李福艷

（長春黃金設(shè)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(shè)計院，吉林長春130000）

我國有色金屬礦產(chǎn)資源分布不均，且因上世紀的不合理開采以及經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，礦山中有色金屬資源嚴重不足，因此，改變傳統(tǒng)的開采方法，轉(zhuǎn)變單一、浪費的開采模式，利用現(xiàn)代化設(shè)備及成熟的現(xiàn)代化手段綜合利用礦產(chǎn)資源，優(yōu)化開采方法，達到有色金屬礦山資源開采經(jīng)濟效益與社會效益的統(tǒng)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(chǎn)資源缺口嚴重，金屬礦開采技術(shù)的高低直接影響到我國國防安全和全面小康社會的建設(shè)［1］。現(xiàn)階段我國部分礦山采掘設(shè)備實現(xiàn)了大型化、自動化和智能化，采礦工藝實現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)化，礦山生產(chǎn)與管理廣泛應(yīng)用了計算機技術(shù)［2］，有力地促進了金屬礦開采工業(yè)的發(fā)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(chǎn)資源豐富，在華夏大地上均能找到世界上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)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(chǎn)地，是世界第三大礦產(chǎn)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(zhì)量、產(chǎn)量上有相對優(yōu)勢；部分有色金屬礦藏則處于劣勢，如銅鋁資源量不足、質(zhì)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(chǎn)品生產(chǎn)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(qū)多、沿海地區(qū)少；礦產(chǎn)資源共生礦多、單一礦產(chǎn)少，這些資源的分布特征使得我國的礦業(yè)開采難度大。

1.2我國有色金屬礦產(chǎn)資源儲備現(xiàn)狀

我國的采礦業(yè)主要發(fā)展在上世紀五六十年代，由于當時技術(shù)水平有限，我國大部分有色金屬礦山在經(jīng)過長達幾十年的開采之后，資源大幅度減少甚至枯竭。現(xiàn)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(chǎn)品進口量逐年加大，而我國的工業(yè)化仍然處于迅速發(fā)展狀態(tài)，現(xiàn)代化經(jīng)濟的發(fā)展伴隨著工業(yè)化的進一步發(fā)展，我國經(jīng)濟對有色金屬的消費量仍然會大量的增加，本土礦產(chǎn)資源不足以維持經(jīng)濟的發(fā)展。

其次，有色金屬礦山開采的品位下降，有些礦山經(jīng)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(jīng)濟體制的制約以及科技發(fā)展水平的限制，造成了以往礦山開采的資源浪費、規(guī)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(chǎn)資源消耗使用量大，由于我國礦產(chǎn)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(shù)制約，開采者會采易棄難、采富棄貧，只采品質(zhì)高的礦種而將其他礦產(chǎn)丟棄，加上礦區(qū)采礦準入要求不高，有些小企業(yè)或者集體，未經(jīng)合理設(shè)計甚至沒有高水平的設(shè)備就進入礦區(qū)采礦，造成礦區(qū)管理失控、資源浪費以及有色金屬的采礦行業(yè)發(fā)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(huán)境，帶來一系列的環(huán)境污染與破壞，也使得礦產(chǎn)開發(fā)利用水平未能提高。在已經(jīng)開發(fā)的礦區(qū)中，由于技術(shù)水平受限，以及設(shè)備管理與工藝缺乏系統(tǒng)高效地研究，使得老礦區(qū)二次回采、多次回采水平亦較低。而有些有色金屬礦產(chǎn)需要在特定的環(huán)境或特定的工藝下才會分離開采出來，因而現(xiàn)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(jīng)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(shè)備和人工成本，經(jīng)濟效益低下。

在采礦生產(chǎn)中，固體廢棄物堆放不僅占用了大量的農(nóng)田與耕地，也造成地表植被破壞，進而引發(fā)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?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活和農(nóng)牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)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(chǎn)資源開發(fā)過程中，露天采礦適用于有色金屬礦產(chǎn)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(chǎn)礦床和已經(jīng)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(zhì)工作者做好地質(zhì)勘探工作，設(shè)計最佳優(yōu)化方案，結(jié)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(yīng)用技術(shù)是穿孔爆破，在露天礦區(qū)內(nèi)，根據(jù)最佳設(shè)計方案選取對應(yīng)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(chǎn)資源仍然存在著一系列的問題，更明顯的是表現(xiàn)在技術(shù)與管理的問題上，比如露天采礦境界的判定、邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、露天開采工藝、道路運輸系統(tǒng)管理以及資源的重復(fù)利用率和礦山區(qū)域土地復(fù)用問題。道路運輸系統(tǒng)的合理設(shè)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(qū)的地形地貌、開采時的氣候條件以及露天開采技術(shù)能力和圍巖的物理力學性質(zhì)選擇經(jīng)濟、合理的運輸方式。多通過鐵路、公路、輸送機將礦區(qū)的礦石及巖土分別運輸至不同的地方，并將設(shè)備及原材料運輸至礦區(qū)，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(fù)利用率，做好植被恢復(fù)工作，盡可能地還原生態(tài)平衡，減少因礦業(yè)開采帶來的環(huán)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(jù)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(chǎn)采集方法

這種方法主要依賴于圍巖自身的穩(wěn)固性和礦區(qū)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(qū)?，F(xiàn)階段在我國有色金屬開采行業(yè)中使用普遍，但是要求礦區(qū)的圍巖與礦石相對穩(wěn)固。這是一種結(jié)構(gòu)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(wěn)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(yīng)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(yè)完成后要及時處理好后續(xù)工作，將礦房填滿再回到采礦柱的區(qū)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(qū)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(qū)崩落法、有底柱分段式崩落法以及階段崩落法。

2.2.3礦區(qū)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(qū)的穩(wěn)定。這種方法以充填為主，在礦區(qū)采礦作業(yè)中根據(jù)回采面的推進，將碎石水泥等填充原材料運輸至采空區(qū)用于充填，從而控制地表移動，預(yù)防圍巖崩落，實現(xiàn)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(jié)充填法。該方法可控制礦區(qū)圍巖的崩落和礦房地表下沉，為礦區(qū)回采工作提供了安全保障，同時也可用于自燃礦石的火災(zāi)預(yù)防。因其開采適應(yīng)性強，礦區(qū)礦石的回采率高，礦區(qū)作業(yè)比較安全，能高效利用礦產(chǎn)資源以及保護地表植被等優(yōu)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(jié)語

隨著科學技術(shù)的不斷進步以及經(jīng)濟發(fā)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(chǎn)資源的利用率，克服因采礦技術(shù)有限造成的礦體開采浪費現(xiàn)象。同時，要在采礦系統(tǒng)完善、采礦作業(yè)安全、采礦效益提高的基礎(chǔ)上，注重對環(huán)境的保護，不能以環(huán)境為代價片面發(fā)展經(jīng)濟，從而打造生態(tài)和諧的礦山資源開采系統(tǒng)。

［1］劉榮，李事捷，盧才武.我國全屬礦山采礦技術(shù)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(shù)發(fā)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(shù)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(shù)的發(fā)展趨勢及科技發(fā)展戰(zhàn)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(shù)的發(fā)展趨勢［J］.礦業(yè)工程，2004，4（2）：18-25.