尹剛

（五礦二十三冶建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410014）

0 引言

當(dāng)前使用的資源大多是一次能源，但是隨著需求量的提升，一次能源越來越匱乏。因此，我國需要重視起可持續(xù)開發(fā)工作，通過合理采用綠色礦山采礦技術(shù)的方式提高有色金屬能源的開發(fā)效率，有效地減少采礦過程中消耗的成本。與此同時，使用綠色采礦技術(shù)也能夠減少采礦對環(huán)境的危害，提高有色金屬的效益。

1 有色金屬行業(yè)現(xiàn)狀

1.1 成分復(fù)雜

我國礦產(chǎn)資源大多是共伴生礦種，很少有單一礦種存在的礦產(chǎn)資源。而有色金屬更是凸顯出了這一特征，其中大多數(shù)都是共伴生的礦產(chǎn)資源。而且根據(jù)相關(guān)調(diào)查得出的結(jié)果得知，很多有色金屬礦山中的金屬礦床大多會有五個以上的共伴生金屬種類。這就給我國有色金屬開采工作帶來了很大的困難，使有色金屬行業(yè)發(fā)展速度緩慢。

1.2 元素品位較低

根據(jù)相關(guān)調(diào)查得知，當(dāng)前有色金屬資源的元素品位相比較來說更低，從而能夠讓有色金屬更加清晰地與其他資源區(qū)分開來。在我國的大多數(shù)礦山之中，有色金屬礦山的地質(zhì)品位在0.385%左右，其主要包含了生鐵、硫、銅等元素，還有其他的伴生元素。而且根據(jù)相關(guān)的調(diào)查得出，銅礦山資源與其他資源相比，其元素品位更低。

1.3 開發(fā)技術(shù)復(fù)雜

受到有色金屬成分特性的影響，其開發(fā)技術(shù)也十分的復(fù)雜。在進(jìn)行有色金屬資源開采的時候，需要開采人員有豐富的采礦經(jīng)驗(yàn)，能夠根據(jù)資源賦存的實(shí)際情況進(jìn)行分析，得出更加合適的開采方案。而且還需要綜合考慮伴生金屬的種類，選擇更加適合的采礦技術(shù)。此外還需要針對礦產(chǎn)的地形特點(diǎn)，合理地設(shè)置采礦的環(huán)節(jié)，過程十分煩瑣。

1.4 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)高

因?yàn)橛猩饘僭仄肺坏偷奶攸c(diǎn)，在進(jìn)行有色金屬開發(fā)的時候很容易會產(chǎn)生更多的金屬廢物，進(jìn)而對開采環(huán)境造成污染。與此同時，在進(jìn)行金屬資源開發(fā)的時候，還會受到技術(shù)的影響，導(dǎo)致開采效果受到影響，廢石產(chǎn)量過多，造成資源浪費(fèi)。但是隨著廢物處理技術(shù)的改善優(yōu)化，礦山資源的生產(chǎn)效率越來越高，資源利用率也越來越高。

1.5 回采率高

有色金屬具有很多伴生元素，在開采的時候，其開采的目標(biāo)也大不相同。因此，有色金屬礦產(chǎn)在開采的過程中，會出現(xiàn)回采的現(xiàn)象，從而讓資源使用效率更高。而且隨著我國采礦技術(shù)的優(yōu)化，其采礦效果也越來越好，有色金屬回采率也隨之不斷提升，使有色金屬礦資源得到充分的利用。目前，我國有色金屬資源在三年內(nèi)的回采率將達(dá)到90%以上[1]。

2 綠色礦山采礦技術(shù)優(yōu)勢

2.1 提高開采方案科學(xué)性

綠色礦山概念的提出主要是為了讓礦山開采的過程中能夠有更加完善的規(guī)劃體系，讓其能夠在更全面的管理下進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開采，從而使礦山文化能夠得到保護(hù)根據(jù)綠色礦山的發(fā)展理念，在進(jìn)行有色金屬資源開采的時候，需要建立更加完善的發(fā)展體系，確保其能夠在規(guī)范化的要求下永久性地發(fā)展。而且在進(jìn)行綠色礦山創(chuàng)建的時候需要全面考慮礦山的實(shí)際情況，根據(jù)其變化進(jìn)行技術(shù)上的調(diào)整，從而得出更加科學(xué)的有色金屬開采方案。

