有色金屬礦山資源狀況及其開采方法

李福艷

（長春黃金設計院，吉林長春　130000）

有色金屬礦山資源狀況及其開采方法

李福艷

（長春黃金設計院，吉林長春130000）

我國有色金屬礦產資源分布不均，且因上世紀的不合理開采以及經濟的持續發展，礦山中有色金屬資源嚴重不足，因此，改變傳統的開采方法，轉變單一、浪費的開采模式，利用現代化設備及成熟的現代化手段綜合利用礦產資源，優化開采方法，達到有色金屬礦山資源開采經濟效益與社會效益的統一。

有色金屬資源狀況開采方法

我國有色金屬礦山貧礦多，富礦少；小礦多，大型、特大型礦少，礦產資源缺口嚴重，金屬礦開采技術的高低直接影響到我國國防安全和全面小康社會的建設［1］。現階段我國部分礦山采掘設備實現了大型化、自動化和智能化，采礦工藝實現連續或半連續化，礦山生產與管理廣泛應用了計算機技術［2］，有力地促進了金屬礦開采工業的發展。

1　我國有色金屬礦山狀況

1.1我國有色金屬礦藏總況

我國的礦產資源豐富，在華夏大地上均能找到世界上已發現的礦產資源種類，已探明的礦種就有148種，大大小小共計一萬六千多處礦產地，是世界第三大礦產大國。相對于其他國家而言，我國的鉛、鋅、銻、鎳、錫、鎂、汞以及稀土等有色金屬在質量、產量上有相對優勢；部分有色金屬礦藏則處于劣勢，如銅鋁資源量不足、質不好，開采出的有色金屬不能滿足冶煉的需要，因此我國每年的有色金屬產品生產有四分之一需要依靠原材料的進口。

我國有色金屬礦山的分布不均衡，中小型居多、大型礦少；貧礦多、富礦少；邊遠山區多、沿海地區少；礦產資源共生礦多、單一礦產少，這些資源的分布特征使得我國的礦業開采難度大。

1.2我國有色金屬礦產資源儲備現狀

我國的采礦業主要發展在上世紀五六十年代，由于當時技術水平有限，我國大部分有色金屬礦山在經過長達幾十年的開采之后，資源大幅度減少甚至枯竭。現存的有色金屬礦山中，有大部分礦藏開采進入中、晚期成為末期礦山。近年來，我國有色金屬礦產品進口量逐年加大，而我國的工業化仍然處于迅速發展狀態，現代化經濟的發展伴隨著工業化的進一步發展，我國經濟對有色金屬的消費量仍然會大量的增加，本土礦產資源不足以維持經濟的發展。

其次，有色金屬礦山開采的品位下降，有些礦山經過幾十年的開采，資源品位下降迅速，加上上世紀五六十年代經濟體制的制約以及科技發展水平的限制，造成了以往礦山開采的資源浪費、規模小等問題。

1.3有色金屬礦山資源開采利用水平

國家在上世紀中后期對礦產資源消耗使用量大，由于我國礦產資源分布不均等情況，有的礦山因有色金屬采礦條件的惡化或受技術制約，開采者會采易棄難、采富棄貧，只采品質高的礦種而將其他礦產丟棄，加上礦區采礦準入要求不高，有些小企業或者集體，未經合理設計甚至沒有高水平的設備就進入礦區采礦，造成礦區管理失控、資源浪費以及有色金屬的采礦行業發展受限。

有色金屬的礦藏是不可再生資源，原來開采中造成的浪費以及開采之后深加工的利用率低等因素，不僅危害周邊的環境，帶來一系列的環境污染與破壞，也使得礦產開發利用水平未能提高。在已經開發的礦區中，由于技術水平受限，以及設備管理與工藝缺乏系統高效地研究，使得老礦區二次回采、多次回采水平亦較低。而有些有色金屬礦產需要在特定的環境或特定的工藝下才會分離開采出來，因而現有的科技水平下無法深度利用，對資源也是一種浪費。

1.4經濟效益低和污染破壞嚴重

由于礦山的投資周期長，礦山開采有時需要幾年甚至十幾年的時間，投資成本高，有色金屬開采的難度大，加上道路運輸成本費用的增加以及機器設備和人工成本，經濟效益低下。

在采礦生產中，固體廢棄物堆放不僅占用了大量的農田與耕地，也造成地表植被破壞，進而引發水土流失等后果。且空氣粉塵污染和酸性污水在有色金屬開采的整個過程中，會造成水資源與空氣的污染。以上因素危害到了當地居民的生產生活和農牧業的可持續發展。

2　有色金屬資源的開采方法

2.1露天采礦

在我國的礦產資源開發過程中，露天采礦適用于有色金屬礦產資源地表埋藏淺的情形，也可以用于低品位的有色金屬礦產礦床和已經開采過的地下殘礦，依賴于礦床的基本賦存條件，通過物理爆破等方法來剝離地表巖土。露天采礦要求地質工作者做好地質勘探工作，設計最佳優化方案，結合道路運輸體系，綜合考慮地表狀況進行開采工作。其中，最主要的應用技術是穿孔爆破，在露天礦區內，根據最佳設計方案選取對應深度與直徑的定點進行定向爆破，再使用炸藥將附近巖壁破碎來達到剝離大量巖土的目的。

