试论矿产资源的有效开发与综合利用

刘光华

(陕西银矿，陕西柞水 711405)

0 前言

矿产资源是人类社会的宝贵财富，是人类生存发展的物质基础。矿业开发在国民经济中起着重要作用。我国是资源较为丰富的国家，但人均资源占有量很少，许多矿产资源依赖进口。在矿产资源方面必须有紧迫感和危机感，要牢固树立充分利用资源、节约资源的意识。必须从宏观上加以调控，坚决杜绝乱采滥挖，破坏资源的短期行为和不法行为，走资源集约化之路。人口、资源与环境已成为人类社会发展的三大主题。建设生态矿山，实现资源可持续发展是今后的发展趋势。必须严格矿业开发市场准入制度，实行有序、规范地开采矿产资源。要在资源开采、加工、回收利用等环节建立全过程、全方位的管理，要依靠科技进步推进资源利用方式的根本改变。有效开采和综合利用是实现持续发展的必然趋势和方向。

1 国内地下矿山开采现状

解放后，矿业开发有了长足的发展，为国家建设做出了巨大的贡献。改革开放后，随着国民经济的快速发展，加之一系列产业政策的出台，矿业得到了前所未有的发展。全国已有300多座矿业城市，如鞍山、本溪、金川、白银、铜陵等。总体来讲，我国矿业发展速度相对较慢，各企业的情况不一，井下采矿回采率低，贫化率高。选矿厂和冶炼厂实收率低，伴生组分有的部分回收或全部没有回收。有的选矿厂没有尾矿坝，资源流失，污染江河湖海。虽然有的大型企业集团在技术、装备等方面占有绝对优势，但贫化率高;有的小企业由于缺乏技术和资金投入，粗放式经营，损失、贫化、选冶效果较差。

国内地下开采矿山的采矿方法仍以三大类采矿方法为主，即空场法、崩落法和充填法，三大类方法的比重分别是59.2%、33%和5.8%，其中在有色矿山中的比重分别为55.5%、33.1%和11.4%。

三大类采矿方法的适用范围各有不同，各有特点。铁矿床多为急倾斜和倾斜的厚和极厚矿体，选用采矿方法以无底柱分段崩落法为主，而有色金属矿床多为急倾斜和倾斜中厚以下矿体，大量应用阶段矿房法、留矿法、有底柱分段崩落法和填充法。

采矿方法是随着技术工艺的进步和先进设备的应用而发展的。

2 地下矿山开采的发展趋势

矿业发展应按照统筹规划，总体调控，注重节约，适度开发，保护环境，建设生态矿山的总体方针。

2.1 制约矿业可持续发展问题

(1)矿产资源是有限的，但是片面追求利润的最大化。

(2)以低成本运作、破坏生态为代价。

(3)不以科技为向导，减少投入、降低安全系数进行生产。

2.2 对矿业可持续发展的几点建议

2.2.1 更新观念，调整结构

绿色环境是可持续发展的基础。必须坚决摒弃矿山只是“打洞采矿”的观念。提高采矿准入门槛，加快产业结构调整，合理布局，统筹资源，有规划、有序开发，贫富兼采，粗粮细作，实现资源综合开发和保护生态的发展模式。

2.2.2 制定适应矿业可持续发展的政策

在政策上对矿业适当倾斜，如考虑减轻矿山企业税赋，使矿山、特别是老国有矿山完成可持续发展，为地方经济、社会效益全面发展创造良好的条件。

2.2.3 向科技要效益

与科研院所(外企)合作，推广新技术，以降低成本，提高劳动生产率，提高矿产资源的综合回收率，减少废料排放，使有效资源得以最大化利用，保护生态为主要目标。

2.2.4 利用好国内国外两种资源

在经济全球化的大趋势下，国内短缺资源可以通过国际资源的调济和互补，实现优化配置，保证资源的可持续利用。

2.2.5 变废为宝，如尾矿低品位、微量元素再利用、之后回复充填，还生态平衡

(1)实现规模型生产。露天开采的比重在不断增大，地下开采也在提高采矿强度、扩大生产规模的趋势，利于新技术、新装备提高劳动生产率，降低生产成本，实现规模效益尤其对于大而贫的矿床效果更为明显。

(2)开采装备大型化、自动化。无论是露天开采或地下开采，开采装备的大型化，自动化都将成为必然趋势，也必将有力促进开采工艺技术的变革。

(3)矿业数字化。计算机在矿业的广泛应用加快了矿业的发展，也是矿业科技进步的一个重要标志。目前计算机在矿山的应用主要是矿山管理和计算机辅助设计。

(4)矿山生态化。目前，在全球范围内人们对环境保护的重视程度不断提高，人们的环境意识逐渐增强。人口、资源与环境已成为人类社会发展的三大主题。这就要求在开发资源的同时，尽力保护生态环境。资源的综合利用、溶浸采矿、无废开采等方面的研究显得更加重要。

(5)矿业国际化。随着经济全球化步伐的加快，许多国家出于对本国资源和环境保护等原因积极寻求在其他国家开采本国需要的资源。我国在矿业开发国际化方面已迈出了可喜的步伐。

3 地下矿山开采

3.1 尽量无废开采

资源短缺和环境污染已成为可持续发展所面临的难题。如何合理利用资源、减少废料的排放，保护生态环境，实施无废开采已成为矿业可持续发展的重要内容和手段。

无废开采就是最大限度地减少废料的产出和排放，提高资源的综合利用率，这就要求必须采用一切可能的先进技术工艺和设备，使废料的排放量达到最低。一方面要加强资源的综合回收;另一方面尽量采用少废或无废的工艺技术。

