金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術解析

王超群，李 闖

（1.云南上立礦業(yè)有限公司，云南 昆明 650051；2.長春黃金研究院有限公司，吉林 長春 130000）

1 金屬礦山采礦現(xiàn)狀與技術特點分析

1.1 現(xiàn)狀

（1）缺少優(yōu)質礦源。從目前來看，我國在金屬礦山采礦方面普遍面臨著缺少優(yōu)質礦源的問題，與此同時，國家礦產資源上有著中型金屬礦比重較大的特點，而小型的礦源也相對較多，但大型的金屬礦源則比較少，絕大部分的礦產開發(fā)企業(yè)在采礦期間過于側重其所能夠取得的經濟效益，使得國家礦產資源面臨著整體耗費嚴重的現(xiàn)象，突出了資源能源消耗的各方面問題，未能實現(xiàn)最大限度的開采以及利用。

（2）采礦技術落后。我國地域遼闊，各地區(qū)自然條件以及政策條件之間的不同導致各地區(qū)在經濟發(fā)展方面存在一定的差異，與此同時，在經濟發(fā)展的過程中同外界條件之間也存在較為明顯的不同。

（3）環(huán)境破壞嚴重。在開展金屬礦山采礦工作的過程中，若是受到外界不利環(huán)境影響或者是未能規(guī)范操作，便會產生地形變化以及坍塌問題，最終導致該地區(qū)出現(xiàn)嚴重的環(huán)境破壞。同時廢水、廢渣隨意排放、堆置，對環(huán)境污染極大，環(huán)境污染容度本身是有限度的，礦山生產期間，相關負責人沒有從其長遠發(fā)展的角度著手，采取針對性的措施，便極有可能會增加出現(xiàn)大自然反噬的概率，這不僅不利于金屬礦山采礦的可持續(xù)發(fā)展，還會對社會的正常發(fā)展起到負面影響。

1.2 技術特點

（1）針對性強。金屬礦山井下開采技術本身存在著針對性強的技術特點，不同地區(qū)所賦存的礦產資源存在性質上的差異性，基于此，采礦技術人員應當嚴格遵循因地制宜、因礦生法的原則，展開具體的井下開采操作，優(yōu)化選用與該地區(qū)條件相適應的技術工藝，以提高地下礦產資源開采效率，保證礦山安全生產。

（2）準備較多。通常情況下，金屬礦山井下開采的環(huán)境條件相對較差，所以往往在采礦效率方面會比較差，下井作業(yè)人員需要在進行正式下井操作之前做好充足的事先準備工作，既要切實確保自身的生命安全，同時還要為工作效率的提升奠定基礎。

（3）創(chuàng)新性強?，F(xiàn)如今，我國社會發(fā)展水平逐漸提升，國民經濟穩(wěn)步發(fā)展，在該時代背景下，礦產資源是至關重要的保障，近些年來我國積極開展對于井下采礦技術的研發(fā)與創(chuàng)新，使得各種井下新型采礦技術層出不窮，其中部分技術已經在當前的金屬礦山井下開采作業(yè)中得到了有效運用，并取得了良好的實踐成果。

2 金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術分析

2.1 深部開采與原地溶浸采礦技術

對于超過地下600m深度的礦產資源需要采用深部開采技術進行開采，隨著深部開采技術的不斷研究和加強，開采深度也在不斷加深，如今已經能夠對地下950m以下的礦產資源進行開采，使過去無法開采的礦產資源等到更加充分地利用。

原地溶浸采礦技術中包含了采礦、選礦、冶煉等多種技術，能夠將傳統(tǒng)的礦產資源開采模式改進為直接金屬提取的開采模式。還具有較為廣泛地應用性，能夠對多種金屬礦山進行開采，包括銅礦和金礦在內的二十多種金屬礦山。通過對原地溶浸采礦技術的分析將其優(yōu)勢總結為以下四點：第一是能夠減少開采礦石的工作量，也減少了尾砂和廢石的產生，對于生態(tài)環(huán)境的保護有著突出的優(yōu)勢；第二點是減少了開采礦石后的提出過程，能夠使整個開采過程得以縮短，減少開采作業(yè)的成本，進而具有促進經濟收益提高的優(yōu)勢；第三點是能夠在常規(guī)開采技術無法開采的金屬礦山中進行開采，具有更高的適應性優(yōu)勢；第四點是能夠有效改善惡劣的開采環(huán)境，對于開采的安全性有著較大的保護優(yōu)勢。

