鄭 磊，胡建軍，吳 鵬

（北京礦冶研究總院，北京 100160）

有色金屬開采技術可持續(xù)發(fā)展淺析

鄭 磊，胡建軍，吳 鵬

（北京礦冶研究總院，北京 100160）

綜述了有色金屬開采技術進步推動呆礦資源化、實現(xiàn)資源最大化、改善安全狀況、為環(huán)境保護和節(jié)能減排做出貢獻等重要作用，分析了我國有色金屬礦產資源開采技術可持續(xù)發(fā)展面臨的問題，并提出了對策和建議，對我國有色金屬礦產資源開采技術發(fā)展有一定的啟發(fā)、借鑒意義。

有色金屬；采礦技術；可持續(xù)發(fā)展

1 我國有色金屬礦產資源開采技術現(xiàn)狀

我國有色金屬礦山開采以傳統(tǒng)的露天開采和地下開采為主，其他采礦方式為輔，如溶浸采礦等采礦方式在銅礦、離子型稀土等資源的開采中也有所發(fā)展。近些年，開采技術方面取得較大進步，為我國有色金屬礦山可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的技術支撐。有色金屬礦山大型化、規(guī)?；?、數(shù)字化進程進一步推進，難采礦體開采技術的進步促使高海拔、深井、殘礦開采效率、回采率等技術指標進一步提升，有效提升了資源利用率；深海、極地、太空開采也在探索前行。

我國有色礦山規(guī)模以小型為主，大型礦山數(shù)量不足1%，但其卻占了整個有色金屬礦山近一半的產能。各礦山的技術裝備水平參差不齊，部分大型礦山已實現(xiàn)裝備的現(xiàn)代化、智能化（液壓鑿巖臺車，遙控鏟運機），而相當數(shù)量的小型礦山機械裝備水平較低（氣腿式鑿巖機等鑿巖，人工運搬礦石等）。

2 有色金屬開采技術進步對礦產資源可持續(xù)發(fā)展的影響

隨著我國工業(yè)化進程的加速推進，有色金屬資源需求量不斷增加，而與此同時，常規(guī)有色金屬資源正不斷減少。對此，有色金屬開采技術的進步一方面使原來不可采、難采的“呆礦”實現(xiàn)資源化；另一方面通過各項技術的研發(fā)，提高礦石回采率，使現(xiàn)有資源得到最大程度回收。開采技術的進步通過推動呆礦資源化和資源最大化，將為我國有色金屬礦山實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供強有力的技術支撐［1－2］。

2.1 有色金屬開采技術進步推動呆礦資源化

技術裝備水平的提高，以及對技術難題的不斷攻關，促使以前無法開采的復雜難采資源得以開發(fā)利用（如軟破礦體、殘礦等資源），并開拓了深部資源、高海拔高寒環(huán)境資源、深海資源等特殊條件下資源的利用道路；另外，勞動生產率的提高、生產成本的降低，使以前開采不經濟的低品位資源也能得以利用（如低成本大規(guī)模露天開采、低成本井下大規(guī)模落礦技術、生物浸銅技術、離子型稀土原地浸礦技術），進一步擴大了可利用資源量。

2.2 有色金屬開采技術進步實現(xiàn)資源最大化

技術裝備水平的提高，使開采回采率有所提升，部分露天礦山回采率達到99%（烏努格吐山銅鉬礦，金堆城鉬礦等）以上，地下礦山達到98%以上（凡口鉛鋅礦等），使資源得到較充分利用，推動實現(xiàn)資源最大化。

2.3 有色金屬開采技術進步改善安全狀況、為環(huán)境保護和節(jié)能減排做出貢獻

礦山信息化、自動化工作的推進，部分危險環(huán)境實現(xiàn)了遙控采礦，工人不用暴露在危險區(qū)域，安全避險六大系統(tǒng)及其他監(jiān)控監(jiān)測手段的推進，對礦山安全提供了有力保障；技術裝備水平的提高，使貧化率等指標有所降低，減少了不必要的廢石采出，實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的；新型采礦技術的應用（如離子型稀土的原地浸礦，廢石就地充填，尾礦充填），在獲得資源的同時，極大減少了對環(huán)境的污染［3］；自動控制調度系統(tǒng)等新裝備的應用，提高了生產效率，同時也對節(jié)能減排做出了貢獻。