矿山废料中对环境影响大的主要是废石和尾矿。废料处理的原则一是就地、就近处理原则，二是最少化原则，三是综合利用原则，四是科技进步原则，五是综合效益原则。

两大废料的资源化为无废开采带来广阔的前景，既提高了经济效益又减小了对环境的负面影响。如将其用作井下充填材料就是其重要的用途之一。

3.2 国内外对无废开采的研究

(1)有色金属大多是多金属矿床，共生和伴生着许多有用矿物，对其中有用元素进行综合回收意义重大。我国的综合回收水平还很低，与发达国家相比还有很大差距，资源综合利用潜力巨大，有许多工作要做。

(2)废石和尾矿用作充填料。在地下开采矿山，对不含有用成分的废石和经过综合利用后的尾矿用作充填材料，不出井下就地消耗，既降低了运输费用，也从根本上解决了废石和尾矿对环境的污染问题。

(3)废石和尾矿用作建筑材料、肥料或其他原材料。通过提高综合利用率，在某种程度上降低了矿与非矿的界限，使原来不具开采价值的“中性物”变成矿产资源，使矿产资源达到保值或增值。

3.3 实现无废开采的条件

3.3.1 经济条件

产品的销售收入加上因实行无废开采而减少的环境治理费用大于等于产品总成本、税金及附加之和时，从经济上讲无废开采就是可行的，否则就要想方设法降低成本。这里的销售收入包含传统矿山销售收入与实现无废开采而进行的综合利用及废料资源化所得到的收入。

3.3.2 技术条件

(1)有利于少废工艺的开采技术条件。采矿工艺技术水平的提高是减少废料产出的最基本条件。如对采切比小的采矿方法的研究、应用就是从源头上控制了废石的产出率;采取措施降低贫化率，提高出矿品位，在一定程度上可为选矿降低尾矿产出率创造条件。对地下开采矿山来讲，充填是解决废料堆放的最佳方法。井下废石可以无需出坑就地就近消耗，而尾矿也可以作为充填料使用。

(2)先进可靠设备的应用。先进可靠的设备是先进的采矿工艺的有力支持。如坑内开采采用了大型化、无轨化设备后，使采掘比、采切比大大降低，为减少废石的产出创造了有利的条件。同样，选冶设备的高效化也为综合回收利用及有用组分回收率的提高提供了保障。

3.3.3 地理条件

矿山所处的地理位置对于无废开采的实施起着很重要的作用，有时甚至是决定性作用。

3.4 实现综合回收利用的途径

3.4.1 采用少废的采掘工艺

采用少废工艺，有效控制万吨采掘比，从源头上控制废石产出是实现无废开采的有效途径。

3.4.1.1 确定合理的开拓系统

随着采矿技术进步，采用高中段等措施可以减少废石的产出量。

3.4.1.2 选择合理的采矿方法

随着采矿设备的改进和采矿技术的提高，采切量少的采矿方法的应用，另外还有采切工程布置在矿体中均可降低废石的产出。

3.4.1.3 推广废石不出窿的系统方案

采用上行开采顺序，有利于矿石的坑内处理;采用充填法可将废石与尾矿充填于采空区;建设井下选矿厂，既少占地表土地，又减小对环境的影响。

3.4.2 加强有用矿物的综合利用

新建矿山必须从开始的可行性研究和设计，不断进行新技术研究，推广新工艺，加快新设备，尽量采用少尾工艺流程，减少废石和尾矿量，重视综合利用。

国内也已经开展矿山废石、尾矿综合利用途径及其地质评价的研究工作。废石、尾矿的综合利用途径及其地质评价主要包括以下几个方面:①综合利用作为微量元素肥料;②综合利用作为水泥原料;③综合利用作为制造保温、隔热、隔音材料的原料;④综合利用作为玻璃原料;⑤综合利用作为陶瓷原料;⑥综合利用作为铸石原料;⑦综合利用作为“七0”砂原料;⑧综合利用作为制砖原料。

当今科技日新月异，随着高技术在采矿方面的应用，新的采矿方法的应运而生是肯定的，如溶浸采矿法就能实现资源综合利用。在这方面我国的科技工作者要认真研究总结，争取有新的更大的突破。

4 结语

有限资源的综合利用是实现矿业可持续发展的有效途径，它是一项复杂的系统工程。如何综合利用应因地制宜、因情而异。从开采受矿山所处的地理环境、矿山开发条件、经济因素、采矿方法、选矿工艺的研究、推进，冶炼技术、设备等诸多因素考虑。随着经济全球化步伐的加快，世界各国都非常重视可持续发展这一课题。我国作为最大的发展中国家应更加重视可持续发展和有效资源的综合利用，同时它也必将成为21世纪矿业发展的重大课题。

［1］谢世俊.金属矿床地下开采［M］.北京:冶金工业出版社，2008.

［2］曹进修.陕西银矿采矿方法的优选与实施［J］.矿业研究与开发，1995，(3):2-6.

［3］苏怀岗.陕西银矿古采区上盘矿体的开采［J］.矿业研究与开发，2002，(3):1-3.

［4］李有仓.陕西银矿矿产经济技术评价探讨［J］.中国钼业，2013，37(4):58-60.

［5］臧俊全.矿山地质研究［M］.长沙:中南工业大学出版社，1998.