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电动工具的种类
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建筑与道路电动工具包括电锤、垂钻、冲击钻、电镐、石材切割机等。这些工具主要用于建筑和道路施工中，例如在混凝土、石材等硬质材料上钻孔、切割等。金属切削电动工具包括电钻、往复锯、型材切割机等。这些工具主要用于金属加工中，例如在金属板上钻孔、切割等。
林木加工电动工具包括电刨、曲线锯、电圆锯、电木铣、开槽机、修枝机等。这些工具主要用于林业和木工加工中，例如在木材上刨平、切割、修整等。农牧电动工具包括电动剪毛机等。这些工具主要用于农业和畜牧业中，例如在剪羊毛、剪草等方面。
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以上内容参考：百度百科-58同城
二、几种非金属矿开采技术综述
朱松耆
（苏州中材非金属矿工业设计研究院，苏州 215004）
摘要本文概述了中国几种重要的非金属矿的开采技术和实践经验，包括石膏、金刚石、石墨、膨润土、石棉、滑石、云母和高岭土。简要分析了这些矿物开采的特殊性，介绍了有关矿种开采技术的实例。
关键词非金属矿；开采技术。
作者简介：朱松耆，教授级高级工程师，电话0512-68213617，E-mail：zhusongqi@sina.com。
一、非金属矿开采概况
我国已探明资源储量的非金属矿产有91种，已规模化开采的有20余种，现仅就其中几种非金属矿的开采技术作一介绍。
中国金刚石、高岭土、云母、石棉、石膏、石墨、滑石、膨润土的开采情况如表1所示［1～6］。
表1非金属矿开采概况
注：本表仅列“矿点”，非公司名。1 ct＝0.2 g。
二、非金属矿开采的特殊性
（一）矿物品级及晶体保护
非金属矿各矿种的产品根据用途和工业要求都有不同的分级方法，这对开采也产生一些特殊要求。
如表2中所列，金刚石、石棉、云母、滑石、石膏、高岭土等矿物在工业上主要或部分是利用其物理力学性质的，成了直接利用的工程材料。金刚石颗粒细小，岩矿开采时无法考虑其保护；金刚石砂矿开采时，由于金刚石密度大，特别是颗粒大的，常富集于砂层底部和阶地下部，要求特别注意对这部分矿体的保护和开采。石棉、云母、滑石、石膏、高岭土等矿物开采时都要按工业要求考虑其保护措施。
表2非金属矿产品工业要求与分级对开采的影响
一些非金属矿物即使品位相同，但所含矿物的品级不同，售价不同，会引起开采技术经济指标的很大变化，影响开采方法和采矿方法的选择。有的价值昂贵，如云母矿，面积较大的薄片云母价格达400元/kg，面积为4 cm2的薄片云母价格为80元/ kg。从经济效益出发，开采时必须考虑其晶体保护。
（二）赋存条件和产状上的特殊性
如金刚石矿床，矿体为直立管状。开采时从开拓系统的选择到采矿方法都要作适应性的考虑。
（三）矿石及围岩特性
一些非金属矿矿石及围岩松软，矿层厚度大，在开采中必须采取特殊措施，保证生产的安全和高效。如高岭土矿和滑石矿，它们的特殊性能要求在开采和巷道支护方面采取相应的特殊措施。露天开采中，由于滑石越纯润滑性越好，自然安息角小，常要求边帮放缓，这样会使基建投资和开采成本增加。
（四）矿石性质的特殊性对开采的特殊要求
如纤维石膏价格高，但其质软易磨损，开采时需特别防止其受磨损，膨润土遇水后会迅速膨胀和崩解，不能采用湿式凿岩。高岭土砂矿由于矿石中含石英砂和砂砾，结构松散，冲采淘洗后高岭土矿易富集，开采时有条件的应当用水力开采以取得好的技术经济效果。