技術的進步與能源的節(jié)約是相輔相成的，依據(jù)《中國有色金屬工業(yè)年鑒》［4］統(tǒng)計的采礦綜合能源單耗數(shù)據(jù)見表1。

變化趨勢參見圖1。

表1 2001～2011年有色地下礦山采礦綜合能源單耗/（kgce/t）

圖1 2001～2011年有色地下礦山典型礦種采礦綜合能源單耗趨勢圖

表2 2001～2011年有色地下礦山工人實物勞動生產率/（t/人·a）

由以上數(shù)據(jù)及典型礦種趨勢圖可見，近10年來，除個別年份出現(xiàn)跳躍外，采礦綜合能源單耗下降趨勢明顯，以2011年與2001年數(shù)據(jù)相比，以地采銅礦為例，其降幅達72%。能耗的大幅降低，體現(xiàn)了近些年節(jié)能減排工作的成果，同時其推動力量則是開采技術的進步。

技術的進步還體現(xiàn)在生產效率的提高，工人實物勞動生產率統(tǒng)計見表2。變化趨勢參見圖2。

由以上數(shù)據(jù)及典型礦種趨勢圖可見，近10年來，除個別年份出現(xiàn)跳躍外，工人實物勞動生產率上升趨勢明顯，以2011年與2001年數(shù)據(jù)相比，以銅礦為例，地采銅礦升幅為36%。生產效率的大幅提高，是開采技術進步的直接成果。

圖2 2001～2011年有色地下礦山典型礦種工人實物勞動生產率趨勢圖

3 我國有色金屬礦產資源開采技術可持續(xù)發(fā)展面臨的問題隨著采礦技術的發(fā)展，經過多年科研攻關，已使我國有色金屬資源開采過程中的問題得到一定程度的解決，但仍存在以下問題需繼續(xù)研究［15］。

1）信息化、自動化程度不高。經過近幾十年的發(fā)展，我國采礦裝備水平提升很大，部分大型礦山實現(xiàn)了采礦過程控制的信息化、自動化，但大部分礦山，特別是中小礦山信息化、自動化程度還較差，由此造成生產效率低，工人作業(yè)環(huán)境惡劣，相對國外先進礦山，勞動生產率還較低。

2）特殊條件下資源的開采仍有很多難題。隨著常規(guī)易采資源的逐漸枯竭，礦山開采技術條件日趨變差，礦業(yè)工作者更多把目標放在了深部、高海拔、高寒地區(qū)等特殊條件下的資源上，這些資源的開采已有了一些先例，科學技術研究方面也有了一些基礎，但生產實踐過程中遇到的困難還較多，需要對配套的技術與裝備進行深入研究。

3）環(huán)境保護任重道遠。礦山開采對環(huán)境的影響較明顯，近些年隨著技術裝備水平的提升、管理手段的加強，環(huán)境保護得到了較好的推進，但礦山開采對地貌環(huán)境的破壞、尾礦廢石的堆置以及開采過程對水體尤其是地下水的影響等問題，仍未得到完善的解決。

4）部分礦業(yè)管理政策不夠科學嚴謹。如部分地區(qū)認為尾礦庫干式排放安全性較好，而不考慮企業(yè)的實際及環(huán)境影響等問題，全部要求采用尾礦干排；如充填采礦由于其在安全性及資源回收率方面的優(yōu)勢，近些年得到大力推廣，但其尾砂充填時尾砂中資源是否可再回收及充填體環(huán)境影響等還需進行綜合考量；再如目前離子型稀土開采原地浸礦工藝為推薦工藝，池浸、堆浸等工藝已被明令禁止，原地浸礦的優(yōu)勢較多，但其只能有效回收稀土中的離子相，對礦物相及其他共伴生資源則無能為力，同時其浸礦液對環(huán)境的影響也在研究中，可見此種方法的應用，仍有進行多種采礦方法綜合比較研究的必要。

4 我國有色金屬礦產資源開采技術可持續(xù)發(fā)展對策和建議

1）提升裝備水平，加快信息化建設步伐。加大技術裝備研發(fā)投入，研發(fā)適合我國國情及資源賦存條件的采礦裝備、采礦過程控制設備、安全監(jiān)控檢測裝備及信息化管理系統(tǒng)，淘汰一批落后的采礦裝備，使采礦裝備機械化、自動化和大型化，礦山規(guī)劃管理動態(tài)化、信息化、專業(yè)化，礦山安全監(jiān)測監(jiān)控智能化、日?；?，進而提高礦山曠工勞動生產率。