2.2 促進(jìn)企業(yè)引領(lǐng)作用

當(dāng)前有色金屬的發(fā)展速度越來越快，需要政府做出正確的引導(dǎo)才能夠讓一些經(jīng)濟(jì)下滑的企業(yè)減少自身虧損的趨勢。而綠色礦山技術(shù)正是政府推動有色金屬產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的一個渠道，通過更加全面地鼓勵政策，以及減少稅收的措施，讓礦山企業(yè)能夠大大地縮減運(yùn)營所需的成本。與此同時，礦山企業(yè)還可以根據(jù)政策的要求，使用更加安全有保證的開采方法，促進(jìn)礦山企業(yè)的全面轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)礦山企業(yè)朝高效、環(huán)保、綠色有色金屬開采道路上長久前行。

2.3 助力開采技術(shù)升級

開采有色金屬的難度一直以來都很大，而且隨著市場需求的增加，開采有色金屬的難度也在與日俱增。因此礦山企業(yè)要合理地運(yùn)用綠色礦山開采技術(shù)，減少有色金屬開采的難度，而且還能夠進(jìn)一步減少開采有色金屬所需的人力物力資源，讓礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益更加快速的增長。與此同時，使用綠色礦山開采技術(shù)還能夠大大地減少開采工作的工作量，將當(dāng)今先進(jìn)的遙感技術(shù)，數(shù)據(jù)管理技術(shù)、自動化技術(shù)等有效地使用，能夠讓開采技術(shù)再次升級[2]。

3 采礦技術(shù)研究

3.1 淺孔留礦技術(shù)

這種方法早在20 世紀(jì)70 年代就開始使用了，是隨著有色金屬采礦工藝成熟研究出來的采礦技術(shù)。淺孔留礦采礦技術(shù)如圖1 所示，其主要是將有色金屬礦山分為不同的階段，再將其分為一個又一個礦塊，然后再將礦塊分為礦房和礦柱，再按照分成的部分進(jìn)行二次回采。在進(jìn)行開采和回采的時候，要將礦房由上而下分為基層，并且按照順序開采。需要注意的是，礦房中的礦石崩落到二分之一的時候，就需要將其剩余的部分儲存在礦房之內(nèi)，將其作為繼續(xù)開采的基礎(chǔ)臺面，等礦房徹底開采完畢之后再將其釋放出來。等整個礦房采完之后，再去回采礦柱以及其他采空的部分。這種采礦技術(shù)只能使用在礦石以及礦場周圍結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固的地方，礦體傾斜角度相關(guān)要求也會隨著其厚度不同而發(fā)生變化。

圖1 淺孔留礦采礦法

當(dāng)前，淺孔留礦技術(shù)被廣泛地使用在各個有色金屬采礦的工作中，適用于大多數(shù)有色金屬的開采。比如變化幅度相比于其他金屬更大的鎢礦，其在開采的時候很容易會因?yàn)槠鋬A斜走向以及傳統(tǒng)走向存在問題，而導(dǎo)致其尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象出現(xiàn)比較容易，尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象也會頻繁地出現(xiàn)。而且針對寬度較大的礦脈來說，其能夠有更加大的使用范圍，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。淺孔留礦采礦法就能夠使用在鎢礦的開采工作中，而且能夠利用鎢礦的自重使放礦操作更加方便。相較于其他采礦工藝來說，這種采礦當(dāng)手段為簡單，便于工作人員學(xué)習(xí)使用和掌握，能夠?yàn)楹罄m(xù)工作中的調(diào)整礦井井位打下良好的基礎(chǔ)。由此可見，淺孔留礦技術(shù)是一種更加具有普遍性的采礦方法，利用其簡單、方便、實(shí)用性高的特點(diǎn)，可以讓有色金屬開采工作更加順利地完成。而且尤其是較早的有色金屬采礦方法，其技術(shù)比較熟練，而且還隨著時代變化不斷地進(jìn)步，是有色金屬開采中的首選方案[3]。

3.2 有底柱分段崩落技術(shù)

有底柱分段崩落技術(shù)被廣泛應(yīng)用于我國礦山開采中，如圖2 所示，其與淺孔留礦采礦技術(shù)相比，將礦房和礦柱融為一體，按照礦體本身的走向?qū)ふ乙?guī)律，嚴(yán)格地按照采礦步驟進(jìn)行礦石的開采和回采工作。另外，其與淺孔留礦采礦法采礦的順序相同，其主要是將礦塊分為不同的分段，然后再從上到下的開采有色金屬礦。在進(jìn)行落礦工序之前，需要工作人員在崩落層的下面或者是側(cè)面開掘出一定的空間作為補(bǔ)償空間，然后再進(jìn)行爆破。在進(jìn)行回采的時候，不再使用礦石作為工作臺，而是使用石灰?guī)r填充到采空場之中，然后在巖石的下面放礦。需要注意的是，無論是哪一個分段，都要在其下面留好底柱，以及專門用來作為承重結(jié)構(gòu)的部分，方便之后的流程順利完成。

