我國金屬采礦業面臨的問題及未來發展方向

何玉琪

（蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 730021）

1 金屬采礦業發展的重要性

金屬采礦業的發展是國家經濟發展的重要支撐，國民經濟的快速發展伴隨著礦產資源快速消耗，金屬產量的同步增長是國民經濟的可持續發展的基礎，由表1可以看出金屬材料的產量增長與GDP的增長相輔相成，我國正處于工業化中期階段，今后20-30年是我國資源消耗的高峰期。另外，金屬礦業的發展，關系著國家經濟安全和國防安全，縱觀全球，世界各國對礦產資源的爭奪日益加劇，我國已將全球礦產資源戰略、作為國家全球戰略的一個重要組成部分。

表1 GDP發展與金屬產量的關系

2 我國金屬采礦業發展面臨的問題

2.1 我國金屬礦產資源供應量不足

我國金屬礦產資源的總體特點是，資源特點是分布不均,貧礦多富礦少，重要的礦產資源儲量不足，人均少，比如銅鋁人均儲量占只有世界平均水平的1/6和1/9。目前中國鐵、銅、鋁、鉛、鋅、鉻、錳等礦產品自產量不足，需要大量進口，例如，2003年，銅產量的60%以上、鋁產量的48%以上、鉛產量的30%、鋅產量的20%是靠進口原料生產的。

后備資源不足，保障程度低，探明儲量大部分已被動用，可持續增產的后備基地嚴重不足。東部大量礦產陸續開始進入資源枯竭期，銅、鉛、鋅、等礦產現有儲量的動態保障程度只有十幾年。鋁土礦保障程度不足20年，鐵礦保障程度僅30年。

2.2 采礦綜合效益差

我國礦山的綜合效益與發達國家相比存在差距，一方面與我國礦床的賦存條件復雜有關，另一方面采礦技術的發展很大程度上依賴于采礦設備的發展，我國礦山裝備水平相比國際先進水平存在差距，礦山生產效率低，地下礦山的生產效率僅為發達國家的5%-10%，無法實現高效高強度采礦，而且采礦損失率大，資源綜合利用率低。對于“三下”礦床等復雜難采礦床的開采尚未形成可行的系列開采技術及裝備，該類礦山的開采成本及資源利用效果很不理想。

2.3 采礦業發展與環保的矛盾突出

近年來礦產資源的消耗和需求急劇增加，采礦行業的大規模、低水平擴張，片面追求經濟增長速度，缺乏環境保護意識，環保投入不足，對生態環境造成巨大破壞。礦山排出的各類廢石、廢渣、尾礦的堆放也侵占大量土地，在暴雨誘發下極易發生泥石流。礦山表土剝離導致嚴重的水土流失、地表植被破壞，大片土地出現沙化。開采導致巖(土)體變形，誘發崩塌和滑坡等地質災害。采礦廢渣、尾礦暴露在大氣中，其中的硫化物發生氧化使降水成為酸雨。

3 金屬采礦業發展的方向與對策

針對目前我國金屬采礦業面臨的資源短缺，環境保護壓力大的問題，應從以下幾個方面尋求金屬采礦業發展的方向與對策：

3.1 采礦設備高效化、大型化、自動化

采礦技術的變革依賴于采礦裝備的創新，沒有采礦裝備的發展，就不可能有采礦技術的進步。提升礦山裝備水平，采用大規模強化開采新技術，新工藝、新裝備，加強對深部、低品位、難采礦產資源的綜合開發利用，提升目前礦產資源自給能力。高效化、大型化、自動化無軌設備是礦山設備的發展趨勢，露天礦方面，鉆機、挖掘機、自卸卡車向大型化發展，地下礦山方面，研制中深孔全液壓鑿巖機具、鏟運機為主體的無軌化裝運設備，振動出礦、連續采礦以及配套的輔助機械設備，并實現自動化、智能化。

3.2 發展高效、連續采礦技術

采礦方法朝大參數和結構簡化方向發展，采用高階段 (120-200米)、大采場、實現一步驟回采 、采準切割合一可以大幅度降低采切比，降低采礦成本，改善采場地壓分布。

