金属矿山采矿技术与工艺的发展

何瑞琦

摘 要：工业快速发展的今天对金属资源的消耗量不断增加，为能够更好地满足市场需求，需要提高矿石的开采力度，提升冶炼的工作效率。在这种背景下，采矿工艺需要充分利用现代技术和现代理念的优势，不断朝着高效率、高安全性能、低污染的方向发展。基于此，本文将重点阐述现代金属矿山采矿技术与工艺的发展。

关键词：金属矿山;采矿技术;工艺发展

引言

随着先进的国外技术和设备的不断引入，我国的采矿工业技术也取得了重大进步。在市场需求快速增长的今天，传统的采矿模式已经不能满足生产需要，采矿业也面临着一定的挑战。因此结合各自的实际情况与市场的需求变化，推动采矿技术的进步，才能不断提升作业水平，助力我国采矿业的健康发展。

1、金属矿山开采遇到的问题

1.1优质矿源稀少

就我国而言，丰富型金属矿源非常少，中型金属矿在我国的资源分布中占有较大比例，小型金属矿的数量较多，因此在开采过程中呈现出过于分散，技术水平低、规模小的特点[1]。部分开采单位过分关注利润，导致在开采过程中造成了一定程度的资源浪费与损耗。

1.2应用的采矿技术相对落后

我国幅员辽阔，不同地区的矿业发展也呈现出较大的差异。相对而言，矿产资源相对丰富的地区采矿技术更加完备成熟，其开采工艺在国际上也有一定的竞争力。但偏远地区的采矿技术相对落后，导致这些区域的开采成本较高，工作效率较低，效益非常不理想[2]。

1.3资源回收率低，使用效果差

随着资源的进一步消耗和绿色发展理念的提出，节约型生产模式逐渐受到人们的重视。其中，矿物回收加工工作也变得十分重要。但该项工作相对于发达国家，我国还有很大差距，具体表现为资源回收率低，使用的效果较差。

1.4金属矿山开采对周边的环境损坏相对严重

对于金属矿山资源的开采，容易造成地层坍塌、地形破坏以及资源浪费等问题。需要注意的是，开采矿产造成的环境破坏问题并不是都能得到修复，如果破坏程度过高，将会遭受到大自然的惩罚。

2、金属矿山开采技术

2.1空场采矿法

长期以来，我国最常用的一种金属开采方法就是空场采矿法。这种方法具体有两种形式：第一种是采用大直径深孔采矿法。具体是将露天采矿使用的台阶崩矿技术应用到地下采矿流程中，具体而言就是在采矿的局部范围先进行割槽处理，之后以割槽作为自由面和补偿空间，使用大直径深孔装药全阶段或者台阶状崩矿的方式，将得到的矿石运出[3]。在实际应用中，这种方法的效率较高，因此应用范围交广。第二种是采用地下金属矿山的连续化开采方式。具体指的是矿房的连续回采和矿体的连续开采，在具体运行时，矿石的运送和工艺流程具备非常明显的连续性特征，因此这种采矿技术有利于提升開采效率。但需要注意的是，连续性开采需要提前做好较多的准备工作，这对于施工技术设备以及矿源的实际情况都有一定的要求。

2.2崩落采矿法

崩落采矿法是我国金属矿山采矿是常用的一种方法。就具体形式而言，有无底柱分段崩落法和自然崩落法两种。无底柱分段崩落法是上世纪60年代从瑞典引进的，在我国的矿山开采过程中取得了成功实践后，才开始广泛应用到金属矿山的开采工作中。就应用情况而言，无底柱分段式崩落法存在一个非常明显的问题就是需要优化结构参数，参数的优化也会影响技术应用效果。自然崩落法指的是利用岩石的自然应力实现落矿的目的。这种方法在具体工程应用中生产能力较强，采矿成本较低，因此在矿体厚大、矿化均匀并且易于崩落的低品位矿床开采工程中具有非常重要的应用[4]。总而言之，不管是无底柱分段崩落法还是自然崩落法，在具体应用时需要结合矿山的实际情况，在控制成本，提升开采效率的同时，还需要将安全生产工作落到实处。

