金屬礦山采礦技術與工藝的發展

何瑞琦

摘 要：工業快速發展的今天對金屬資源的消耗量不斷增加，為能夠更好地滿足市場需求，需要提高礦石的開采力度，提升冶煉的工作效率。在這種背景下，采礦工藝需要充分利用現代技術和現代理念的優勢，不斷朝著高效率、高安全性能、低污染的方向發展。基于此，本文將重點闡述現代金屬礦山采礦技術與工藝的發展。

關鍵詞：金屬礦山;采礦技術;工藝發展

引言

隨著先進的國外技術和設備的不斷引入，我國的采礦工業技術也取得了重大進步。在市場需求快速增長的今天，傳統的采礦模式已經不能滿足生產需要，采礦業也面臨著一定的挑戰。因此結合各自的實際情況與市場的需求變化，推動采礦技術的進步，才能不斷提升作業水平，助力我國采礦業的健康發展。

1、金屬礦山開采遇到的問題

1.1優質礦源稀少

就我國而言，豐富型金屬礦源非常少，中型金屬礦在我國的資源分布中占有較大比例，小型金屬礦的數量較多，因此在開采過程中呈現出過于分散，技術水平低、規模小的特點[1]。部分開采單位過分關注利潤，導致在開采過程中造成了一定程度的資源浪費與損耗。

1.2應用的采礦技術相對落后

我國幅員遼闊，不同地區的礦業發展也呈現出較大的差異。相對而言，礦產資源相對豐富的地區采礦技術更加完備成熟，其開采工藝在國際上也有一定的競爭力。但偏遠地區的采礦技術相對落后，導致這些區域的開采成本較高，工作效率較低，效益非常不理想[2]。

1.3資源回收率低，使用效果差

隨著資源的進一步消耗和綠色發展理念的提出，節約型生產模式逐漸受到人們的重視。其中，礦物回收加工工作也變得十分重要。但該項工作相對于發達國家，我國還有很大差距，具體表現為資源回收率低，使用的效果較差。

1.4金屬礦山開采對周邊的環境損壞相對嚴重

對于金屬礦山資源的開采，容易造成地層坍塌、地形破壞以及資源浪費等問題。需要注意的是，開采礦產造成的環境破壞問題并不是都能得到修復，如果破壞程度過高，將會遭受到大自然的懲罰。

2、金屬礦山開采技術

2.1空場采礦法

長期以來，我國最常用的一種金屬開采方法就是空場采礦法。這種方法具體有兩種形式：第一種是采用大直徑深孔采礦法。具體是將露天采礦使用的臺階崩礦技術應用到地下采礦流程中，具體而言就是在采礦的局部范圍先進行割槽處理，之后以割槽作為自由面和補償空間，使用大直徑深孔裝藥全階段或者臺階狀崩礦的方式，將得到的礦石運出[3]。在實際應用中，這種方法的效率較高，因此應用范圍交廣。第二種是采用地下金屬礦山的連續化開采方式。具體指的是礦房的連續回采和礦體的連續開采，在具體運行時，礦石的運送和工藝流程具備非常明顯的連續性特征，因此這種采礦技術有利于提升開采效率。但需要注意的是，連續性開采需要提前做好較多的準備工作，這對于施工技術設備以及礦源的實際情況都有一定的要求。

2.2崩落采礦法

崩落采礦法是我國金屬礦山采礦是常用的一種方法。就具體形式而言，有無底柱分段崩落法和自然崩落法兩種。無底柱分段崩落法是上世紀60年代從瑞典引進的，在我國的礦山開采過程中取得了成功實踐后，才開始廣泛應用到金屬礦山的開采工作中。就應用情況而言，無底柱分段式崩落法存在一個非常明顯的問題就是需要優化結構參數，參數的優化也會影響技術應用效果。自然崩落法指的是利用巖石的自然應力實現落礦的目的。這種方法在具體工程應用中生產能力較強，采礦成本較低，因此在礦體厚大、礦化均勻并且易于崩落的低品位礦床開采工程中具有非常重要的應用[4]。總而言之，不管是無底柱分段崩落法還是自然崩落法，在具體應用時需要結合礦山的實際情況，在控制成本，提升開采效率的同時，還需要將安全生產工作落到實處。

