有色金属行业绿色矿山采矿方法现状

2019-01-24杨留定陈庆国郑幸福

智能城市 2019年8期

杨留定陈庆国郑幸福

（1.洛阳凯山矿业技术咨询有限公司，河南洛阳 471000；2.河南地矿科技产业园有限公司，河南郑州 450000）

矿产资源是社会经济发展的重要基础所在，我国有90%的一次性能源，以及70%以上的农业生产资料均与矿产资源存在联系。由于我国人口基数较大，现阶段，正处于社会发展改革的关键时期，对矿产资源需求量也在日益增加，供需矛盾日益突出。为了更好地应对能源危机，确保矿产资源的可持续应用，各级政府需要做好“资源节约型”社会建设工作。

1 有色金属行业绿色矿山采矿现状

1.1 资源构成复杂

在我国，矿产资源具备很多特点，最为明显的就是共伴生矿种多，单一矿种较少，这一点在有色金属矿产之中同样可以体现出来，很多有色金属矿产资源以共伴生形式存在。站在调查结果角度来说，大多数矿山为金属矿床，而且本次调查中的14个矿山中的共伴生金属能够达到5种以上。

1.2 资源品位低

有色金属矿产资源品位低，这也是与其他矿区分的重要因素，同时，也是普遍性的矿产资源共性特征。站在实际调查结果角度来说，整个矿山的平均地质品位为0.385%，除了部分铜矿伴有生铁、硫等元素之外，还包括伴生锌等。另外，铜矿山之中的有用元素品位也较低。钼矿山的平均地质品位要比铜矿山更低，为0.101%，铅锌矿山平均地质品位相对较高一些，为5.3%左右，钨矿山平均地质品位为0.321%，锡矿山为0.64%。

1.3 开发利用技术复杂

由于矿产资源具有复杂性特点，进而导致有色金属矿产资源处理流程显得极为复杂。因此，人们需要根据具体的资源赋存状态以及岩体蚀变等因素，开展后续的开采工作。除此之外，在具体采矿工作开展过程中，主要涉及的类型有露天采矿、地下开采以及联合开采等形式。由于多种伴生金属存在，促使整个选矿技术显得更加困难。为了从复杂体系之中选择一种或者是几种金属矿物，往往需要选择很多技术，其中涉及的中间产品、废水等同样十分复杂。

1.4 环保要求较高

由于有色金属品位较低，进而导致有色金属废物产生量进一步扩大，其中，废石和尾矿所产生的最大处理量可以达到98%左右，对于矿山之中的废物处理技术，同样具备较高的技术水准。除此之外，由于资源品位较低，自身构成情况也较为复杂，进而延长了工艺流程，在提升污染物数量的同时，处理难度也会进一步增加。

1.5 采矿技术现状

在有色金属矿山开采过程中，由于矿产种类较多，涉及的开采条件不同。整体来看，在有色矿山企业调研过程中，应确保开采技术处于行业领先水平。由于开采技术的先进性较高，回采率也会提升，平均三年的回采率能够达到90.66%，最高的露天矿山能够达到94.43%

2 常见的有色金属行业绿色矿山采矿方法

2.1 浅孔留矿采矿法

从20世纪70年代开始，整个有色金属采矿工艺才逐渐成熟，潜孔留矿法是目前有色金属和稀有金属矿山开采的主要方法之一，应用范围较大，从江西、湖南两省的调查结果可以看出，浅孔留矿法依然在各类采矿技术之中处于首要位置。以钨矿为例，该种矿产的变化幅度较大，无论是按照传统走向，还是倾斜走向，均容易出现尖灭再现、尖灭侧现等现象。如果是站在矿脉宽度较多来说，其数值在几厘米到几米之间不等，但从实际应用过程中可以看出，浅孔留矿法十分实用。该项技术在管理上也极为方便，可借助于自重实现放矿操作，而且与之相对应的采切工程量较小，生产技术极容易被掌握，而且矿块结构以及生产工艺极为简单，为后续矿井井位调整提供便利条件。例如，在上坪矿区之中，属于是高温热液锰铁矿，内部矿脉能够达到13条，以西北向倾斜为主，倾斜角能够达到80°。另外，整个矿带总长度为1 300 m，宽度为50 m左右，大多数矿脉厚度为0.2～0.3 m。站在实际开采角度来说，其开拓方式为平筒加盲斜井，采块长度为40～60 m，矿斗间距为4.5～5.5 mm。

2.2 有底柱分段崩落采矿法

进入21世纪之后，容易开采的有色金属资源越来越少，有底柱分段崩落采矿法应用范围逐步提升。例如，在柿竹园多金属矿床开采上，主要以复合型钨多金属矿为主，具备品位高、规模大以及矿化好等特点，矿体之中可以出现大量透镜体。整条矿脉的倾斜方向为东南，具体倾角范围集中在5到20°，局部的矿脉倾角可以达到35°。由于该床围岩具备较高的稳定性，并不会出现自燃和结块等问题。除此之外，站在实际开采角度来说，该项采矿技术每阶段高度在68 m左右，相关工作人员需要了解每个盘区之中的矿快数量及矿块走向，以该矿为例，整个底柱高度大约为14 m，间柱宽度为15 m，在底部结构以上，可以使用电耙道漏斗的结构。除此之外，采准切割为先矿房端部，之后再进行天井切割。采准切割为先矿房端部，之后再对天井进行切割操作，最后才是上向扇形平行炮孔。在具体矿房回采操作上，主要以YGZ-90型钻机凿为主，并对水平环形中深孔进行应用，在平巷和斜坡道掘进上，主要以YT-27型凿岩机应用为主。在柿竹园多金属矿区之中，通过应用了有底柱分段崩落采矿法，损失率可以降至9.5%，贫化率能够降至12.9%，从这一点可以看出，该种方式要比浅孔留矿法更具优势。

2.3 露天采矿法

从国外发展过程中可以看出，很多大型钨矿山开采，主要的开采法为露天开采法，该种形式具备采矿量大、效率高等特点，可以在工作中取得更好效果。而在我国，钨矿床的地形特征极为特殊，为露天采矿方式的使用提出了很大限制。例如，在我国江西分宜珠江矿业发展过程中，实际开采方式为地下和地上联合开采，该种形式的生产能力可以达到2 500 t/d。如果是在地下开采阶段，先进行分段空场操作，之后借助于填充法开展回采操作。站在设计地上采集角度来说，最为常见的开采方式便是露天开采，并借助于相关横向采剥工艺，前期操作主要集中在上坡露天。后期则会向凹陷露天转变。也正是由于该种开采方法的应用，才能确保有色金属行业绿色矿山开采显得更加完善。又如，行洛坑钨矿属于是露天开采企业，相关统计数据显示，该矿之中的钨金属产量达到了30万t，这也是我国较大的钨矿床地区之一。