未来有色金属采矿可持续发展实践与思考

未来有色金属采矿可持续发展实践与思考

丁柏枫

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摘要：虽然我国有色金属储量相对较大，但人均占有量却很小。在当前形势下，有色金属的地下采矿方法根本无法适应和满足冶金行业的生产和发展需要。因此，相关技术人员应不断改进采矿方法，并进一步应用和研究，以有效提高采矿的安全性能和效率。

关键词：有色金属；采矿；可持续发展；实践；思考

1 贵重有色金属分布及特点

与煤炭、石油、铁矿石等常规资源相比，稀有贵重有色金属矿产资源种类繁多、分布分散、开采难度大，且大多属于战略性资源。地球的深海和深海地区含有丰富的贵重有色金属。同样，深空也蕴藏着丰富的有色金属资源，甚至比地球上的资源更丰富、更多样。由于有色金属矿产资源本身品位较低，大多数矿物品位较低，形成深度较大，且大多数属于热液矿床，导致硬度强、应力高、温度高、开采和提取困难，成本高。虽然我国有色金属矿产资源丰富，种类繁多，但作为世界上最大的有色金属生产国和消费国，保持有色金属矿业的可持续发展仍具有重要意义。

1.1 深空资源

除了岩石外，太空小行星上还有粘土、硅酸盐和各种金属，其中大多数是镍和铁。大多数金属小行星由高达80%的铁和20%的镍、铱、钯、铂、金、镁和其他贵金属（如锇、钌和铑）的混合物组成。例如，铂族金属是地球上最稀有和最有用的元素之一，但根据行星资源，小行星中这些金属的含量非常高，以至于直径500米的富含铂的小行星所含铂族金属比人类历史上在地球上开采的铂族金属还要多。同时，月球上还有钛、钍、镍、铀等资源。

1.2 深海资源

“深海”指海拔200米以下的区域。深海区域约占地球表面面积的65%，物种多样性丰富。它是地球上最大的潜在资源基地，尚未被人类充分认识和利用。除海洋油气资源和沿海矿砂外，目前已知多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等金属矿产资源在海底具有商业开发价值。这些矿物富含镍、钴、铜、锰、金和银，其总储量是陆地上相应储量的几十到数千倍。随着人类对有色金属资源需求的不断增加和陆地矿产资源的不断枯竭，预计海底矿产资源将成为21世纪人类的替代资源。

2有色金属开采技术进步对矿产资源可持续发展的影响

随着我国工业化进程的加快，对有色金属资源的需求不断增加，而传统有色金属资源却在减少。在这方面，有色金属开采技术的进步，一方面，使原本不可开采且难以开采的“死矿”实现资源化利用；另一方面，通过各种技术的研发，提高矿石回收率，最大限度地回收现有资源。采矿技术的进步将通过促进死矿资源的利用和最大化，为中国有色金属矿山的可持续发展提供强有力的技术支持。

2.1 有色金属开采技术进步推动呆矿资源化

技术装备的改进和技术问题的不断攻关，促进了以前无法开采的复杂难采资源（如软破碎矿体、残矿等资源）的开发利用，开辟了深部资源等特殊条件下资源的利用途径，高海拔寒冷环境资源、深海资源等；此外，随着劳动生产率的提高和生产成本的降低，也可以利用以前不经济的低品位资源（如低成本的大型露天采矿、低成本的地下大型落矿技术、生物铜浸出技术、离子稀土原地浸出技术），进一步扩大可用资源的数量。

2.2有色金属开采技术进步实现资源最大化

随着技术装备的改进，采矿回收率有所提高。部分露天矿回收率达到99%以上（乌努格图山铜钼矿、金堆城钼矿等），地下矿回收率达到98%以上（凡口铅锌矿等），充分利用资源，促进资源最大化。

3金属矿山露天转地下开采有关问题的解决方案

3.1 解决方案简介。收集金属矿山露天转地下过程中边坡位移监测数据。收集数据的时间应尽可能长，数据应尽可能详细。这一过程的研究内容主要包括三个方面：根据金属矿山多年的GPS监测数据，借助数值模拟和物理模拟，研究了露天转地下后矿井围岩的变形特征和规律；根据GPS监测数据，研究了坑底隆起，分析了隆起机理，并通过仿真分析详细分析了隆起的发生；为了研究露天转地下开采引起的围岩变形和活化问题，我们主要依靠对典型断层发生案例的现场实际调查、位移数据的测量，以及借助模拟手段对断层活化的相关问题进行深入研究。

3.2技术路线介绍。应采取适当的技术路线，解决露天开采转地下开采引起的与金属矿山有关的问题。以上介绍了岩体位移相关数据的收集和一些模拟手段的应用，并对其变形规律和机理进行了详细研究。具体技术路线如下：及时收集整理国内外该领域的研究进展和成果，以便于参考和辅助判断；对金属矿山的现场条件进行实地调查，收集一些基础地质资料；整理和总结现有的测试数据；通过数值模拟，对围岩变形特征、底板抬升机理和断层活化条件进行了模拟分析。

3.3有色金属采矿方法

3.3.1空场采矿法。在有色金属开采中，更常见的采矿方法是空场采矿法。空场采矿法一般用于开采相对稳定的倾斜中厚矿体和矿岩中的厚矿体。然后，空场采矿法的应用将涉及多个方面，主要分为以下几点：20世纪80年代以前，通常采用大直径深孔采矿法，然后将该方法应用于有色金属的开采。使用该方法最明显的典型案例主要体现在安庆铜矿和狮子山铜矿。后来，随着技术的不断改进和更新，深孔崩落采矿法慢慢出现。在使用该方法的过程中，首先应在矿区的局部位置制作切槽，其次，在大直径深孔处安装炸药，最后使整个高台阶阶段坍塌。因此，为了更好更快地实现地下有色金属矿床开采、放矿、放矿等环节的连续性，有必要全面优化空场采矿方法，确保采矿目标的最大程度实现。

3.3.2崩落采矿法。一般来说，崩落采矿法主要包括两种类型：无底柱崩落法和自然崩落法。无底柱崩落法从瑞典引进，后来得到广泛应用。该方法将用于开采矿石中相对稳定的厚矿体。由于该方法不进行采矿工作，在一定程度上损失了大量的矿石资源。对于自然崩落法，其原理主要基于岩石的自然应力。该方法具有成本低、效率高的优点，更适合自然崩落矿床。

（2）充填采矿法。目前，在我国有色金属开采工作中，充填采矿法已被采矿业广泛应用和重视。然后，这种方法在水固结充填技术阶段还没有得到很好的发展，很少使用。主要原因是材料的性能不够好，价格相对较高。然而，随着技术的不断改进和更新，这种方法不仅会增加尾矿的数量，而且会增加浓度，从而减少胶凝材料的数量和成本。自水泥充填技术更新以来，形成了无浓缩、无脱水的水泥充填技术。在一定程度上，该方法不仅减少了采矿作业对环境的破坏，而且改善了地下作业环境，大大提高了经济效益。

结束语

本文详细分析了金属矿山从露天开采到地下开采的研究现状，介绍了最深入、应用最广泛的研究内容，对下一步的研究工作具有重要意义。最后，本文介绍了金属矿山露天转地下开采相关问题的解决方案，希望这些内容能够指导金属矿山露天转地下开采过程中问题的解决。

参考文献

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