圖2 有底柱分段崩落采礦法

這種施工方法是隨著有色金屬資源減少而被研發(fā)出來。比如，這種方法就被使用在了柿竹園地區(qū)的有色金屬開采之中。在柿竹園的礦床中，其主要金屬礦是復(fù)合型的鎢礦。復(fù)合型鎢礦的品位比較高，而且此地區(qū)的鎢礦規(guī)模比較大，礦化整體來說很好。根據(jù)實(shí)地考察可以看出，礦體上存在很多的透鏡體，而且此礦床的圍巖穩(wěn)定性很強(qiáng)，不會受到外界因素影響而自燃，也不存在結(jié)塊的問題。所以工作人員在了解到全部信息之后，使用了有底柱分段崩落采礦技術(shù)。工作人員按照標(biāo)準(zhǔn)的施工流程設(shè)計(jì)了電耙道漏斗結(jié)構(gòu)的開采方式，分別進(jìn)行切割和鉆孔工作，從而實(shí)現(xiàn)高效的采礦目標(biāo)。根據(jù)對此次采礦數(shù)據(jù)的分析得出，使用有底柱分段崩落采礦技術(shù)能夠降低將近10%的損失率，以及將近13%的貧化率。由此可見，有底柱分段崩落采礦技術(shù)相較于淺孔留礦技術(shù)更具有采礦的優(yōu)勢，而且還能夠大幅度提高采礦的效率，減低有色金屬開采的損失率和貧化率[4]。

3.3 露天采礦技術(shù)

露天采礦是當(dāng)前國內(nèi)外最常用的技術(shù)，其主要是嚴(yán)格地按照采礦順序，將巖石剝離，從而采集礦石。根據(jù)礦床分布情況的不同，露天采礦方法主要分為兩種。一種平緩礦床采礦技術(shù)，如圖3 所示。這種技術(shù)適用于傾角小于12°的礦床，通過用倒堆采礦法將巖石等雜物使用機(jī)械鏟剝離，并且將其推到采空區(qū)推起來。然后再利用索斗鏟進(jìn)行二次或者更多次的倒堆；另一種是針對傾斜角度相對較大的礦床，需要將剝離物資運(yùn)送到專用的排土場，一直到采掘深度達(dá)到要求之后，才能夠往采空區(qū)內(nèi)排。這種工作方式通常會采用垂直走線的方式進(jìn)行布局，從而達(dá)到更加高效的采礦效果。實(shí)際上，采礦的方式還是需要根據(jù)實(shí)際礦體的情況進(jìn)行決定，選擇出更加適合的采礦方式。

圖3 平緩礦床露天采礦技術(shù)

當(dāng)前露天開采技術(shù)已經(jīng)在傳統(tǒng)技術(shù)上進(jìn)行了升級，研發(fā)出了露天－地下聯(lián)合采礦技術(shù)。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)礦床的礦體分布在垂直方向至少有上中下三層，單獨(dú)使用露天開采技術(shù)不利于對礦床的充分利用。因此可以對不同層次的礦體進(jìn)行分層管理，對于上層使用露天技術(shù)進(jìn)行開采，對于中間層就是用兩種方法聯(lián)合的方式開采，對于與下層就是用地下采礦方式進(jìn)行開采。由此就能夠更加充分地利用我國的金屬礦資源，減少一次性資源的浪費(fèi)。而且在開采的時候會使用到不同的大型機(jī)械設(shè)備，如圖4 所示，能夠大幅度減少人力的消耗，提高有色金屬開采工作的效率。針對當(dāng)前我國的有色金屬資源來看，更加需要合理使用新型技術(shù)和設(shè)備，將不同的技術(shù)融合起來，發(fā)揮出更大的效果，盡可能減少資源的浪費(fèi)[5]。

圖4 露天采礦

4 結(jié)語

綜上所述，綠色礦山采礦技術(shù)的使用是能夠全面提升有色金屬開采效率的關(guān)鍵。因此，我國應(yīng)該合理地區(qū)別不同采礦技術(shù)的優(yōu)勢，將露天采礦、淺孔留礦采礦以及有底柱分段崩落采礦三種采礦技術(shù)進(jìn)行合理的運(yùn)用，并且根據(jù)礦山的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以提高有色金屬行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展。