采礦工藝向連續化規模化方向發展，可解決落礦高效率與出礦低效率的矛盾，采礦工藝逐步從間歇式工藝，向鏟運機、破碎機—膠帶運輸機配套的間斷—連續工藝過渡，階段連續回采時，強采、強出、強充，圍巖暴露時間短，有利于采場地壓控制，回采工作面連續推進，使井下采礦作業合理集中，從而避免礦山因大量留礦柱導致的多中段作業、資源大量損失的問題。

3.3 礦山數字化與采礦智能化

所謂數字化，實質是利用計算機系統來收集、處理信息，從而完成自動控制和決策，將礦山進行數字化是未來礦山的發展趨勢，數字礦山可將工程地質、水文地質及巖石力學數據的采集、處理、傳輸、存儲、顯示與探采工程進行計算機集成，利用計算機進行礦山規劃與開采方案決策優化，同時礦山主要設備運轉狀態監控、生產過程監控與調度、礦山環境監測與災害預警都可利用計算機系統完成，使礦山的設計、經營、管理人員可以快速、準確、充分、完整地了解礦山各方面的信息。在此基礎上利用GPS、虛擬傳感技術、數字通訊技術、對采礦設備進行實時控制和調度，從而實現遙控采礦、無人采礦，使礦山的生產管理智能化、自動化，使礦山經營管理更加高效安全。

3.4 發展無廢開采技術，建設綠色礦山

把礦區資源與環境作為一個整體，與環境協調一致地開發礦區，最大限度地減少廢料的產出、排放，提高資源綜合利用率，減輕或杜絕礦產資源開發的負面影響。實現無廢開采的途徑有：一是采用合理的開拓系統和采切比小的采礦方法，從源頭上控制廢石產出率，實現廢料產出最小化。如采用上行開采順序、建設井下選廠，將廢石、尾砂回填采空區。二是加強綜合回收，提高廢料資源化的水平，使廢料資源變成礦產資源，比如將廢料資源制作建筑材料和用來礦區復墾、造地等。三是加大研究和推廣一些無廢開采的新技術，比如溶浸采礦技術中的原地溶浸法是在地下用溶浸液將礦石中的有用成份有選擇性地浸出，不必采出礦石，避免了廢料的采出。

3.5 促進溶浸采礦技術的發展與應用

我國金屬礦床具有貧礦多、富礦少的特點，而隨著20年來采礦工業的發展,富礦資源已經大量消耗，許多資源面臨枯竭，資源供需矛盾凸顯。面對這種情況，未來我國采礦工業的一個重要開采對象將是貧礦資源,因而勢必加大貧礦資源的開采利用，相應地發展貧礦資源開采技術。溶浸采礦技術的原理是用溶浸液將礦石中的有用成份有選擇性地浸出，再將溶液抽出送車間回收有價金屬，是回收低品位礦石資源有效手段，在大力開發貧礦資源的背景下，溶浸采礦技術具有深遠的發展前景，是采礦業未來發展的一個重要方面。目前我國有些礦山已經成功的應用了溶浸采礦技術，但規模不大，未來應擴大規模,更重要的是研究開發原地溶浸的關鍵技術,以促進原地溶浸采礦的推廣應用。

3.6 深部采礦與開發海洋資源

目前國內許多礦山的儲量即將枯竭，但深部具有很大的找礦前景，意味著未來地下礦井開采將無可避免的進入深部開采，深部開采面臨的問題是地壓顯現加劇，巷道難以維護，采場地壓管理困難；高地應力引起巖爆、礦震、沖擊地壓等動力災害；深部地溫升高，井下氣候環境惡化。因此，關于深部開采的理論研究和系統開采技術研究將是未來的研究重點，應該在深井開采的巖爆、礦震、沖擊地壓等動力災害控制、預報與防治技術；深部開采安全技術、采場布置與采礦方法、降溫與通風、采場支護、超深豎井掘進、鋼繩提升和無繩提升等方面力求突破。

海洋資源將成為人類未來資源開發的主要對象，隨著陸地金屬礦產資源逐漸枯竭和全球經濟發展對金屬礦產資源需求的日益增加，隨著科學技術的進一步發展，海洋金屬礦產資源開發將成為一項高產出、高效益的產業。

［1］劉喜彥.淺談金屬礦山采礦技術發展趨勢及目標[J].黑龍江冶金，2008（2）.

［2］戰凱.地下金屬礦山無軌采礦裝備發展趨勢[J].采礦技術，2006（3）.

［3］過江，古德生，等.區域智能化采礦構想初探[J].采礦技術，2006（9）.