2.3充填采矿法

充填采矿法在我国金属矿山开采中也具有非常广泛的应用。就具体情况而言，充填采矿法在我国矿山开采中经过了干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水

泥浆胶结等新工艺和新技术。在开采经验不断积累和技术的推动下，我国对于充填采矿法的研究进一步深入，也取得了一定的成果，当前我国的充填采矿工艺也逐步达到世界先进水平。最具代表性的便是高水全尾砂速凝固化胶结充填新工

艺和高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺。这些新的工艺技术应用到实践中，进一步提升了矿山开采效果，也明显改善了矿山开采工作的安全水平[5]。

2.4原地溶浸采矿法

原地溶浸采矿法是也是一种具有实效性的金属矿山开采方法。这种方法综合采矿、选矿、冶炼等流程，能够直接完成金属的提取。就实际应用而言，铜、金等二十多种金属矿床都能通过这种方法完成提取。原地溶浸采矿法的优势具体体现在以下几个方面：第一，这种方法不需要将矿山运出，因此不会产生尾砂与废石，因此符合当前我国对于环保工作的相关要求。第二，这种方法由于省去了将矿石提出到地面的流程，因此整个采矿的周期减少，投入的采矿成本也相对较少，取得的经济效益更加明显。第三，这种方法能够才常规方法无法开采的矿床中应用，因此应用范围更广，实用性更强，对于提升金属资源的供应具有非常积极的作用。第四，这种方法能够改善劳动条件，这对于保障施工人员的人身安全具有重大意义。可见原地溶浸采矿法在现代金属矿山开采工作中具有明显优势，相关部门需要结合实际情况，重视新方法的应用，不断提升金属矿山开采的效益[6]。

2.5 提高固体矿产找矿中的地质勘查技术

借助先进的地质勘查技术能够有效提升工作效率和勘查的安全性，对于推动我国地质矿产开采事业的发展具有非常重要的现实意义。就目前而言，我国的地质勘查专业技术还有很大的发展空间。相对于发达国家，我国的勘查水平相对落后，尤其是数据处理方面，不管是从数据的全面性还是数据的准确性都发展较慢，这对地质勘查工作造成了不利影响。

借助地球物理学数据方法，能够将模拟环境与数据结合起来，将其应用到地质勘查工作中，能够进一步提升对数据信号的粪便能力，从而提升勘查结果的有效性，改善测量数据的精度，从而有效避免安全事故的发生几率。因此地质勘查单位应该就当前的应用技术对员工进行及时培训，助力员工改进工作方法，提升工作效率。对于高校的人才培养工作而言，还需要在课程设计方面与实际情况向结合，提升学生的应用水平。通过对电勘探技术的应用，能够促进勘探过程的市场化，对于提升勘查的整体效率也具有重要意义。这种电磁勘查方法的应用，能够实现短时间内的动态数据测量，改善我国地质勘探的市场竞争力。

3、金属矿山采矿的发展趋势

金属矿山采矿的发展趋势具体如下：第一，采矿设备朝着大型化、自动化、智能化的方向发展;第二，金属矿床会逐步使用无废开采技术;第三，深井采矿技术将会得到发展并被应用到实际中;第四，复杂难采矿床的开采技术将会得到突破;第五，连续性采矿技术将会得到进一步应用。

3.1采矿设备更大型化、自动化、智能化

普通型牙轮转机和挖掘机是传统露天金属矿开采时常用的工具，其开采效率较低，并且存在一定的安全隐患。为进一步提升开采质量和开采效率，当前，超大型设备、无人汽车等机器开始被应用到金属矿山的开采工作中。牙轮转机和挖掘机、矿用汽车都需要利用卫星定位系统完成对矿山的监管、勘测以及评判工作。露天矿开采设备今后会在更多技术的推动下，尤其是电子管控系统的影响下，发生巨大变化。地下金属矿开采设备将会对自动化设备和智能化设备表现出一定的依赖性，智能化设备的应用不仅会提升设施的工作效率和平稳性，同时还能有效减少危险作业人员参与，降低安全事故的发生，从而创造出更大的综合效益。

