有色金屬行業綠色礦山采礦技術分析

摘要：有色金屬行業發展催生了綠色礦山理念，要求以更多現代技術方法提升其工作水平，控制污染問題。有色金屬行業綠色礦山采礦技術類別可作為切入點，在此基礎上結合X金礦崩落采礦技術應用態勢，分析其技術方法、工藝流程等內容，并結合其工作成果對技術優勢進行簡述。最后就有色金屬行業綠色礦山采礦技術發展做簡單展望，服務相關技術的后續運用。

關鍵詞：有色金屬行業綠色礦山采礦技術崩落采礦技術

中圖分類號：TD85

AnalysisofGreenMiningTechnologyintheNon-FerrousMetalIndustry

LIUGuoxiFANJidongZHANGYongqiang

AltayZhengyuanInternationalMiningCo.，Ltd.，

AltayPrefecture，XinjiangUygurAutonomousRegion，836700China

Abstract：Thedevelopmentofthenon-ferrousmetalindustryhasspawnedtheconceptofgreenmining，requiringmoremoderntechnologicalmethodstoimproveitsworklevelandcontrolpollutionproblems.Thecategoryofgreenminingtechnologyinthenon-ferrousmetalindustrycanbeusedasastartingpoint.Basedonthis，combinedwiththeapplicationtrendofXgoldminecollapseminingtechnology，thetechnicalmethods，processflowandothercontentsareanalyzed，andthetechnicaladvantagesarebrieflydescribedincombinationwithitsworkresults.Finally，thedevelopmentofgreenminingtechnologyinthenon-ferrousmetalindustryisbrieflyprospected，servingthesubsequentapplicationofrelatedtechnologies.

KeyWords：Non-ferrousmetalindustry;Greenmines;Miningtechnology;Cavingminingtechnology

綠色礦山（GreenMines）是指在礦產資源開發全過程中，實施科學有序開采，對礦區及周邊生態環境擾動較低，進而實現環境生態化、開采方式科學化、資源利用高效化、工作信息數字化的礦山。有色金屬行業礦山建設也要求逐步趨向綠色化，這對礦山日常工作以及礦山采礦技術提出了較高要求[1]。從技術發展的角度出發，一些現代技術方法可以服務有色金屬行業綠色礦山建設，也有助于其采礦技術優化，分析有色金屬行業綠色礦山采礦技術類別、應用方式等內容，具有一定的積極價值。

1有色金屬行業綠色礦山采礦技術類別

1.1充填采礦技術

充填采礦法（fillingmethod）在稀有貴金屬或高品位礦床開采作業過程中的應用較廣泛，也適用于其他地形復雜、支護要求高的礦區。一般在采礦過程中以各類低價值的填充物對井下部分區域進行充填，提升井下區域支護結構的穩定性和安全效應，以完成有色金屬、貴重金屬的有效采挖。該技術原理比較簡單、流程較固定，具有礦石開采率高、安全性可靠、靈活性突出的優勢[2]。但充填采礦法的工藝流程比較復雜，勞動強度也較大，生產效率可能因此降低，也有研究發現，如果目標礦區礦石價值較低，采用充填采礦法可能導致經濟效益下降的問題。

1.2崩落采礦技術

崩落采礦法（stopecavingmethod）主要應用于有色金屬回采作業，利用自然掉落、崩落的各類巖體進行地壓管理，形成以整個礦塊作為一個回采單元的開采模式，對礦體邊界進行處理、形成運輸巷道，以后退回采、爆破等方式，實現以巷道切割處理為方式的環形運輸巷道和裝礦巷道，能夠在降低作業成本的同時控制地壓穩定，實現有色金屬回采[3]。該技術的優勢在于降低作業經濟成本，能夠有序、有重點地組織開采管理，安全性比較可靠，在地形復雜區域具有一定的應用價值。但崩落采礦技術工藝復雜，可能存在損失較高的情況，品位較高的礦床不適宜應用此技術[4]。