但是露天開采有色金屬礦產資源仍然存在著一系列的問題，更明顯的是表現在技術與管理的問題上，比如露天采礦境界的判定、邊坡結構穩定性、露天開采工藝、道路運輸系統管理以及資源的重復利用率和礦山區域土地復用問題。道路運輸系統的合理設計不僅能減少成本的投入，也可以提高采礦工作效率，縮短工期。綜合考慮礦區的地形地貌、開采時的氣候條件以及露天開采技術能力和圍巖的物理力學性質選擇經濟、合理的運輸方式。多通過鐵路、公路、輸送機將礦區的礦石及巖土分別運輸至不同的地方，并將設備及原材料運輸至礦區，在特殊的地形中也可能會用到水力或索道運輸。

露天開采會造成廢棄物堆放，因此排土工作顯得尤為重要。排土工作要將從礦床上剝離的表土與巖石配送到不同的場地，對礦石進行深加工，對廢土進行排棄工作。露天開采中盡量充分利用土地資源，提高資源的重復利用率，做好植被恢復工作，盡可能地還原生態平衡，減少因礦業開采帶來的環境破壞與污染，提高社會效益。

2.2地下開采

地下開采是我國有色金屬礦山開采的重要方法，占據較大的比重。這種方法是通過地下礦床的切割與回采工作采出礦石，但是地下開采工作量大，工作方法繁多，以下幾種方法使用較多。

2.2.1采用自然支護的礦產采集方法

這種方法主要依賴于圍巖自身的穩固性和礦區礦柱的作用，通過支架作為臨時支護輔助來支撐在回采工作中造成的采空區。現階段在我國有色金屬開采行業中使用普遍，但是要求礦區的圍巖與礦石相對穩固。這是一種結構比較單一的采礦方法，簡單的回采工藝，機械化程度較高，采礦過程中各項成本低，適用于穩定性較好的礦體。如果要開采較厚大的礦體時，需要留大量的礦柱，回采率較低，所以在此種情況下應用較少。以敞空方式存在的回采礦房，必須依靠礦柱與圍巖的強度來維護支撐，礦房作業完成后要及時處理好后續工作，將礦房填滿再回到采礦柱的區域。

2.2.2物理崩落采礦法

崩落采礦法是通過物理作用來管理地壓的采礦方法，通過崩落的礦石來填充控制采礦區域，這種方法多用在圍巖易崩落、地表允許塌陷的礦山礦體。通常，有色金屬開采過程中，物理崩落這一采礦方法可以按回采方式劃分為：壁式崩落法、無底柱分段式崩落法、分層分區崩落法、有底柱分段式崩落法以及階段崩落法。

2.2.3礦區開采人工支護法

人工支護法是將需要充填的原材料或其他可以支撐的物體用來維護采空區的穩定。這種方法以充填為主，在礦區采礦作業中根據回采面的推進，將碎石水泥等填充原材料運輸至采空區用于充填，從而控制地表移動，預防圍巖崩落，實現地壓管理。

支護法按照充填方式的不同，有不同的分類。較為單一的單層次采礦充填法，按充填方向劃分的上向與下向的分層充填法，以及分采充填法。按照不同的充填料以及輸出的方式，又可分劃成干式充填法、水力充填法和膠結充填法。該方法可控制礦區圍巖的崩落和礦房地表下沉，為礦區回采工作提供了安全保障，同時也可用于自燃礦石的火災預防。因其開采適應性強，礦區礦石的回采率高，礦區作業比較安全，能高效利用礦產資源以及保護地表植被等優勢而被重視，但工藝要求高、成本投入大使得使用率不是很高。

3　結語

隨著科學技術的不斷進步以及經濟發展的深入，對有色金屬的需求量只增不減，因此，要進一步提高礦產資源的利用率，克服因采礦技術有限造成的礦體開采浪費現象。同時，要在采礦系統完善、采礦作業安全、采礦效益提高的基礎上，注重對環境的保護，不能以環境為代價片面發展經濟，從而打造生態和諧的礦山資源開采系統。

［1］劉榮，李事捷，盧才武.我國全屬礦山采礦技術進展及趨勢綜述［J］.金屬礦山.2007（10）：14-17，46.

［2］李紅零，吳仲雄.我國金屬礦開采技術發展趨勢［J］.（礦山部分），2009，61（1）：8-10.

［3］郭樹林，金家瑞，孫立明.地下金屬礦山采礦技術進展及研究方向［J］.黃金，2003，24（1）：17-21.

［4］王運敏.冶金礦山采礦技術的發展趨勢及科技發展戰略［J］.科技咨詢，2008，18：69-70.

［5］H.瓦格納［奧地利］.露天和地下采礦技術的發展趨勢［J］.礦業工程，2004，4（2）：18-25.