試論礦產資源的有效開發與綜合利用

劉光華

(陜西銀礦，陜西柞水 711405)

0 前言

礦產資源是人類社會的寶貴財富，是人類生存發展的物質基礎。礦業開發在國民經濟中起著重要作用。我國是資源較為豐富的國家，但人均資源占有量很少，許多礦產資源依賴進口。在礦產資源方面必須有緊迫感和危機感，要牢固樹立充分利用資源、節約資源的意識。必須從宏觀上加以調控，堅決杜絕亂采濫挖，破壞資源的短期行為和不法行為，走資源集約化之路。人口、資源與環境已成為人類社會發展的三大主題。建設生態礦山，實現資源可持續發展是今后的發展趨勢。必須嚴格礦業開發市場準入制度，實行有序、規范地開采礦產資源。要在資源開采、加工、回收利用等環節建立全過程、全方位的管理，要依靠科技進步推進資源利用方式的根本改變。有效開采和綜合利用是實現持續發展的必然趨勢和方向。

1 國內地下礦山開采現狀

解放后，礦業開發有了長足的發展，為國家建設做出了巨大的貢獻。改革開放后，隨著國民經濟的快速發展，加之一系列產業政策的出臺，礦業得到了前所未有的發展。全國已有300多座礦業城市，如鞍山、本溪、金川、白銀、銅陵等。總體來講，我國礦業發展速度相對較慢，各企業的情況不一，井下采礦回采率低，貧化率高。選礦廠和冶煉廠實收率低，伴生組分有的部分回收或全部沒有回收。有的選礦廠沒有尾礦壩，資源流失，污染江河湖海。雖然有的大型企業集團在技術、裝備等方面占有絕對優勢，但貧化率高;有的小企業由于缺乏技術和資金投入，粗放式經營，損失、貧化、選冶效果較差。

國內地下開采礦山的采礦方法仍以三大類采礦方法為主，即空場法、崩落法和充填法，三大類方法的比重分別是59.2%、33%和5.8%，其中在有色礦山中的比重分別為55.5%、33.1%和11.4%。

三大類采礦方法的適用范圍各有不同，各有特點。鐵礦床多為急傾斜和傾斜的厚和極厚礦體，選用采礦方法以無底柱分段崩落法為主，而有色金屬礦床多為急傾斜和傾斜中厚以下礦體，大量應用階段礦房法、留礦法、有底柱分段崩落法和填充法。

采礦方法是隨著技術工藝的進步和先進設備的應用而發展的。

2 地下礦山開采的發展趨勢

礦業發展應按照統籌規劃，總體調控，注重節約，適度開發，保護環境，建設生態礦山的總體方針。

2.1 制約礦業可持續發展問題

(1)礦產資源是有限的，但是片面追求利潤的最大化。

(2)以低成本運作、破壞生態為代價。

(3)不以科技為向導，減少投入、降低安全系數進行生產。

2.2 對礦業可持續發展的幾點建議

2.2.1 更新觀念，調整結構

綠色環境是可持續發展的基礎。必須堅決摒棄礦山只是“打洞采礦”的觀念。提高采礦準入門檻，加快產業結構調整，合理布局，統籌資源，有規劃、有序開發，貧富兼采，粗糧細作，實現資源綜合開發和保護生態的發展模式。

2.2.2 制定適應礦業可持續發展的政策

在政策上對礦業適當傾斜，如考慮減輕礦山企業稅賦，使礦山、特別是老國有礦山完成可持續發展，為地方經濟、社會效益全面發展創造良好的條件。

2.2.3 向科技要效益

與科研院所(外企)合作，推廣新技術，以降低成本，提高勞動生產率，提高礦產資源的綜合回收率，減少廢料排放，使有效資源得以最大化利用，保護生態為主要目標。

2.2.4 利用好國內國外兩種資源

在經濟全球化的大趨勢下，國內短缺資源可以通過國際資源的調濟和互補，實現優化配置，保證資源的可持續利用。

2.2.5 變廢為寶，如尾礦低品位、微量元素再利用、之后回復充填，還生態平衡

(1)實現規模型生產。露天開采的比重在不斷增大，地下開采也在提高采礦強度、擴大生產規模的趨勢，利于新技術、新裝備提高勞動生產率，降低生產成本，實現規模效益尤其對于大而貧的礦床效果更為明顯。

(2)開采裝備大型化、自動化。無論是露天開采或地下開采，開采裝備的大型化，自動化都將成為必然趨勢，也必將有力促進開采工藝技術的變革。

(3)礦業數字化。計算機在礦業的廣泛應用加快了礦業的發展，也是礦業科技進步的一個重要標志。目前計算機在礦山的應用主要是礦山管理和計算機輔助設計。

(4)礦山生態化。目前，在全球范圍內人們對環境保護的重視程度不斷提高，人們的環境意識逐漸增強。人口、資源與環境已成為人類社會發展的三大主題。這就要求在開發資源的同時，盡力保護生態環境。資源的綜合利用、溶浸采礦、無廢開采等方面的研究顯得更加重要。

(5)礦業國際化。隨著經濟全球化步伐的加快，許多國家出于對本國資源和環境保護等原因積極尋求在其他國家開采本國需要的資源。我國在礦業開發國際化方面已邁出了可喜的步伐。