2.2 空場采礦技術

空場開采是較為重要的采礦方法之一，該方法主要指的是在回采的過程中需要在原有的基礎上將采場一分為二，按照礦房和礦柱的順序逐一進行操作，空場開采方法的應用可以根據(jù)其回采操作、框壁構造的差異性劃分為全面開采、階段性開采以及房柱開采幾種類型。工作人員在對是否留設礦柱以及空場礦柱布置形式進行確定的過程中，應當先對其具體的采礦形式以及礦巖性質進行分析。一般來說，該方法的應用對于環(huán)境的要求相對較高，只能夠作用于礦石以及圍巖相對穩(wěn)定的環(huán)境中。該方法在實際應用的時候存在較高危險性，所以務必要加強對于各項安全處理措施的重視。

2.3 充填技術

當進行金屬礦山采礦作業(yè)的時候，原本的采空區(qū)極大可能出現(xiàn)圍巖大面積冒落，所以工作人員需要使用充填法在原本的采空區(qū)中填入充填料，從而有效規(guī)避潛在的采空區(qū)冒落問題，對于后續(xù)礦山生產的高質量開展有著保障作用。在開展稀缺礦體開采的過程中，若是發(fā)現(xiàn)其礦山存在圍巖不穩(wěn)固的問題，便可以采用充填開采的工藝，通常情況下，充填法開采的工藝，較多應用于開采技術條件相對復雜的區(qū)域，比如：受到外界水源、火災以及交通等因素干擾嚴重等地區(qū)。充填開采方法的高效應用能夠在原有的基礎上實現(xiàn)金屬礦山井下采礦安全性的提高，與此同時，其本身具有環(huán)保性能，環(huán)境污染較小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。一般來說，可以根據(jù)填充料運輸方式以及材料的不同將其劃分成三種類型。

其一是干式充填，該方法常用于經濟欠發(fā)達地區(qū)，具體是指在機械以及風力基礎上將砂石材料運送至礦區(qū)。然而現(xiàn)如今我國開采技術已經實現(xiàn)了更新升級，該方式本身具有成本高、操作復雜等局限性，難以同新時代發(fā)展相適應。其二便是水力充填，該方法主要是指充分將填充料與水拌和，進而形成砂漿，然后再用泵壓實現(xiàn)砂漿填充料向采空區(qū)的運送，當填充料完成之后便可以為采空區(qū)提供較為堅硬的載體。其三則為膠結充填，該方法是目前絕大部分礦產開發(fā)企業(yè)最廣泛應用的方法，具體是指在將碎石、沙子、石灰以及水泥混合起來之后，利用管道將其送到采空區(qū)中。該方式在應用上優(yōu)勢較強，不僅效率高而且流程簡便方便操作。

2.4 崩落采礦技術

崩落采礦技術分為無底柱分段崩落技術與自然崩落兩種技術類型，區(qū)分的主要依據(jù)在于具體的使用方式存在較大的差異。其中無底柱分段崩落技術是從瑞典引進，經過我國金屬礦山開采的實際應用驗證后逐漸在開采作業(yè)中推廣應用。在進行無底柱分段崩落技術應用時，需要做好對結構參數(shù)的優(yōu)化，如果優(yōu)化存在問題將會直接導致技術應用產生問題。自然崩落技術主要是通過巖石的自然應力作用形成落礦，能夠發(fā)揮出更大的生產能力，降低開采的成本。在實際的金屬礦山開采作業(yè)中，自然崩落技術更適用于礦化均勻、礦體厚大和易于崩落的低品位礦山的開采應用。

3 金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術的安全措施

3.1 優(yōu)化方法的選用

從目前來看，采空區(qū)是金屬礦山開采過程中最為重要的安全隱患之一，在采礦過程中需要將礦塊開采出來，這樣一來便會出現(xiàn)一定的空洞，而這些空洞在結構上存在嚴重的不足，再加上后續(xù)各種采礦操作的持續(xù)進行，導致整體采礦區(qū)域的結構穩(wěn)定性有所降低。基于此，相關工作人員務必要針對實際情況采取相應的安全防護手段，以此保障方法選用的科學性與針對性，為開采作業(yè)的持續(xù)平穩(wěn)運行奠定堅實的基礎。

3.2 開展安全評價工作

專業(yè)技術人員需要在開采前詳細分析開采區(qū)域的應力，與此同時還要綜合考慮當下開采隊伍以及所選用技術方法的實際情況，作出高質量地風險預估以及安全評價，進而在此基礎上形成可行性較強的方案。除此以外，應當強化開展對于采礦技術人員的井下專業(yè)技能以及安全技能的培訓工作，敦促其時時刻刻保持警惕，全方位觀察井下的環(huán)境條件，以便于及時掌握各種不安全因素，采取針對性地應對措施，切實保障操作人員的人身安全。