三、各矿种的开采简况
（一）石膏开采
中国石膏矿床规模大、质量好的都是沉积型。地下开采矿山有：邵阳石膏矿、平邑石膏矿、太原石膏矿等，南京石膏矿年产量为40×104t。荆门石膏矿是目前开采纤维石膏最大的矿山。露天开采的矿山一般规模较小，主要分布在甘肃、四川、宁夏、青海等省。
1.地下矿开拓运输方法
其方法有竖井开拓，如平邑石膏矿等；斜井开拓，如已采完的应城石膏矿；竖井、斜井联合开拓，如南京石膏矿；平硐开拓，如太原石膏矿、灵石石膏矿。灵石石膏矿曾用平硐溜井开拓，但不成功，雪花石膏（质量好的二水石膏）和一般普通石膏在通过大溜井放矿时易粉尘化，且夹有泥质，因此在水的作用下常造成溜井出矿口的堵塞事故，生产不正常；无水时漏斗放矿又尘埃迷漫，岩尘细微，用一般通风措施也难以解决问题。太原石膏矿采用平硐无轨开拓，于20世纪70年代末80年代初改用全无轨化采矿，当时在中国矿业界是第二个实例，既典型又具有先进性。该矿采用平硐无轨开采的有利条件是：矿体埋藏高于地面，矿层缓倾斜，倾角为5°～10°，适合平硐开拓和分层开采时汽车的运输；采用房柱法开采，采准切割巷道基本上都建于矿体内，可回收矿石，使基建投资下降；矿体及围岩稳固性好，矿房高达10 m，跨度12～15m，经久不垮，允许采用大型无轨设备；巷道断面大，但实际支护率仅8%，基建费用省；可边基建边生产，可局部投产、简易投产，见效快；生产规模不大，坑内运输车辆不多，通风比较好解决。该矿投产后结算，每吨矿石的单位投资仅43.75元，而那一时期同样规模的矿山都在100元以上。说明这种开拓方法是适于这一类型石膏矿体的。
2.石膏的开采工艺
分两类：一是纤维石膏矿的开采；二是雪花石膏、普通石膏和硬石膏矿的开采。纤维石膏硬度小，性脆，容易变成粉矿而损耗，开采装运时要避免捣运，避免用耙矿设备，避免用漏斗放矿，还由于矿石价值高（3倍于普通石膏），采用长壁选别充填采矿法，回采工作面崩落下的矿石用人工选别将矿石装入矿车，如荆门石膏矿。雪花石膏、普通石膏和硬石膏开采工艺相似，回采时用全面采矿法或房柱采矿法。
3.常用设备
地下开采时的技术装备主要是提升、运输、压气、通风、排水和采矿场的凿岩设备、装矿设备等。下面仅将提升设备举例说明如下（表3）。太原石膏矿无轨开采时多用轮胎式电动装载机，2 m3铲斗或较小铲斗的电动铲运机，汽车为10 t坑用自卸汽车，通风用二台4-72离心式通风机并联抽出式运行。
表3石膏矿地下开采提升设备举例
（二）金刚石开采
金刚石矿床分原生和次生。原生矿的产状有岩管型和岩脉型，次生的是金刚石砂矿。在开采方法上，岩管型的一般是露天或露天和地下联合开采。岩管产状特殊，是直通地表的近直立的管状，截面面积呈圆形或似椭圆形。通常面积为500～600 m2，大的达2000～3000 m2，有的甚至更大，一般岩管向深部面积愈来愈小，品位愈来愈贫，金刚石质量也变差（碎粒级增多），为尽快发挥投资效果，上部皆露天开采；一定深度后转入地下开采。原生矿岩脉的开采为地下开采，例如蒙阴红旗1号岩脉的开采，现已采完。次生的金刚石砂矿均为露天开采，品位不高，但宝石级金刚石含量高，经济效益好，例如原湖南常德金刚石矿和原山东郯城金刚石矿。
1.开拓运输方法
岩管的露天开采用公路螺旋线开拓，逆时针方向展线，用10 t汽车运输。金刚石砂矿一般都用公路开拓，汽车运输。
2.开采工艺
