這個世界最大地下礦山是如何做到“無人智能采礦”？

21世紀，礦業引入了一種全新理念，就是構建一種新的智能模式，實現資源與開采環境數字化、技術裝備智能化、生產過程控製可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策科學化。無論是國家最新發布的《全國礦產資源規劃(2016-2020)》還是去年提出的《中國製造2025》，智能化均被重點提及，智能化也成為礦山行業轉型升級的必然之路。

目前，國內礦山主要處於自動化向智能化過渡階段，而部分國外礦山已經實現了無人礦山，如瑞典的基律納鐵礦，今天《礦業彙》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。

一、基律納鐵礦

基律納鐵礦位於瑞典北部，深入北極圈內200km，是世界上緯度最高的礦產基地之一，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。

基律納鐵礦設計原礦年生產能力為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。按照礦山生產安排，計劃在2018年前完成係統改造和產能提升，屆時將實現3500--4000萬t的生產能力。

二、智能高效采礦技術

1、開拓

基律納鐵礦采用豎井+斜坡道聯合開拓，礦山有3條豎井，用於通風、礦石和廢石的提升，人員、設備和材料主要用無軌設備從斜坡道運送。主提升豎井位於礦體的下盤，到目前為止，采掘麵和主運輸係統已經下移了6次，目前的主要運輸水平在1045m水平。

主斜坡道位於礦體北部的下盤，坑口在工業場地附近，標高為+230m，在進口段為單車道、雙巷，延伸至420m水平時合並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水平、輔助水平聯結。斜坡道的坡度為1∶10，巷道局部采用噴錨網支護，路麵均進行了硬化處理。

2、采礦

1965年，基律納鐵礦由露天轉入地下開采後，一直采用特大規模無底柱分段崩落法開采並沿用至今，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於分段崩落法的成功應用，這種采礦方法的優點主要有:

(1) 有利於大規模、機械化、高強度開采;

(2) 井下作業場所比較安全;

(3) 采礦工藝靈活，開采工作麵易靈活調整，可多個作業麵同時回采;

(4) 回采工藝簡單，生產設備和開采工序可實現標準化。

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，通風難度較大。

井下開采從采準巷道掘進、采場鑽孔、爆破、采場裝載出礦、運輸、卸礦至礦倉、膠帶輸送至箕鬥、豎井提升、礦石成品運輸的開采工藝流程如下圖。

圖2　開采工藝流程

3、鑽孔裝藥及爆破

巷道掘進采用鑿岩台車，台車裝有三維電子測定儀，可實現鑽孔精確定位。巷道掘進采用深孔掏槽，孔深一般為7. 5m，孔徑64mm。采場鑿岩采用瑞典阿特拉斯公司生產的SimbaW469型遙控鑿岩台車，孔徑115mm，最大孔深55m，該台車采用激光係統進行準確定位，無人駕駛，可24h連續循環作業。

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

4、礦石遠程裝載和運輸與提升

基律納鐵礦采場鑿岩、裝運和提升都已實現智能化和自動化作業，鑿岩台車和鏟運機都已實現無人駕駛。礦石裝載采用阿特拉斯公司生產的Toro2500E型遙控鏟運機，鬥容25t，單台效率為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，便於集中維修。

井下運輸係統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鬥段運輸，有軌自動運輸一般由8列礦車組成，礦車為連續裝、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，豎井箕鬥在指定位置停穩後，礦石自動裝入箕鬥，工作人員按下手柄提升機隨即起動，將箕鬥提升至地表卸載站後，箕鬥底門自動打開，完成卸礦。裝載和卸載過程為遠程控製。

2010年，為了提高產量，提高設備的可靠性和效率，礦山對提升係統進行了大規模改造，對用於停車和緊急製動的液壓盤式製動器進行了檢修，安裝了新型傳感器。通過技術改造，提升係統實現了智能化。

三、遙控砼噴射技術支護加固技術

巷道支護采用噴錨網聯合支護。噴射混凝土厚度一般為3-10mm，由遙控混凝土噴射機完成，錨杆和鋼筋網安裝使用錨杆台車。大量智能遙控機械設備的投入使用，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

錨杆和鋼筋網安裝

四、總結

基律納鐵礦基本實現了“無人智能采礦”，僅依靠遠程計算機集控係統，工人和管理人員就可實現在遠程執行現場操作。在井下作業麵除了檢修工人在檢修外，幾乎看到其他工人。這一切都得益於大型機械設備、智能遙控係統的投入使用，以及現代化的管理體係，高度自動化和智能化的礦山係統和設備是確保安全高效開采的關鍵。

新常態下，我們應站在新的高度，去探索和開發新的技術，高效開發利用有限的礦產資源，任重道遠!