类型矿山的应用实例
3.1.1 煤矿
现代采矿技术在煤矿开采中的应用显著提升了生产效率与安全性。智能化综采工作面的引入，通过自动化设备和传感器实现对煤炭开采过程的实时监控与精准控制，从而大幅提高了煤炭开采的效率[2]。此外，智能化技术还能够有效降低人工操作的风险，减少事故发生率，为煤矿开采提供了更高的安全保障[4]。例如，利用先进的定位与切割技术，可以在不损伤有价值矿体的同时，最大限度地减少废弃物的产生，进一步优化了资源利用率。这些技术的应用不仅推动了煤矿行业的现代化进程，也为其他类型矿山的技术革新提供了宝贵经验。
3.1.2 金属矿山
在金属矿山中，现代采矿技术的应用同样取得了显著成效。空场采矿法通过将矿块划分为矿房和矿柱两部分，先采矿房后采矿柱，有效保障了开采过程中的稳定性与安全性[3]。该方法在实际应用中表现出良好的矿块划分能力，尤其在矿石与围岩稳固性较高的条件下，能够显著提高开采效率。与此同时，充填采矿法通过填充材料对采空区进行填补，不仅增强了采空区的支撑强度，还最大限度地降低了矿产生产安全事故的发生率[8]。这种技术在特定情况下结合填充材料的密度进行向下分层充填，进一步提升了回采的有效性，为金属矿山的可持续发展提供了有力支持。
3.2 不同地质条件下的应用
3.2.1 复杂地质条件
在复杂地质条件下，如断层、破碎带等区域，现代采矿技术展现了其卓越的适应性与安全性。填充开采技术的广泛应用有效解决了复杂地质条件下的开采难题。例如，在存有矿脉的山体中进行开采时，面对倾斜度高、厚度小的地质特征，可采用削壁填充方式对开采作业面进行及时处理，从而减小作业面承受的压力，保障开采过程的安全[7]。此外，上向分层尾砂充填法也是一种常用的填充技术，它通过对采空区进行分层充填，有效修复了生态环境，同时提升了开采效率。这些技术的应用不仅克服了复杂地质条件带来的挑战，还为类似条件下的矿山开采提供了重要的技术参考。
3.2.2 特殊地质条件
在特殊地质条件下，如高海拔、高温等环境下，现代采矿技术的应用要点与成效尤为突出。机械开采工艺凭借其高度的自动化程度和精确的矿体定位技术，能够在极端环境下实现高效开采[11]。例如，在高海拔地区，由于氧气稀薄，传统人工开采方式难以实施，而机械化设备则能够克服这一限制，确保开采工作的顺利进行。此外，爆破法采矿工艺在硬岩矿床中的应用也表现出显著优势，特别是在高温环境下，通过优化钻孔布置与爆炸物选择，能够实现快速且安全的矿石分离[11]。这些技术的应用不仅提升了特殊地质条件下矿山开采的效率，还为未来类似环境下的技术改进提供了重要依据。
4. 现代采矿技术实践中的问题
4.1 技术应用成本问题
部分现代采矿技术因其高端设备的购置费用高昂以及后续维护成本较大，显著增加了企业的应用成本，从而对技术的推广产生了不利影响。例如，智能化开采技术所依赖的自动化设备和传感器需要大量的资金投入，同时其运行过程中的维护和技术升级也需持续的资金支持[1]。此外，绿色采矿技术中涉及的环境保护工艺和资源可持续利用措施，往往需要额外的设备和技术支持，这进一步加大了企业的经济负担[5]。因此，高昂的技术应用成本成为制约现代采矿技术广泛应用的重要因素之一。
4.2 设备兼容性问题
在现代采矿技术的应用过程中，新技术与现有矿山设备之间存在兼容性不佳的问题，这对整体生产效率产生了负面影响。由于许多矿山企业已长期使用传统设备，在引入新技术时，新设备可能与旧系统的接口不匹配或通信协议不一致，导致设备之间无法有效协同工作[9]。例如，某些智能化开采设备可能需要高速数据传输网络，而现有矿山的基础通信设施可能无法满足其需求，进而影响生产流程的顺畅运行。这种兼容性问题不仅降低了生产效率，还可能导致设备闲置或资源浪费。
4.3 专业人才短缺问题
现代采矿技术对专业人才的要求较高，而当前行业普遍面临专业人才不足的局面，这在一定程度上制约了新技术的应用与发展。随着智能化、绿色化等现代采矿技术的不断推广，对具备跨学科知识背景的专业人才需求日益增加。然而，目前高校教育体系中相关专业的课程设置与实际工作需求存在一定脱节，且职业培训体系尚不完善，导致行业内能够熟练掌握并应用现代采矿技术的人才数量有限[12]。这种专业人才的短缺不仅影响了新技术的高效实施，也在一定程度上延缓了采矿行业的整体技术进步。
5. 解决现代采矿技术实践问题的策略
5.1 优化技术方案
为应对现代采矿技术应用中高昂的成本问题，技术创新与改进是关键途径之一。通过研发新型设备与工艺，可以有效降低技术应用成本并提高其性价比，从而促进技术的广泛推广。例如，在矿石碎解系统中引入先进的自动化控制技术，不仅能够显著提升资源利用率，还能减少能耗与污染[10]。此外，优化尾矿处理工艺可进一步降低环保成本，同时提升矿山生产的可持续性。这些技术优化措施以先进设备与智能控制手段为支撑，有助于实现安全高效开采的目标，为企业带来长期经济效益。
5.2 加强设备研发与改造