1.3空場采礦技術

空場采礦技術（openstopingmethod）也多見于有色金屬的回采工作中，又稱自然支撐采礦法。一般在巖體強度較高、地下傳力結構穩定、支護要求相對較低的礦區應用該技術。部分有色金屬礦區允許有較大暴露面，在開采過程中常規建設支護結構，完成主要礦床開采、但剩余有色金屬仍有一定開采價值、不宜放棄的情況下，可對其支護系統建設要求進行分析，保留少量的支護結構，或依賴開采區域圍巖自身的穩定性達成力平衡，對剩余礦區的有色金屬礦物進行開采。空場采礦技術的特點在于能夠有效提升有色金屬的采集效果，避免浪費，但其適用性不高，如果礦區圍巖強度不足、支護系統結構復雜，不宜使用該技術[5]。

2.X金礦的崩落采礦技術應用實例

2.1工程概況

X金礦位于新疆維吾爾自治區某地，礦脈長度約為11.5km，寬度平均約為2.6km，由四個礦段共同組成，主要開采1號礦段，該礦段每年生產能力在30萬t左右，可產生高品質環境1200kg。該礦床厚度在3～20m之間，形態較為多變，經分析，其礦床地形呈現50°～70°傾角，巖體以石英砂巖型、硅質絹云板巖型為主，強度不高，且上層巖體含有較多鈣質，總體穩定性不足。礦床金品位整體約為金平均品位3.44g/t，具有一定開采價值，為實現高效開采、提升經濟水平，決定采用崩落采礦技術在回采過程中處理剩余礦物。

2.2技術應用過程

為保證開采效果、安全性，在組織開采、應用崩落采礦技術前，對施工區域的巖體情況、崩落參數等進行分析評估，主要采用單體模型放礦實驗、平面模型放礦實驗、交叉進路放礦模擬實驗進行研究。

單體模型放礦實驗主要針對礦石開采區巖體、礦體進行，測定其放出量以及橢球體長半軸、短半軸、偏心率和放礦靜止角，據此確定分段高度、崩礦步距以及進路間距等核心參數。面模型放礦實驗以單體模型放礦實驗結果為基礎，根據其參數信息分析礦石回收率和貧化率，并統計預期出現的損失量。交叉進路放礦模擬實驗主要關注巷道系統設計，確定回采的路線、回收下盤殘留礦石方式，評估最終的開采效益。

按照此流程進行分析，確定回采進路布置為上下分段形式，一律以菱形布置的方式提升其穩定性，同時改善金礦回采率。分段高度方面，根據哭過去頂部貧化控制要求，適當提升提升分段高度值，確定為10m。進路間距計算以分段高度為基礎（默認為10m），通過實驗進行分析，取計算公式：

式（1）中，lh、b、bh分別表示進路間距、放出體短半軸長度和進路寬度，為便于統計，其單位均確定為m。經模擬計算，確定進路間距為10.2m。放礦步距也根據模擬實驗進行計算，確定放礦步距為3.5m。為保證安全性，以低拱形的斷面規格進行回采進路斷面設置。

完成上述工作后，進入X金礦現場施工環節，首先將礦區內設備移出，并要求人員撤離，之后根據早期計算結果進行巷道處理，包括巷道拓寬、輔助巷道開挖設置、回采進路布置等。X金礦開采過程中，采用精準爆破的方式，對具有開采價值的區域進行精準爆破，先對礦區內部的巖體進行處理、開采剩余礦石，再對巷道區域的礦石進行采集，每完成一次開采，對礦區的穩定性進行分析，核準安全無異常后再做下一階段工作，直到完成開采。

2.3結果分析

對X金礦的作業情況進行分析，按實驗結果，礦石貧化率默認25%，礦石回收率應在75%～90%之間。實際工作完成后，在礦石貧化率不變的情況下，礦石回收率為92%，與預期水平基本相同，且略有提升。開采過程中未發生安全事故，也沒有出現設備損壞等問題。結合X金礦工作情況，可知有色金屬行業綠色礦山采礦技術中的崩落采礦技術擁有3個方面優勢。