2.3充填采礦法

充填采礦法在我國金屬礦山開采中也具有非常廣泛的應用。就具體情況而言，充填采礦法在我國礦山開采中經過了干式、分級尾砂膠結、全尾砂膠結、碎石水

泥漿膠結等新工藝和新技術。在開采經驗不斷積累和技術的推動下，我國對于充填采礦法的研究進一步深入，也取得了一定的成果，當前我國的充填采礦工藝也逐步達到世界先進水平。最具代表性的便是高水全尾砂速凝固化膠結充填新工

藝和高濃度全尾砂自流輸送及泵壓輸送充填新工藝。這些新的工藝技術應用到實踐中，進一步提升了礦山開采效果，也明顯改善了礦山開采工作的安全水平[5]。

2.4原地溶浸采礦法

原地溶浸采礦法是也是一種具有實效性的金屬礦山開采方法。這種方法綜合采礦、選礦、冶煉等流程，能夠直接完成金屬的提取。就實際應用而言，銅、金等二十多種金屬礦床都能通過這種方法完成提取。原地溶浸采礦法的優勢具體體現在以下幾個方面：第一，這種方法不需要將礦山運出，因此不會產生尾砂與廢石，因此符合當前我國對于環保工作的相關要求。第二，這種方法由于省去了將礦石提出到地面的流程，因此整個采礦的周期減少，投入的采礦成本也相對較少，取得的經濟效益更加明顯。第三，這種方法能夠才常規方法無法開采的礦床中應用，因此應用范圍更廣，實用性更強，對于提升金屬資源的供應具有非常積極的作用。第四，這種方法能夠改善勞動條件，這對于保障施工人員的人身安全具有重大意義。可見原地溶浸采礦法在現代金屬礦山開采工作中具有明顯優勢，相關部門需要結合實際情況，重視新方法的應用，不斷提升金屬礦山開采的效益[6]。

2.5 提高固體礦產找礦中的地質勘查技術

借助先進的地質勘查技術能夠有效提升工作效率和勘查的安全性，對于推動我國地質礦產開采事業的發展具有非常重要的現實意義。就目前而言，我國的地質勘查專業技術還有很大的發展空間。相對于發達國家，我國的勘查水平相對落后，尤其是數據處理方面，不管是從數據的全面性還是數據的準確性都發展較慢，這對地質勘查工作造成了不利影響。

借助地球物理學數據方法，能夠將模擬環境與數據結合起來，將其應用到地質勘查工作中，能夠進一步提升對數據信號的糞便能力，從而提升勘查結果的有效性，改善測量數據的精度，從而有效避免安全事故的發生幾率。因此地質勘查單位應該就當前的應用技術對員工進行及時培訓，助力員工改進工作方法，提升工作效率。對于高校的人才培養工作而言，還需要在課程設計方面與實際情況向結合，提升學生的應用水平。通過對電勘探技術的應用，能夠促進勘探過程的市場化，對于提升勘查的整體效率也具有重要意義。這種電磁勘查方法的應用，能夠實現短時間內的動態數據測量，改善我國地質勘探的市場競爭力。

3、金屬礦山采礦的發展趨勢

金屬礦山采礦的發展趨勢具體如下：第一，采礦設備朝著大型化、自動化、智能化的方向發展;第二，金屬礦床會逐步使用無廢開采技術;第三，深井采礦技術將會得到發展并被應用到實際中;第四，復雜難采礦床的開采技術將會得到突破;第五，連續性采礦技術將會得到進一步應用。

3.1采礦設備更大型化、自動化、智能化

普通型牙輪轉機和挖掘機是傳統露天金屬礦開采時常用的工具，其開采效率較低，并且存在一定的安全隱患。為進一步提升開采質量和開采效率，當前，超大型設備、無人汽車等機器開始被應用到金屬礦山的開采工作中。牙輪轉機和挖掘機、礦用汽車都需要利用衛星定位系統完成對礦山的監管、勘測以及評判工作。露天礦開采設備今后會在更多技術的推動下，尤其是電子管控系統的影響下，發生巨大變化。地下金屬礦開采設備將會對自動化設備和智能化設備表現出一定的依賴性，智能化設備的應用不僅會提升設施的工作效率和平穩性，同時還能有效減少危險作業人員參與，降低安全事故的發生，從而創造出更大的綜合效益。

