我国金属矿产开采技术的发展与展望

我国金属矿产开采技术的发展与展望

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摘要：金属矿产属于重要自然资源，是主要工业原料之一，是社会生产发展的物质基础，其开采与利用水平对经济发展建设都有直接影响，可以说现代社会工业生产和日常生活都离不开金属矿产资源。进入21世纪后，中国经济快速发展，工业化水平大幅度提升，金属矿产资源需求量越来越大。虽我国金属矿藏量较大，但资源形势并不乐观，处于一种富矿少，贫矿多的局面，开采难度再不断提升。为获得理想经济效益，加强开采技术改革创新势在必行。本文将针对我国金属矿产开采技术的发展与展望进行相关分析探讨。

关键词：矿产资源；金属矿产；开采技术；发展与展望

引言

金属矿产是我国70%的工业原料来源，当前国内金属矿产需要量非常大。使得开采强度不断提升，但传统开采技术的局限也逐渐暴露出来，开采技术改良成为矿石企业重要课题。开采技术关乎矿产开采水平，影响矿山经济效益的实现。若想提升金属矿产开采安全性，降低开采成本，进一步提升开采效能，应加强对机械设备的应用，构建机械化、智能化矿山。从金属矿产开采技术发展趋势来看，正在向着智能化、自动化、机械化方向发展，众多生产与管理环节都在尝试应用计算机技术，加强高新技术应用已成为必然趋势。

一、我国金属矿产开采的基本情况

金属矿产赋存条件复杂，开采技术水平关系到矿山经济效益的实现。实际开采中，对于复杂多变的开采条件，需采用不同开采技术，才能获得理想开采效能。以竹叶山坑矿段为例，矿体呈层状、似层状、脉状，矿化以锡、铜为主，局部有少量铅、锌矿化。各段地质条件差异性较大，地层岩性较复杂。面对这种特殊开采环境，便根据每个矿体的特点，采用了不同开拓方案与开采技术[1]。例如：开采倾角不超过12°，厚度3m以下，下盘或上盘稳固的矿体，采取了极薄矿体全面空场连续高效采矿法；开采倾角不超过12°，厚度不超过8m，则采用了全面连续空场高效采矿法；矿体厚度小于8m则选用无底柱上向扇形中深孔空场法[2]。合理选择开采技术才能确保开采安全性，降低开采成本，提升经济效益。若开采方式方法不当，不仅会降低开采效率，甚至会引起一系列安全问题以及地质灾害。

根据《中国矿业发展战略研究报告》显示，2016年金属矿业总产值达到4748.27亿美元。目前虽金属矿业不再高歌猛进，发展态势趋于平稳，但市场需求仍比较大。而且在“一路一带”政策实施的大背景下，未来国际市场规模将进一步扩大，金属矿产市场将迎来新的机遇。因此，矿山企业应加强开采技术改革与完善，积极解决当前面临的技术问题，提升开采效能，从而适应新的市场需要和经济发展需求。

二、我国金属矿产开采技术现状

通过前文分析可知道，金属矿产开采技术水平对开采经济效益有直接影响，合理选用开采技术非常重要。就我国金属矿产开采现状而言，主要采用的是：充填采矿法、空场法、崩落法等等[3]。下面本文对常用金属矿产开采技术进行阐述：

（一）充填采矿法

根据充填方式的不同主要分为：壁式充填法、削壁充填法、上向分层充填法、下向分层充填法、方框支架充填法。根据填充材料的不同，分为：干式充填法、水力充填法、胶结充填法。充填采矿法能适用于复杂开采条件，如：深部开采；周岩不稳固矿段开采等。该方法能有效控制地压，作业较为安全，各工序都应用了机械设备，回采率也相对较高。但由于工艺相对复杂，作业时间较长，实现成本相对较高，一些方面仍有待改革与改进。

（二）空场法

自然支护采矿法中的各类方法都属于空场法，该方法在我国金属矿开采中应用最早，也最广泛，使用比重达到55.7%，技术相对成熟，安全性较好。对于地质条件特殊的矿段，采用空场采矿法仍能获得较为理想的生产效率和经济效益。而且实现成本相对较低，适合大规模应用。竹叶山坑矿段，很多工程便应用了空场采矿法。但由于实际应用中对矿石与周岩稳固性有一定要求，若矿石松软则须留大量连续矿柱，便会造成矿量损失率增大问题。