一是回采效率較高。在礦石貧化率不變的情況下，X金礦借助崩落采礦技術完成了高水平的礦石回收，回收率為92%。

二是成本較低。人工作業成本、設備使用情況、工程量計算等均處于可控范圍內，無須大量投入資金、資源，即可完成金屬回采作業。

三是采準工作量小。因巷道早期已經大部分完成建設，回采過程中工作量較小，以一定的爆破作業提供輔助即可，經濟性、安全性比較可靠。

3有色金屬行業綠色礦山采礦技術發展展望

3.1多技術聯用

未來有色金屬行業綠色礦山采礦技術發展可能更關注多技術聯用，包括一般技術方法以及具有通適性價值的技術方法，如遙感技術、定位技術等。以遙感技術為例，礦區作業可能面臨一定的安全隱患，地下礦床的有色金屬分布情況也需要加以確定，可利用遙感技術進行探測，為采礦活動提供支持。具體工作中，可建立穩定的地面站，并根據工作需要確定遙感作業參數，可參考表1所示方式進行遙感作業方式。

應用充填采礦技術、崩落采礦技術、空場采礦技術、溶浸采礦技術等技術方法時，也可以實時采用遙感技術對地下區域的巖體完整性、位移情況進行跟蹤和探測，以保證開采工作的安全性，指導金屬開采方案擬定，避免遺漏。除遙感技術外，鑒于綠色礦山本身關注信息技術以及作業系統建設，各有色金屬礦山組織采礦時，還應重視信息技術的應用，如GPS定位、RTK建模、虛擬實驗模型建設技術等，從信息化角度支持有色金屬行業綠色礦山采礦技術發展、運用，提升工作效率。

3.2明確綠色標準

未來有色金屬行業綠色礦山采礦技術發展、應用，也應關注技術標準的優化，主要強調對不同金屬、不同礦區開采工作難度進行分析，兼顧安全性、經濟效益等指標，確定不同有色金屬綠色標準。可將有色金屬分為三類，將礦山分為3個等級，根據其分類情況確定綠色標準，以指導有色金屬開采。

單價最高的金屬、開采難度最大的礦山，可確定礦石回收率為75%～80%，以避免高難度區域開采導致安全問題，也降低開采經濟方面的成本。單價較高的金屬、開采難度較大的礦山，可確定礦石回收率為80%～90%，提升開采效益，改善礦山作業的經濟性。單價最低的金屬、開采難度最小的礦山，可確定礦石回收率為90%以上，在綠色前提下最大限度提升開采效益。實際工作中也應根據有色金屬礦山、礦床情況確定工作方式和管理標準，為綠色礦山采礦技術應用提供更多支持。

4結語

綜上所述，有色金屬行業綠色礦山采礦技術可以改善工作效益，提升礦山作業綠色水平，未來工作中應給予必要重視。當前多見有色金屬行業綠色礦山采礦技術包括充填采礦技術、崩落采礦技術、空場采礦技術、溶浸采礦技術等，不同技術各有特色，原理也存在不同。結合X金礦的崩落采礦技術，建議在實際工作中加強工程特點分析，并據此確定工作具體參數，以保證綠色礦山采礦技術應用質量。未來主張對有色金屬行業綠色礦山采礦技術進行深入研究，以技術聯動和數據復用等方式，進一步提升技術應用價值。

參考文獻

[1] 何明宇.有色金屬行業低碳發展和標準工作思路初探[J].中國金屬通報，2023（9）：1-3.

[2] 何立秀，周曉龍，黃發威.綠色金融推動有色金屬產業高質量發展的挑戰和對策：以廣西河池市為例[J].科技與金融，2023（8）：76-79，89.

[3] 董明，梁紅娟.有色金屬聯合企業碳排放情景分析與碳達峰路徑探討[J].中國礦業，2023，32（10）：40-46.

[4] 林青青.有色金屬行業發行碳中和綠色債券的動因、效益及風險分析[D].北京：北京外國語大學，2023.

[5] 殷清.礦產資源型城市綠色轉型效率測度、影響因素及提升策略研究[D].徐州：中國礦業大學，2022.