露天开采时分台阶开采，钻孔用YQ-150A型潜孔钻机，采用松动爆破，1 m3挖掘机，10 t汽车将矿石由回采工作面一直运到选矿厂。金刚石密度大，达3.52～3.55g/cm3，多富集于砂层底部和阶地的下部，开采时要注意清扫这些部位。也有用空气吸管清扫矿层底板的。
（三）石墨开采
中国晶质石墨矿都为露天开采，有：原南墅石墨矿、原北墅石墨矿、黑龙江萝北石墨矿、黑龙江鸡西石墨矿等。萝北石墨矿号称亚洲第一大矿。隐晶质石墨矿，都为地下开采，现开采的矿山有吉林磐石（烟筒山）石墨矿和湖南鲁塘石墨矿。
1.开拓运输方法
大型露天矿多用公路开拓，用载重量为15～20 t，个别也用8 t的自卸汽车运输。地下开采，用平硐或斜井开拓。
2.开采工艺
露天开采穿孔用KQ-150型潜孔钻机，采装工作用1～2 m3的电动挖掘机。地下开采的隐晶质石墨矿，由于矿石和围岩的稳固性差，均采用崩落采矿法，又由于石墨的滑腻性、摩擦角小等特点，将所有巷道都做成倾斜，创造性地使用了无底柱分段崩落法，矿石从工作面自溜至放矿溜井，除巷道倾角略小的设置些搪瓷溜槽，整个回采工艺不再设其他装运设备，具有设备简单、装运费省、容易掌握等优点。
（四）膨润土开采
膨润土是矿物成分以蒙脱石为主的粘土矿，又称蒙脱石粘土。其开采方法有露天开采和地下开采，矿石年产量大于20×104t属大型矿山，露天开采的有：辽宁黑山膨润土矿、河南信阳膨润土矿、甘肃金昌红泉膨润土矿、新疆托克逊县柯尔膨润土矿、新疆布克塞尔县夏子街矿等；地下开采的有浙江省临安膨润土矿、浙江仇山磁土矿、吉林九台膨润土矿等。按产量计露天开采占总产量的75%。包括中小型矿山全国有200余家。
露天开采普遍采用公路开拓，汽车运输。地下开采矿山都采用斜井开拓。
由于蒙脱石是不稳定矿物，吸水后要剧烈膨胀，此性能影响开采工艺选择，露天开采的黑山膨润土矿浅部为软质膨润土，深部为硬质膨润土。地下开采的膨润土矿常为硬质膨润土，临安膨润土矿和仇山磁土矿采用空场采矿法，九台膨润土矿用分层崩落采矿法。在回采工艺上不能用一般的湿式凿岩，不能用洒水除尘，而是要用电钻。
（五）石棉开采
石棉开采方法有露天开采和地下开采。目前中国规模较大的矿山皆为露天开采。有茫崖石棉矿、新疆巴州石棉矿、新疆若羌石棉矿、甘肃阿克赛石棉矿。其中茫崖石棉矿精矿产量达10×104t/a、阿克赛矿达20×104t/a、巴州矿达4×104t/a，是全国最大的三个矿区，差不多占全国总产量的85%。阿克赛矿的年产量差不多是全国总产量的50%。
1.开拓运输方法
露天矿山都采用公路开拓汽车运输，由于年采剥总量的增加，达（200～300）×104t甚至更大，运输汽车也向大载重量发展，现通常用15 t、20 t自卸式汽车。
2.开采工艺
一些大型石棉矿山设备比较现代化，开采台阶高度为12 m，穿孔设备采用KY-150型牙轮钻和YQ-150型潜孔钻；采装工作面已较普遍地采用2 m3、4 m3大型挖掘机，以取代小型挖掘机；辅助设备，如清理平整场地和收集矿岩用的推土机也已大型化。
（六）滑石开采
滑石大型矿山，有辽宁海城滑石矿，广西龙胜滑石矿，山东胶东地区的平度、海阳、栖霞等滑石矿。这三省的滑石生产量占全国总产量的85%，是中国滑石生产的三大基地。包括中小型矿山，全国有220多家滑石矿。
1.开采方法
有露天开采和地下开采。露天开采的有海城滑石矿，该矿开采矿点很多，有资料说该地区精矿总产量已达100×104t/a，海城东矿区范家堡子是中国最大的露天开采的滑石矿，广西龙胜滑石矿、山东平度滑石矿为凹陷露天开采。地下开采的有海城滑石矿西部矿区，山东胶东地区的海阳滑石矿和栖霞滑石矿等。
2.开拓方法