针对现代采矿技术与现有矿山设备兼容性不佳的问题，加强新设备研发与现有设备改造显得尤为重要。一方面，研发具备高度兼容性的新型设备，能够更好地适应不同矿山环境的需求；另一方面，通过对现有设备进行升级改造，可提升其与新技术的协同性。例如，在智能化开采技术中，通过改进传感器与自动化设备的接口设计，能够有效解决设备间通信不畅的问题[9]。此外，结合矿山实际需求，开发模块化设备，可以灵活应对不同地质条件下的开采任务，从而全面提升整体生产效率。
5.3 完善人才培养体系
现代采矿技术对专业人才的要求较高，而当前行业普遍面临专业人才短缺的问题，这严重制约了技术的应用与发展。因此，建立完善的专业人才培养体系迫在眉睫。具体而言，高校教育应注重理论与实践相结合，开设与采矿工程技术相关的课程，并引入实际案例分析，以培养学生的综合能力[12]。同时，职业培训也是人才培养的重要组成部分，通过开展针对性强的技能培训，可以快速提升从业人员的专业水平。此外，企业应与高校及科研机构合作，共同搭建人才培养平台，为行业发展提供持续的人才支持。
6. 现代采矿技术在采矿工程中的发展趋势
6.1 与新兴技术融合
现代采矿技术正逐步与大数据、物联网、区块链等新兴技术深度融合，从而推动矿山生产的智能化升级。通过大数据分析，矿山企业能够更精准地预测资源分布和开采效率，优化生产决策[6]。物联网技术的应用则实现了设备间的互联互通，实时监控设备状态，提升生产过程的自动化水平。此外，区块链技术的引入为矿山数据管理提供了更高的安全性和透明度，确保数据的真实性和不可篡改性。这些新兴技术的融合不仅提高了矿山生产的智能化程度，还为矿山企业的可持续发展奠定了坚实基础。
6.2 智能化与绿色化程度提升
未来采矿技术的发展将更加注重智能化与绿色化的深度融合，以实现安全、高效、环保的开采目标。智能化技术的持续进步将使矿山生产更加自动化和精细化，例如通过人工智能和机器学习优化开采路径，减少资源浪费[1]。同时，绿色采矿技术的创新将进一步降低开采过程对环境的影响，例如采用环保型开采工艺和废弃物处理技术，最大限度地保护生态环境[5]。这种双重发展趋势不仅符合全球资源开发的需求，也将为采矿行业的可持续发展提供强有力的技术支撑。
7. 结论
现代采矿技术在采矿工程实践中的应用取得了显著成果，智能化开采技术、绿色采矿技术以及其他先进技术的应用，不仅提升了矿山生产的效率与安全性，还推动了资源可持续利用与环境保护。然而，在实践过程中，技术应用成本高、设备兼容性不佳以及专业人才短缺等问题也逐渐凸显。针对这些问题，优化技术方案、加强设备研发与改造以及完善人才培养体系等策略被提出，以促进现代采矿技术的进一步推广与应用。现代采矿技术对采矿行业的发展具有重要意义，未来其有望与大数据、物联网等新兴技术深度融合，朝着更高程度的智能化与绿色化方向发展，实现安全、高效、环保的矿山开采。
参考文献
[1]梁飞.采矿工程中现代化技术应用的研究与探讨[J].能源与节能,2024,(5):248-251.
[2]周剑.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探索[J].当代化工研究,2021,(15):139-140.
[3]白腾飞.现代化工艺技术在采矿工程中的应用分析[J].中国金属通报,2023,(7):49-51.
[4]李艳朝.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探究[J].市场周刊·理论版,2020,(41):148-148.
[5]龚永林.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用分析[J].世界有色金属,2022,47(15):28-30.
[6]马文有.简述现代化采矿工艺在采矿工程中的应用[J].信息产业报道,2023,(9):117-119.
[7]朱春来;闵国清;马晓平.采矿工程的采矿技术与施工安全管理[J].中国金属通报,2021,(16):77-78.
[8]郭帅.现代采矿技术在采矿工程中的应用[J].当代化工研究,2020,0(1):82-83.
[9]孙腾飞;邰振忠.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用研究[J].中国金属通报,2020,(4):17-18.
[10]乌尼尔.采矿工程中的采矿工艺与技术研究[J].世界有色金属,2023,(20):35-37.
[11]罗勇.采矿工程中采矿工艺的运用探析[J].新疆钢铁,2023,(3):46-48.
[12]王勃.探究现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用策略[J].当代化工研究,2021,(15):153-154.
[13]郑强英.关于现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用初探[J].当代化工研究,2021,(9):156-157.
[14]牛晓波.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用与分析[J].石化技术,2020,27(9):189-190.
作者简介：夏登奎（1986—），男，汉族，本科，研究方向为采矿工程。
