我国金属矿山采矿技术进展及趋势的研究

2016-11-30夏大才贵州省地矿局103地质大队贵州铜仁554300

中国科技纵横 2016年12期

夏大才（贵州省地矿局103地质大队，贵州铜仁 554300）

我国金属矿山采矿技术进展及趋势的研究

夏大才
（贵州省地矿局103地质大队，贵州铜仁 554300）

金属矿山的开采能够促进我国的经济发展，并带动相关行业的发展。但是金属矿山的开采会对环境造成严重破坏，尤其是在近几年我国金属矿山开采力度不断增大的情况下。所以出于对环境的保护，响应国家可持续发展的战略方针，必须对金属矿山的采矿技术进行研究，从而减少金属矿山采矿对环境的破坏。本文将对我国金属矿山采矿技术的现状进行分析，并对其发展趋势进行探讨。

金属矿山采矿技术进展趋势

1　我国金属矿山采矿技术的现状

1.1露天开采

（1）分期开采。对于分期开采，一般是针对金属储量较大，并且开采年限较长的矿山。由于分期开采的初期剥采比较小，所以初期投入的成本较少，从而提高了整体的经济效益。同时，分期开采还能减小开采过程中的分先风险，从而让开采活动的效益得到保障。目前分期开采在国际上的应用较为广泛，近年来在我国也取得了一定的发展。

（2）陡坡开采。从陡坡开采理论在上世纪六十年代被提出后，我国在随后的时间里对其进行了深入研究，并通过实际操作对其进行不断改进，并取得了较好的成果。陡坡开采因其初期的剥离量比较小，基建工程的量也相对较小，所以建设周期短，能够快速投入实际开采活动。

（3）高台阶开采。高台阶开采在国外的应用较为广泛，而我国在这方面的研究起步较晚。目前，我国的高台阶开采中台阶的高度一般在15m以下，但随着我国采矿设备的快速发展，露天矿大型设备的出现将能使我国成功运用大台阶开采，从而提升露天矿的开采效率。

1.2地下开采

（1）空场采矿法。空场采矿法应用的基础是矿石和围岩的稳固性较高，所以这种方法在黄金矿山和有色金属矿山的开采中有较为广泛的应用。空场采矿法的生产成本很低并且生产效率高，同时其生产的能力很大且基建工程的施工周期较短，所以对于金属矿山的开采而言极为有利。目前，常常会对一些围岩不稳固的矿山进行加固处理，然后应用空场采矿法，但由于条件有限，在深部开采的应用上空场采矿法受到限制。

（2）崩落采矿法。在我国的地下采矿中，崩落采矿法的应用十分广泛，而其中分段崩落法是最常使用的方法。自从我国开始应用崩落采矿法后，迅速将其运用到了地下金属矿山的开采中。目前，我国的崩落采矿法主要以无底柱分段崩落法的使用最为广泛。而随着我国的科技发展，无底柱分段崩落法的应用将受到更多的重视，从而得到更广泛的推广。

（3）充填采矿法。将充填工序作为回采工序的一环是充填法的主要特征，充填体主要是用于控制采场地压并为围岩提供支撑力，从而达到对采后空区围岩的破坏和移动的延缓或是阻止。我国应用充填法的时间已经有很久，经历了由干式充填到水利充填，由分级尾砂、全尾砂、高水固化胶结充填到膏体泵送胶结充填的发展。由于我国的矿山数量众多且种类繁杂，所以充填工艺与技术的实际应用有很多类型。

（4）露天转地下采矿法。露天转地下采矿法有别于传统的露天采矿和地下采矿，其是结合矿山的实际，对其进行地下与露天的联合采矿。近年来，国内外对于露天转地下采矿方法的研究较为广泛，并取得了较好的成果。目前，我国的矿山开采中存在着多种采矿方法并存的现象，露天转地下的采矿方法应用范围在不断扩展。