2）實行分級分層次管理。針對我國有色礦山大型礦山少，小型礦山多的現(xiàn)狀，建議實行分層次管理，提出不同要求及政策。對大型礦山要盡快實行信息化、自動化建設，保障資源供給；對資源稟賦較好的中型礦山，要鼓勵其向信息化、自動化方向發(fā)展；對其他中小型礦山，要進一步推進整合重組步伐，實現(xiàn)集中化管理［16］，同時鼓勵科研單位、礦業(yè)裝備研發(fā)機構，為這些礦山量身定制切實可行、投入較少的信息化、自動化整體解決方案。

3）建立完備的評價管控體系。為實現(xiàn)資源的有效利用，應制定相應的指標門檻。目前“三率”指標、能耗指標等標準體系正在建立，該工作非常重要，有必要進一步補充使其更加完善（如可補充貧化率、勞動生產率等指標），根據(jù)礦山規(guī)模、資源稟賦進行分級分層次管理，提出不同要求，同時應與環(huán)保、安全等其他指標相結合，進行綜合評判，融入到項目審批、建設、年審、后評價等全過程，實現(xiàn)對資源利用全過程、礦山壽命全周期的全程管控，同時建立與指標配套的獎懲機制。

4）進一步推動科研攻關工作。應進一步推動難采資源、特殊環(huán)境資源開采的技術裝備研究工作，鼓勵科研院所對殘礦資源、低品位資源、深井資源及高海拔高寒地區(qū)資源等進行深入研究，開發(fā)復雜環(huán)境下的高效安全開采技術與裝備，開發(fā)綠色、清潔的無廢害采礦工藝技術，提升技術裝備水平，擴大可利用資源量。

5）落實科學決策。無論是企業(yè)建設項目還是管理部門制定政策，均應進行充分調查研究，做出包括資源利用效率、經濟效益、社會效益、安全、環(huán)境等內容的全面評價，選擇利益最大方案，實現(xiàn)科學決策。

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

［2］高玉寶，余斌，龍濤，等.有色礦山低品位礦床開采技術進步與發(fā)展方向［J］.有色金屬：礦山部分，2010，62（2）：4－7.

［3］謝水生，朱琳.我國有色金屬資源利用的可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護［C］.//中國有色金屬學會第5屆學術年會論文集，2003：97－100.

［4］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2002）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2002.

［5］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2003）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2003.

［6］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2004）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2004.

［7］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2005）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2005.

［8］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2006）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2006.

［9］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2007）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2007.

［10］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2008）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2008.

［11］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2009）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2009.

［12］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2010）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2010.

［13］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2011）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2011.

［14］中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯部.中國有色金屬工業(yè)年鑒（2012）［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)年鑒社，2012.

［15］易斌，左治興，朱必勇.中國有色金屬礦山可持續(xù)發(fā)展存在的問題與解難［J］.中國礦業(yè)，2007，16（6）：30－32.

［16］李特來.加強有色礦山管理，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展［J］.湖南有色金屬，2007，23（4）：75－77.

Brief analysis of sustainable development of non－ferrous metal mining technology

ZHENG Lei，HU Jian－jun，WU Peng
（Beijing General Research Institute of Mining ＆ Metallurgy，Beijing 100160，China）

Review the important role of non－ferrous metal mining technology progress，such as to promote“poor mine “into resources，to achieve the maximization of resource，improve safety，make contribution to environmental protection and energy saving and emission reduction.Analysis of nonferrous metal mineral resources of our country are facing the problem of sustainable development of mining technology，and puts forward some countermeasures and suggestions.It is useful for the development of China mining technology of nonferrous metal mineral resources.

non－ferrous metal；mining technology；sustainable development

鄭磊（1984－），男，碩士，主要從采礦工程方面的研究工作。E－mail：zhenglei0503＠163.com。

TD353

A

1004－4051（2014）S2－0202－03

2014－09－24

國土資源部公益性行業(yè)科研專項資助（編號：201411105－5；201211067－4）