我国目前金属矿山绿色开采中存在的问题及解决措施

苏光远　曹飞　陈立彬

【摘要】绿色开采技术是近年新兴的一门技术，它的目的是实现资源的最大化利用，把绿色开采技术应用到金属矿山开采中，是一个极具意义的研究课题。本文进一步探讨金属矿山绿色开采中发展的主要制约因素以及解决措施。我们可以得到以下的研究结论，绿色开采的实现是基于大量的研究的，需要解决许多的问题就像经济原因，技术限制等等，需要组织出大量的人才，通过专项的研究才能得出想要的结论。

【关键词】绿色开采；金属矿山；技术框架；解决措施

1.绿色开采技术的理论基础

绿色开采的基本概念是从资源的角度来看的，狭义的理解是对矿物资源进行循环可持续开采，以达到对自然资源的一种保护。广义的来理解是，是在处理煤，天然气，煤炭和其他资源的过程中使用的一门技术。研究绿色经济开采的目的是在尽可能少的破坏自然资源的前提下，达到获得最大经济利益，达到除了矿山开采外无废开采，深度的，有价值的的挖掘。

2.我国金属矿山开采存在的问题

2.1我国矿产资源资源的特点是贫矿是很多的，富含丰富矿产的矿山相对较少，大型的矿山少于小型矿山。一些矿山为了取得更好的经济效益，采富弃贫，造成矿产资源严重浪费。

2.2中国幅员辽阔，不同地区的经济发展水平，产业发展水平千差万别。在某些经济比较好的地区，采矿的技术已经得到了非常大的发展，达到了很高的地步，而在那些经济不是十分发达的地区，采矿的技术依然非常的陈旧，这造成了矿山开采的效率很低。

2.3有色金属矿山一般多金属矿，被越来越多的人关注有用矿物的回收相对来说，国外的对于金属矿山的开发水平比国内高出了很多，我国的对于矿产资源的利用率不及发达国家的20%，采矿的机械化效率不及国外的30%。

2.4地下开采引起地表的沉降，导致地形地貌景观被破坏，土地资源破坏，地下水资源破坏。矿产资源和矿山地质环境向着恶化发展，压力的增加等等导致环境容量有限。我国矿山问题还是不容小视的，不能对我国的经济的快速发展提供有效的支持。

2.5提高采矿技术水平的迫切需要

我们必须改变矿产资源消费的传统，杜绝以牺牲环境来开发利用的方式，从根本上转变发展模式和经济增长模式，只有实现了矿产资源合理有效的开采，实现了环境的友好保护，实现了现代矿业产业的转型，实现了矿产开发方式的转变，才能为实行金属矿山绿色开采提供必要的保证，实现矿产资源利用的最大化，以促进经济的迅速增长。

3.利用采动岩体渗流理论分析绿色开采技术的可行性

由于在破碎的岩石和岩体渗流特征与Darcy渗流性特之间的岩体渗流破碎规律有明显的差异，所以并不适用于岩体的渗透测试，在现有的研究下，为了确定渗流的特点和规律，特别是针对于2种专利测试装置的研制，原位开采破碎岩石渗透率测试装置，有助于对矿产资源破碎岩石渗透率测试装置的积累。

该装置MTS815.02和岩石力学试验系统组合成一个新的测试系统，共同对矿区裂隙岩体渗流与非Darcy渗流的特性研究。

砂岩破碎的渗流原位开采法的基本原理如下：例如，通过一系列试验结果分析，渗透率与非Darcy渗流和平均流量之间是具有回归关系的，非β因子与β因子之间的方差和轴向应变E（A）与轴向应变E（K）分别满足以下的回归关系。

在单周峰大砂岩渗透率条件的下，会出现远远超出2个数量级的岩石渗透率测量系统，利用装置的瞬态方法得到最大价值，如下为指数增长的样本E（b2）均值渗透率Darcy的关系。

砂岩渗透特性随E的离散应变K、B变化不明显，一般岩石的渗透性与非Darcy渗流是非流动特性，特别是在低围压下的轴向压缩高更是如此。

4.我国金属矿山采矿技术的发展方向

4.1精细开采

科学的年轮是不断地向前进的，人与人在社会上所扮演的角色也会也来越细化，专业化的程度也会比现在大大提高，同理，矿业行业也将进入专业化时代。以前矿业开发是一种损害下一代人利益的方式开采的，资源的过度利用导致我们的后代人没有了可以利用的资源，资源的大规模开采必然导致资源的枯竭，从另一个角度来讲，大规模开采的资源利用率是非常低的，我们实质是在浪费资源，还有着一种重要原因便是技术的落后，以包头稀土矿为例，众所周知，稀土资源是一种非常珍贵的资源，在电子行业的很多方面都应用广泛，邓小平就曾经说过，“中东有石油，中国有稀土”，可见稀土资源的重要性，但是以中国现有的技术并不能有效的进行开采，只能从中提炼类似铁之类的资源，上世纪五六十年代，日本通过回收我国稀土冶炼后的产物，通过先进的技术进行冶炼，使我国丧失的大量的资源，现在我们虽然依然无法提炼，但是我们不再开发，很好的保护了资源，等到将来条件成熟的时候再进行开采，给子孙后代留下更多的资源。

绿色开采的目的是实现精细，无害，矿石和岩石边坡开挖矿山环境正常的运输工作，与最低的维护工作量。通过精细的过程挖掘的不断提高，精细化生产管理，获得矿山开发最佳的经济效益，环境效益和社会效益。

4.2大规模采矿技术

大直径深孔爆破技术是大规模开采的核心技术。VCR法，分段坍塌阶段崩落法，分段空场法，阶段空场法及嗣后充填法均属于大规模开采方法。10多年来，在放顶煤开采技术金属矿山大大发展的中国，主要体现在高挡位无底柱分段崩落法、自然崩落法采矿的高级小车，阶段分段高度和高度的增加，不仅提高了开采强度，降低成本，取得了良好的经济效益。也获得了非常好的经济利益，崩落采矿法会使金属矿山开采更加的精细化，最终实现专业的大机械化生产。在未来的大规模开采技术将得到更广泛的应用。

近年來，我国一直提倡的就是创建“资源节约型、环境友好型”社会，资源的绿色开采已经成为了社会的主流，而要实现金属矿山绿色开采，仅仅是技术上的成熟是远远不够的，更需要政策上的支持，经济上的进步等等，需要投入大量的人力物力资源，通过大量人才的科技创新，使这门技术达到纯熟，以至于可以完美的应用，我们应该研究开采岩层移动和地表沉陷影响的空隙形成的岩石，以及气体流动的采矿法的研究，岩体中的液体，等等为绿色开采提供纯熟的理论基础，相信在不就得将来，对于金属矿山的现有问题会得到较好地解决，绿色开采技术会有更大的应用。

参考文献

[1]钱鸣高，缪协兴，许家林等.岩层控制的关键层理论[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]钱鸣高.绿色开采的概念与技术体系[J].煤炭科技，2003（4）.