露天开采多用公路开拓汽车运输，海城矿东矿区露天开采用7 t、15 t自卸汽车运输，广西龙胜矿用12 t自卸汽车运输。地下开采，用竖井开拓的有胶东的栖霞滑石矿和海阳滑石矿；用平硐开拓的如海城矿西部矿区和海城的水泉滑石矿。
3.开采工艺
露天开采的海城东矿区露天矿，穿孔用YQ-150A潜孔钻机，挖掘用1 m3挖掘机，由于滑石质软，其莫氏硬度为1～1.5，有滑感，而且滑石纯度越高其润滑性越好，极易裂开成薄片，自然安息角小，约为35°～40°，极不稳固。围岩一般也均不稳固，节理、裂隙发育，这对开采工艺的影响很大，如海城东露天矿底帮最终边坡角仅40°，顶帮为36°是很缓的。使剥采比增加，造成基建投资和开采成本的增加。地下开采由于矿石及围岩不稳固使巷道支护困难，海城西部矿区采矿曾采用下向分层的选别充填采矿法，随着选矿技术的改进，允许降低入选矿石品位，开采时用无底柱分段崩落采矿法。山东栖霞，辽宁本溪、营口等滑石矿采用分段自然崩落采矿法。
由于滑石在工业上主要作粉体填料，多利用其白度，开采时要求不被第四纪土层及污浊的矿坑水所染色。手选后在工业上直接利用的要保护其纯度。
（七）云母开采
中国白云母的主要产地，新疆阿尔泰、四川丹巴和内蒙古土贵乌拉三大基地，现都已闭矿。金云母一般开采规模不大，有河南镇平、吉林集安等。碎云母矿河北灵寿矿区最大，还有江西、湖南、湖北、山西等矿点。由于云母纸和云母粉的生产和应用，碎云母的生产已占云母工业的主导地位。
云母露天开采的有新疆阿尔泰云母矿。
开拓运输方法：露天开采常用公路开拓、斜坡道开拓，由于开采量小也用无沟开拓。公路开拓，一般用5t自卸汽车运输。无沟开拓是用简易索道横跨采场提升运输。
由于云母矿价值昂贵而开采规模又小，开采工艺简单，炮孔布置要避开富矿带，爆破后在工作面上人工拣选装运。
（八）高岭土开采
高岭土按自然产出的形态及工业要求分：软质高岭土、砂质高岭土和硬质高岭土。软质高岭土规模最大的是苏州中国高岭土公司，产量为25×104t/a，品位高，原矿可直接在工业上利用，低档的作耐火材料。其手选1号泥比手选4号泥价格高10多倍，因此开采时要求保护优质土，保护原矿的纯度，并使其不变成碎屑状，过去多在回采工作面进行人工选别回采，现在开采规模大了，但为与手选车间的衔接，仍要适当选别回采。砂质高岭土（又称砂性高岭土），我国资源丰富，近10多年来蓬勃发展，建成许多大型和超大型矿山。如广东茂名高岭科技有限公司（10×104t/a造纸涂料级高岭土、广东茂名石化高岭土有限公司（5～8）×104t/a造纸涂料级高岭土、广西兖矿集团北海高岭土有限公司（10×104t/a陶瓷用高岭土）、福建龙岩高岭土公司（5×104t/a陶瓷用高岭土）等。正在建设的广西合浦沪天高岭土有限公司规模更大。硬质高岭土也称煅烧高岭土，中国一般是煤系硬质高岭岩（土）经深加工处理而得，由于硬质高岭岩是和煤共生、伴生，其开采是按煤的开采情况及其本身的赋存情况来定的。
高岭土矿的开采方法有露天开采也有地下开采，热液蚀变型和沉积型的高岭土矿一般浅部用露天开采、深部用地下开采。如苏州中国高岭土公司所属阳西矿区和阳东矿区都曾浅部用过露天开采。砂性高岭土皆为露天开采。由于矿石中含石英砂或砂砾，结构松散，冲采淘洗后高岭土易富集，且白度、细度好，有条件的应采用水采水运。如上述广东茂名的两个矿山及正在建设中的广西合浦沪天高岭土公司的矿山。福建龙岩高岭土公司也是砂性高岭土，规模也大，由于该处缺水，只能用一般的露天开采法，旱采旱运；广西兖矿集团的北海矿高岭土矿也是旱采旱运。
1.开拓运输方法