3 地下礦山開采

3.1 盡量無廢開采

資源短缺和環境污染已成為可持續發展所面臨的難題。如何合理利用資源、減少廢料的排放，保護生態環境，實施無廢開采已成為礦業可持續發展的重要內容和手段。

無廢開采就是最大限度地減少廢料的產出和排放，提高資源的綜合利用率，這就要求必須采用一切可能的先進技術工藝和設備，使廢料的排放量達到最低。一方面要加強資源的綜合回收;另一方面盡量采用少廢或無廢的工藝技術。

礦山廢料中對環境影響大的主要是廢石和尾礦。廢料處理的原則一是就地、就近處理原則，二是最少化原則，三是綜合利用原則，四是科技進步原則，五是綜合效益原則。

兩大廢料的資源化為無廢開采帶來廣闊的前景，既提高了經濟效益又減小了對環境的負面影響。如將其用作井下充填材料就是其重要的用途之一。

3.2 國內外對無廢開采的研究

(1)有色金屬大多是多金屬礦床，共生和伴生著許多有用礦物，對其中有用元素進行綜合回收意義重大。我國的綜合回收水平還很低，與發達國家相比還有很大差距，資源綜合利用潛力巨大，有許多工作要做。

(2)廢石和尾礦用作充填料。在地下開采礦山，對不含有用成分的廢石和經過綜合利用后的尾礦用作充填材料，不出井下就地消耗，既降低了運輸費用，也從根本上解決了廢石和尾礦對環境的污染問題。

(3)廢石和尾礦用作建筑材料、肥料或其他原材料。通過提高綜合利用率，在某種程度上降低了礦與非礦的界限，使原來不具開采價值的“中性物”變成礦產資源，使礦產資源達到保值或增值。

3.3 實現無廢開采的條件

3.3.1 經濟條件

產品的銷售收入加上因實行無廢開采而減少的環境治理費用大于等于產品總成本、稅金及附加之和時，從經濟上講無廢開采就是可行的，否則就要想方設法降低成本。這里的銷售收入包含傳統礦山銷售收入與實現無廢開采而進行的綜合利用及廢料資源化所得到的收入。

3.3.2 技術條件

(1)有利于少廢工藝的開采技術條件。采礦工藝技術水平的提高是減少廢料產出的最基本條件。如對采切比小的采礦方法的研究、應用就是從源頭上控制了廢石的產出率;采取措施降低貧化率，提高出礦品位，在一定程度上可為選礦降低尾礦產出率創造條件。對地下開采礦山來講，充填是解決廢料堆放的最佳方法。井下廢石可以無需出坑就地就近消耗，而尾礦也可以作為充填料使用。

(2)先進可靠設備的應用。先進可靠的設備是先進的采礦工藝的有力支持。如坑內開采采用了大型化、無軌化設備后，使采掘比、采切比大大降低，為減少廢石的產出創造了有利的條件。同樣，選冶設備的高效化也為綜合回收利用及有用組分回收率的提高提供了保障。

3.3.3 地理條件

礦山所處的地理位置對于無廢開采的實施起著很重要的作用，有時甚至是決定性作用。

3.4 實現綜合回收利用的途徑

3.4.1 采用少廢的采掘工藝

采用少廢工藝，有效控制萬噸采掘比，從源頭上控制廢石產出是實現無廢開采的有效途徑。

3.4.1.1 確定合理的開拓系統

隨著采礦技術進步，采用高中段等措施可以減少廢石的產出量。

3.4.1.2 選擇合理的采礦方法

隨著采礦設備的改進和采礦技術的提高，采切量少的采礦方法的應用，另外還有采切工程布置在礦體中均可降低廢石的產出。

3.4.1.3 推廣廢石不出窿的系統方案

采用上行開采順序，有利于礦石的坑內處理;采用充填法可將廢石與尾礦充填于采空區;建設井下選礦廠，既少占地表土地，又減小對環境的影響。

3.4.2 加強有用礦物的綜合利用

新建礦山必須從開始的可行性研究和設計，不斷進行新技術研究，推廣新工藝，加快新設備，盡量采用少尾工藝流程，減少廢石和尾礦量，重視綜合利用。

國內也已經開展礦山廢石、尾礦綜合利用途徑及其地質評價的研究工作。廢石、尾礦的綜合利用途徑及其地質評價主要包括以下幾個方面:①綜合利用作為微量元素肥料;②綜合利用作為水泥原料;③綜合利用作為制造保溫、隔熱、隔音材料的原料;④綜合利用作為玻璃原料;⑤綜合利用作為陶瓷原料;⑥綜合利用作為鑄石原料;⑦綜合利用作為“七0”砂原料;⑧綜合利用作為制磚原料。

當今科技日新月異，隨著高技術在采礦方面的應用，新的采礦方法的應運而生是肯定的，如溶浸采礦法就能實現資源綜合利用。在這方面我國的科技工作者要認真研究總結，爭取有新的更大的突破。

4 結語

有限資源的綜合利用是實現礦業可持續發展的有效途徑，它是一項復雜的系統工程。如何綜合利用應因地制宜、因情而異。從開采受礦山所處的地理環境、礦山開發條件、經濟因素、采礦方法、選礦工藝的研究、推進，冶煉技術、設備等諸多因素考慮。隨著經濟全球化步伐的加快，世界各國都非常重視可持續發展這一課題。我國作為最大的發展中國家應更加重視可持續發展和有效資源的綜合利用，同時它也必將成為21世紀礦業發展的重大課題。

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