3.2金属矿床使用无废开采技术

资源浪费、地表塌陷以及垃圾废物的排放是当前金属矿床开采过程中面临的几大问题。这种开采模式不符合我国当前节约型、环保型生产模式的实际需要。因此这种局面也会随着新技术和新设备的出现而发生改变。矿山工作人员在矿床开采过程中会产生固体废弃物，因此根据废弃物的种类，做好废弃物的处理才能进一步提升采矿的综合收益。具体可以利用工业生态学原理，研发能够高效降低废石出产量的露天和地下联合的开采技术、能够完成矿山废弃材料资源化的高浓度全尾矿填充技术、赤泥胶结充填技术与自然级配废石胶结填充技术，解决废弃物问题。经过相关的试验可以发现，这些新型的无废开采技术，能够最大程度降低金属矿山废气材料的产生，能够有效缓解金属矿山采矿工作中造成的环境破坏问题，符合我国绿色生产与可持续发展的理念，因此这也将成为我国金属矿山采矿的重要发展趋势。

3.3深井采矿技术

随着资源的不断开采，我国浅部金属矿源的开采逐渐消耗殆尽，为更好地满足市场发展的需要，研究人员开始将关注点放在大地深处，深井采矿将会成为金属资源供给的重要手段。通常情况下，我国将深度超过1km的矿山称为深井。深井的开采工作与浅部的开采工作相比，工作难度较大，面临的未知因素、不可控因素较多。在具体作业时需要充分考虑高温、高压问题，这些方面也是金属矿山采矿技术需要逐步突破的难题。

3.4复杂难采矿床的开采技术

当前我国大部分的金属矿山开采难度不大，并且地质位置相对优越。但此类矿源最终也会被消耗殆尽，到时需要将金属采矿工作转移到地质条件繁杂、工作环境恶劣的矿床。对此，相关人员需要提前做好技术准备工作，通过加强勘探，做好模拟工作，实时监控岩层变形问题、巷道保护问题以及采矿现场的通风排水工作。提升科研转化率，不断研发新技术、新设备为我国的金属矿山开采提供动力[9]。

3.5连续采矿技术

连续采矿技术指的是将整个采矿场分为多个矿段，将各个矿段作为大型采场，通过合理通常分配的方式，提升管理水平，改善开采效率。连续采矿技术的应用能够进一步提升产出效率。为保证工作效率，需要全面做好外部的传输工作、现场调配工作以及矿场总体的监控工作等，确保每个工作环节的质量，从而创造更大的经济效益。

4、结语

综上所述，当前我国的金属矿山采矿技术发展迅速，在新技术和新设备的推动下，我国的开采系统以及采矿数字化都取得了一定成果。但我国的金属采矿依然面临一定的挑战，对此需要加大技术研究投入，加快科研成果转化，充分利用现代技术和现代设备的优势，提升开采效率，降低对环境的破坏，提高安全生产水平。

參考文献

[1]朱杰明.有色金属行业绿色矿山采矿技术分析[J].中国金属通报，2021（01）：23-24.

[2]燕全宁.充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用[J].世界有色金属，2020（15）：45-46.

[3]张溢，徐敏.现阶段金属矿山露天采矿技术进展及发展趋势[J].世界有色金属，2019（16）：54+56.

[4]栾振宁.关于有色金属矿山采矿技术的探索[J].世界有色金属，2018（24）：32-33.

[5]马建明.金属矿山采矿技术与工艺的发展探讨[J].世界有色金属，2018（05）：61-62.

[6]饶强，胡殿宇，蔡福源.地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势探讨[J].才智，2013（02）：152.