3.2金屬礦床使用無廢開采技術

資源浪費、地表塌陷以及垃圾廢物的排放是當前金屬礦床開采過程中面臨的幾大問題。這種開采模式不符合我國當前節約型、環保型生產模式的實際需要。因此這種局面也會隨著新技術和新設備的出現而發生改變。礦山工作人員在礦床開采過程中會產生固體廢棄物，因此根據廢棄物的種類，做好廢棄物的處理才能進一步提升采礦的綜合收益。具體可以利用工業生態學原理，研發能夠高效降低廢石出產量的露天和地下聯合的開采技術、能夠完成礦山廢棄材料資源化的高濃度全尾礦填充技術、赤泥膠結充填技術與自然級配廢石膠結填充技術，解決廢棄物問題。經過相關的試驗可以發現，這些新型的無廢開采技術，能夠最大程度降低金屬礦山廢氣材料的產生，能夠有效緩解金屬礦山采礦工作中造成的環境破壞問題，符合我國綠色生產與可持續發展的理念，因此這也將成為我國金屬礦山采礦的重要發展趨勢。

3.3深井采礦技術

隨著資源的不斷開采，我國淺部金屬礦源的開采逐漸消耗殆盡，為更好地滿足市場發展的需要，研究人員開始將關注點放在大地深處，深井采礦將會成為金屬資源供給的重要手段。通常情況下，我國將深度超過1km的礦山稱為深井。深井的開采工作與淺部的開采工作相比，工作難度較大，面臨的未知因素、不可控因素較多。在具體作業時需要充分考慮高溫、高壓問題，這些方面也是金屬礦山采礦技術需要逐步突破的難題。

3.4復雜難采礦床的開采技術

當前我國大部分的金屬礦山開采難度不大，并且地質位置相對優越。但此類礦源最終也會被消耗殆盡，到時需要將金屬采礦工作轉移到地質條件繁雜、工作環境惡劣的礦床。對此，相關人員需要提前做好技術準備工作，通過加強勘探，做好模擬工作，實時監控巖層變形問題、巷道保護問題以及采礦現場的通風排水工作。提升科研轉化率，不斷研發新技術、新設備為我國的金屬礦山開采提供動力[9]。

3.5連續采礦技術

連續采礦技術指的是將整個采礦場分為多個礦段，將各個礦段作為大型采場，通過合理通常分配的方式，提升管理水平，改善開采效率。連續采礦技術的應用能夠進一步提升產出效率。為保證工作效率，需要全面做好外部的傳輸工作、現場調配工作以及礦場總體的監控工作等，確保每個工作環節的質量，從而創造更大的經濟效益。

4、結語

綜上所述，當前我國的金屬礦山采礦技術發展迅速，在新技術和新設備的推動下，我國的開采系統以及采礦數字化都取得了一定成果。但我國的金屬采礦依然面臨一定的挑戰，對此需要加大技術研究投入，加快科研成果轉化，充分利用現代技術和現代設備的優勢，提升開采效率，降低對環境的破壞，提高安全生產水平。

參考文獻

[1]朱杰明.有色金屬行業綠色礦山采礦技術分析[J].中國金屬通報，2021（01）：23-24.

[2]燕全寧.充填采礦技術在金屬非金屬礦山采礦工程中的應用[J].世界有色金屬，2020（15）：45-46.

[3]張溢，徐敏.現階段金屬礦山露天采礦技術進展及發展趨勢[J].世界有色金屬，2019（16）：54+56.

[4]欒振寧.關于有色金屬礦山采礦技術的探索[J].世界有色金屬，2018（24）：32-33.

[5]馬建明.金屬礦山采礦技術與工藝的發展探討[J].世界有色金屬，2018（05）：61-62.

[6]饒強，胡殿宇，蔡福源.地下金屬礦山采礦技術現狀和發展趨勢探討[J].才智，2013（02）：152.