3.3 實時更新技術

設備和技術是確保金屬礦山生產高效推進的重要基礎，同時也是提升開采工作穩(wěn)定性以及安全性的重要保障。基于此，相關技術人員在實際下井操作之前需要先開展開采設備的安全評價，盡可能降低由于設備故障和技術問題導致工作受阻的概率。從目前我國所具有的技術條件來看，相關技術人員需要積極開展自動化系統(tǒng)布置，并及時更新相應的采礦設備，此舉能夠切實提升井下生產工作所具有的機械化水平，以此保障操作人員的人身安全。

3.4 形成安全管理機制

現(xiàn)如今我國的采礦技術水平正在逐漸提升，與此同時機械化程度也在不斷加深，所以，在金屬礦山采礦生產的過程中需要形成科學合理的安全管控機制。與此同時，還應當在原有的基礎上構建起能夠滿足金屬礦山生產所需要的相關信息平臺，為后續(xù)礦山勘察、采礦生產以及后期保障等信息匯總與分析工作的高質量開展創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。特別要注意統(tǒng)一管控礦山采礦井下作業(yè)情況的各方面監(jiān)測信息，以便于井下操作過程中能夠基于此對相關技術措施展開實時的優(yōu)化調整與完善。

4 金屬礦山開采中現(xiàn)代化采礦工藝與技術的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新

4.1 構建現(xiàn)代化生態(tài)礦業(yè)

在進行金屬礦山開采時，由于會造成地質結構和生態(tài)環(huán)境的破壞，容易發(fā)生山體倒塌、雨季滑坡、泥石流等災害。如果坍塌范圍與地表大面積相連，還會導致地表的泥石和積水大量涌入開采礦洞中，對開采人員的生命安全造成嚴重威脅。現(xiàn)代化生態(tài)礦業(yè)更加注重金屬礦山開采和生態(tài)環(huán)境的和諧性，降低開采過程中造成的破壞性影響，既能夠保障生態(tài)環(huán)境的安全，也能夠保障開采人員的生命安全。需要對金屬礦山所在區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)、氣候環(huán)境、地理環(huán)境的情況進行充分地了解，并結合礦山的開采沉陷理論和地表的下沉情況進行科學的計算分析，在對開采作業(yè)進行科學規(guī)劃，保證礦山生產的順利進行。

4.2 保持開采作業(yè)的清潔性

為了滿足開采作業(yè)的清潔性要求，可以采用以下三種措施進行開采：第一種是對開采人員進行嚴格管理，避免在開采作業(yè)期間對生活垃圾或廢水進行的隨意排放，可以采取集中堆放的方式，定期進行統(tǒng)一處理；第二種是對開采流程進行規(guī)范管理，尤其是對開采技術和設備的應用流程以及材料的生產流程，通過規(guī)范性的管理制度控制整個環(huán)節(jié)的整潔程度，也使開采流程更加有序；第三種是采用更加綠色環(huán)保的開采技術和設備進行開采，減少污染的產生，也降低資源的過度消耗，形成綠色環(huán)保的開采模式。

4.3 分區(qū)規(guī)劃發(fā)展方向

我國幅員遼闊，不同地區(qū)的經濟發(fā)展形勢、礦產資源產量、氣候和地理條件等都具有較大的差異性，所以為了更好地促進礦業(yè)的發(fā)展，也促進各區(qū)域的發(fā)展平衡，需要根據(jù)實際情況進行分區(qū)規(guī)劃，制定具有針對性的發(fā)展方向，也能夠使經濟效益得到更好的保障，同時還有利于新型礦業(yè)模式的推廣，更好地融入各地區(qū)不同條件下的礦業(yè)中。在經濟發(fā)展較好、礦產資源豐富的區(qū)域，可以加大對礦業(yè)的投入，加強對現(xiàn)代化采礦工藝與技術的應用，總結更多的開采應用經驗，有利于其他區(qū)域的借鑒學習。在經濟發(fā)展較差、礦產資源匱乏的區(qū)域中，要注重對開采的監(jiān)測和管控，避免過度開采造成的不良影響等。

5 結語

在金屬礦山的開采中，需要通過現(xiàn)代化采礦工藝與技術滿足開采的需求，也是滿足我國在資源能源產業(yè)方面的需求。本文就對現(xiàn)代化采礦工藝與技術進行了深入地分析和充分的探討，期望能夠為現(xiàn)代化采礦工藝與技術的提高起到參考作用。