1.3我国金属矿山开采中存在的问题

（1）我国的矿产资源缺口严重。我国的矿产资源总量丰富，但是在金属矿山的开采中，主要是一些贫矿，富矿的数量极少并且缺少大规模的金属矿山。同时，贫矿的开采经济效益较低，所以采矿企业会在实际的矿山开采过程中舍弃一些贫矿而只对富矿进行开采，导致矿产资源被浪费。

（2）采矿技术的发展存在不均衡的现象。由于我国幅员辽阔，不仅影响经济的局部发展，采矿业的发展也受到严重的影响。在一些经济较为发达的地区，采矿技术已经与国际水平接轨，采矿作用的专业水平很高。但在一些经济较为落后的地区，采矿行业中使用的还是一些落后的陈旧技术，设备很久才更换一次，刀子采矿的效率与社会发展的速度存在很大差异。

（3）资源利用率较低。对于有色矿山而言，其中一般会包含多种金属，所以需要对矿石进行多次处理，从而将矿石中的金属元素尽量提炼出来，提高矿石的利用率。但由于我国的综合回收技术处在较为落后的水平，对含有多种金属的矿石处理存在困难，所以矿石的利用率一直很低，导致其中的很多金属被浪费。

（4）地下开采破坏环境。地下的矿山开采是我国的主要金属采矿形式，为我国的金属矿山开采贡献了重要的力量。但是由于地下开采工作的大规模进行，经常会出现地面塌陷的情况，而普通的地下开采会对地下水造成影响，从而破坏地表的植被，导致矿山所在地的自然环境被严重破坏。

2　我国金属矿山采矿技术的发展方向

2.1精细开采

随着金属矿山采矿技术的不断发展，专业技术分化将会越来越细致，从而让金属矿山采矿技术出现很多细小的分支。而随着社会的不断发展，人们对工作的精细划分更有助于将工作落到实处，所以相关研究人员提出了对金属矿山的精细开采。具体的操作就是对采矿、运输和矿区维护就行精细的分工，从而减少采矿工作对环境破坏，实现环境维护工作量不断减少的目的，并同时提高采矿工作的效率。这样既能减少对环境的破坏，还能有效提升矿山开采的经济效益。

2.2大规模采矿技术

对于大规模采矿技术而言，大直径深孔崩矿技术是其核心。其中阶段崩落法、VCR法、分段空场法和分段崩落法等都属于大规模开采方法。近年来我国对崩落采矿技术的应用较为成熟，达到了较高的技术水准，并通过不断的改进使金属矿山的开采效率得到有效提升，并让生产成本得到较好的控制。而随着我国金属矿山开采技术的不断发展，以及各种先进开采工具的引进，大规模采矿技术将会得到更好的发展。

2.3难采矿床采矿技术

随着露天金属矿山的不断减少，我国的金属矿山开采将会呈现出开采难度逐渐上升的情况。对于难采矿床而言，主要是因为地温地压随着采矿逐步深入而不断增加，对于一些高应力矿区，采场突变失稳风险增高，导致开采工作难度上升。充填法的应用可以缓解难采矿体的开采难度，主要是充填法可以保持矿场的稳定，从而确保施工的顺利进行，减少采矿作业中的潜在危险。同时，充填法还能减少采矿成本，提高采矿效率，让难采矿床的采矿作业有跟高的经济收益。

2.4低品位矿床开采技术

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低品位矿床主要是一些矿石储量较少，并且矿石的开采难度较大，导致矿床的经济效益极低。对于这种矿床，主要是使用溶浸采矿技术直接将金属从地下提取出来，从而减少工序以达到节约成本的目的。

2.5无人化采矿技术

无人化采矿技术正在不断研发的过程中，其主要是利用智能机械设备取代采场的工作人员，从而减少采矿的成本，并提高采矿的安全性。随着科学技术的不断发展，能够取代采矿作业人员的设备将会被研发，矿场的生产效率将会得到提升，并且不会因为作业操作不当而出现人员伤亡的情况。