露天开采用过窄轨开拓，电机车牵引矿车运输，如苏州中国高岭土公司所属阳东、阳西矿区。砂性高岭土水采时，用水枪冲采和渣浆泵配合作业，矿浆从设于矿块中的集浆池用渣浆泵输送至选厂，一般采用200/150R-AH型渣浆泵通过直径为250mm塑料管输送。福建龙岩高岭土矿和广西兖矿集团的北海高岭土矿都采用公路开拓，汽车运输。地下开采有竖井开拓、斜井开拓等，如苏州中国高岭土公司所属的矿山。
2.开采工艺
水力开采采用SQ-80型、平桂-150型、平桂-200型水枪，冲下的渣浆用渣浆泵输送至粗选厂。这种开采方法的优点是工艺简单，设备简单，劳动生产率高，选矿厂的制浆工艺提前，采选一体化，这种方法在英国用得较多。龙岩高岭土矿和一般露天矿一样，采用挖掘机加汽车。该矿用WK-2型挖掘机，17 t自卸汽车。软质高岭土的地下开采，如中国高岭土公司阳西竖井、观山竖井等，由于矿体松软易碎，具有可塑性，遇水后有吸水性和膨胀性，同时还具有隔水性，是典型的塑性介质。脉内巷道采取封闭式支护，采矿方法结合松软厚矿体的特点采用分层崩落法。回采时用风镐及手镐落矿，据有关文献报道，国外有用沿进路自动推进的刮刀采装联合机进行回采的。底板大理岩中有纯净氮气，在该岩层中进行反井掘进时，采取预防氮气外漏的措施。
参考文献
［1］朱训，尹惠宇，项仁杰，韩新民，崔越昭.中国矿情，第三卷：非金属矿产.北京：科学出版社，1999
［2］采矿手册编辑委员会.采矿手册，第四卷.北京：冶金工业出版社，1990
［3］非金属矿工业手册编辑委员会.非金属矿工业手册（上、下册）.北京：冶金工业出版社，1992
［4］朱松耆.非金属矿工业应对WTO的浅议.中国建材，2002（6）
［5］唐靖炎，何保罗.我国非金属矿开发利用现状.中国建材，2006（1）
［6］胡勤，周伟.试论中国非金属矿工业发展战略.中国非金属矿工业导刊，2008（1）
A Brief Introduction to Mining Technology of Some Kinds of Non-metallic Minerals in China
Zhu Songqi
（Suzhou Zhongcai Design and Research Institute for Non-metallic Mineral Industry，Suzhou Jiangsu 215004，China）
Abstract：The paper summarizes mining technology and practical experiences for several kinds of non-metallic minerals in China，such as gypsum，diamond，graphite，bentonite，asbestos，talc，mica and kaolin.The specific characteristics of mining technology for these minerals are briefly analyzed.Some illustrative cases of mining practices are introduced.
Key words：non-metallic minerals，mining technology.
三、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Kuldur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。
参考资料:金元素在线分析仪