（三）崩落法

崩落法与其他方法相比，简化了采场结构，不分矿房矿柱，随工作面推进，减少了采掘工作量，同时提升了开采安全性，有效降低了开采成本，具有较好开采效果。20世纪50年代，我国便已开始使用崩落采矿法，是应用时间较长的开采技术，获得的经济效益较为理想。但具体应用过程中，围岩崩落易引起山崩或地表塌陷问题，导致一系列地质灾害，造成建筑物破坏和河流堵塞问题。因此，崩落采矿法使用时，需要加强崩落区的管理。

三、我国金属矿产开采技术的展望

随着科学技术的进步，金属矿产开采中使用的机械设备和智能设备越来越多，部分矿段更融入了计算机技术、物联网技术，未来金属矿产开采将走向智能化、机械化、自动化。下面通过几点分析对我国金属矿产开采技术的展望：

（一）机械化开采

目前我国金属矿产开采技术仍处于发展阶段，部分开采环节机械化程度有待提升，使得采矿效率受到制约，加强对机械设备的应用，实现机械化开采将成为金属矿产开采技术发展的主流趋势。近些年，我国针对金属矿产开采，研究了诸多配套辅助机械设备与采矿设备，尤其大型设备。例如：露天牙轮钻机、矿用电机车、YQ-100潜孔钻架等等。这些采矿设备，适用性强，造价较低，自动化程度和工作效率高，技术性能相对成熟，能有效推进金属矿产开采技术机械化发展。相关资料小时，国内已经有很多矿山企业在积极引进大型机械设备，通过先进设备改进采矿技术，提升采矿效率。

（二）绿色化开采

传统金属矿产开采技术易改变周边地质条件和生态环境，引起一系列环境破坏问题。例如：开采残留费气、废水、废渣都会引起环境问题[4]。在全球提倡绿色生产，可持续发展的大背景，金属矿产开采技术也必然要走向绿色化。因此，未来金属矿产开采技术发展中将对废物回收利用、污染治理等方面做出改进，旨在发展绿色化矿山，发展无废采矿技工艺。目前已有部分矿山企业为尽可能少采出废石，融入了化学工艺采矿技术和溶浸技术，并对充填采矿法进行了改良，实现了减料排放，废料资源化，尾矿综合利用。

（三）智能化开采

当前信息技术已得到高度普及，物联网技术融入各个领域。因此，很多矿山企业也开始将这些高新技术融入到开采技术中，建设智能化矿山。例如：矿山高速信息网络系统，能实现灵活、高效的现场监控、调度[5]。另外，还有一些矿段应用了GIS技术和GPS技术，构建了矿山定位系统。通过定位系统能随时了解到矿工分布及走动情况，便能对矿工进行有针对性管理和指示。此外，部分西方发达国家在采矿工业中应用了遥感技术，通过遥感设备实现无人矿井，开采效率被大幅度提升。我国遥感技术也在持续发展中，已经进入到实践应用阶段，未来必然要融入到金属矿产开采领域当中。

结束语：金属矿产属于重要物质资源，对各行各业发展都有影响。在经济高速发展的今天，社会对金属矿产资源需求量越来越大。为满足金属矿产需求量，提升开采效率，矿山企业应积极加强开采技术改革与创新，构建智能化、机械化、绿色化矿山，以此促进产业升级。

参考文献：

[1]徐榕.金属矿产勘查工程技术发展的实际状况分析[J].有色金属文摘，2016，30（04）：20-21.

[2]张纫兰.重要大宗金属矿产资源战略接续区综合评价与区划[D].中国地质大学，2014.

[3]冯志刚.略论金融危机背景下中国金属矿产资源开发利用战略[J].中国矿业，2015，19（08）：15-17.

[4]滕吉文.强化开展地壳内部第二深度空间金属矿产资源地球物理找矿、勘探和开发[J].地质通报，2016，（07）：767-771.

[5]陈晓红，关健.中国主要金属矿产资源保障程度和开发利用战略决策分析研究[J].矿业研究与开发，2016，（06）：1-6.