有色金属开采技术可持续发展浅析

郑 磊，胡建军，吴 鹏

（北京矿冶研究总院，北京 100160）

有色金属开采技术可持续发展浅析

郑 磊，胡建军，吴 鹏

（北京矿冶研究总院，北京 100160）

综述了有色金属开采技术进步推动呆矿资源化、实现资源最大化、改善安全状况、为环境保护和节能减排做出贡献等重要作用，分析了我国有色金属矿产资源开采技术可持续发展面临的问题，并提出了对策和建议，对我国有色金属矿产资源开采技术发展有一定的启发、借鉴意义。

有色金属；采矿技术；可持续发展

1 我国有色金属矿产资源开采技术现状

我国有色金属矿山开采以传统的露天开采和地下开采为主，其他采矿方式为辅，如溶浸采矿等采矿方式在铜矿、离子型稀土等资源的开采中也有所发展。近些年，开采技术方面取得较大进步，为我国有色金属矿山可持续发展提供了强有力的技术支撑。有色金属矿山大型化、规模化、数字化进程进一步推进，难采矿体开采技术的进步促使高海拔、深井、残矿开采效率、回采率等技术指标进一步提升，有效提升了资源利用率；深海、极地、太空开采也在探索前行。

我国有色矿山规模以小型为主，大型矿山数量不足1%，但其却占了整个有色金属矿山近一半的产能。各矿山的技术装备水平参差不齐，部分大型矿山已实现装备的现代化、智能化（液压凿岩台车，遥控铲运机），而相当数量的小型矿山机械装备水平较低（气腿式凿岩机等凿岩，人工运搬矿石等）。

2 有色金属开采技术进步对矿产资源可持续发展的影响

随着我国工业化进程的加速推进，有色金属资源需求量不断增加，而与此同时，常规有色金属资源正不断减少。对此，有色金属开采技术的进步一方面使原来不可采、难采的“呆矿”实现资源化；另一方面通过各项技术的研发，提高矿石回采率，使现有资源得到最大程度回收。开采技术的进步通过推动呆矿资源化和资源最大化，将为我国有色金属矿山实现可持续发展提供强有力的技术支撑［1－2］。

2.1 有色金属开采技术进步推动呆矿资源化

技术装备水平的提高，以及对技术难题的不断攻关，促使以前无法开采的复杂难采资源得以开发利用（如软破矿体、残矿等资源），并开拓了深部资源、高海拔高寒环境资源、深海资源等特殊条件下资源的利用道路；另外，劳动生产率的提高、生产成本的降低，使以前开采不经济的低品位资源也能得以利用（如低成本大规模露天开采、低成本井下大规模落矿技术、生物浸铜技术、离子型稀土原地浸矿技术），进一步扩大了可利用资源量。

2.2 有色金属开采技术进步实现资源最大化

技术装备水平的提高，使开采回采率有所提升，部分露天矿山回采率达到99%（乌努格吐山铜钼矿，金堆城钼矿等）以上，地下矿山达到98%以上（凡口铅锌矿等），使资源得到较充分利用，推动实现资源最大化。

2.3 有色金属开采技术进步改善安全状况、为环境保护和节能减排做出贡献

矿山信息化、自动化工作的推进，部分危险环境实现了遥控采矿，工人不用暴露在危险区域，安全避险六大系统及其他监控监测手段的推进，对矿山安全提供了有力保障；技术装备水平的提高，使贫化率等指标有所降低，减少了不必要的废石采出，实现了节能减排的目的；新型采矿技术的应用（如离子型稀土的原地浸矿，废石就地充填，尾矿充填），在获得资源的同时，极大减少了对环境的污染［3］；自动控制调度系统等新装备的应用，提高了生产效率，同时也对节能减排做出了贡献。

技术的进步与能源的节约是相辅相成的，依据《中国有色金属工业年鉴》［4］统计的采矿综合能源单耗数据见表1。

变化趋势参见图1。

表1 2001～2011年有色地下矿山采矿综合能源单耗/（kgce/t）

图1 2001～2011年有色地下矿山典型矿种采矿综合能源单耗趋势图

表2 2001～2011年有色地下矿山工人实物劳动生产率/（t/人·a）

由以上数据及典型矿种趋势图可见，近10年来，除个别年份出现跳跃外，采矿综合能源单耗下降趋势明显，以2011年与2001年数据相比，以地采铜矿为例，其降幅达72%。能耗的大幅降低，体现了近些年节能减排工作的成果，同时其推动力量则是开采技术的进步。

技术的进步还体现在生产效率的提高，工人实物劳动生产率统计见表2。变化趋势参见图2。

由以上数据及典型矿种趋势图可见，近10年来，除个别年份出现跳跃外，工人实物劳动生产率上升趋势明显，以2011年与2001年数据相比，以铜矿为例，地采铜矿升幅为36%。生产效率的大幅提高，是开采技术进步的直接成果。

图2 2001～2011年有色地下矿山典型矿种工人实物劳动生产率趋势图

3 我国有色金属矿产资源开采技术可持续发展面临的问题随着采矿技术的发展，经过多年科研攻关，已使我国有色金属资源开采过程中的问题得到一定程度的解决，但仍存在以下问题需继续研究［15］。

1）信息化、自动化程度不高。经过近几十年的发展，我国采矿装备水平提升很大，部分大型矿山实现了采矿过程控制的信息化、自动化，但大部分矿山，特别是中小矿山信息化、自动化程度还较差，由此造成生产效率低，工人作业环境恶劣，相对国外先进矿山，劳动生产率还较低。

2）特殊条件下资源的开采仍有很多难题。随着常规易采资源的逐渐枯竭，矿山开采技术条件日趋变差，矿业工作者更多把目标放在了深部、高海拔、高寒地区等特殊条件下的资源上，这些资源的开采已有了一些先例，科学技术研究方面也有了一些基础，但生产实践过程中遇到的困难还较多，需要对配套的技术与装备进行深入研究。

3）环境保护任重道远。矿山开采对环境的影响较明显，近些年随着技术装备水平的提升、管理手段的加强，环境保护得到了较好的推进，但矿山开采对地貌环境的破坏、尾矿废石的堆置以及开采过程对水体尤其是地下水的影响等问题，仍未得到完善的解决。

4）部分矿业管理政策不够科学严谨。如部分地区认为尾矿库干式排放安全性较好，而不考虑企业的实际及环境影响等问题，全部要求采用尾矿干排；如充填采矿由于其在安全性及资源回收率方面的优势，近些年得到大力推广，但其尾砂充填时尾砂中资源是否可再回收及充填体环境影响等还需进行综合考量；再如目前离子型稀土开采原地浸矿工艺为推荐工艺，池浸、堆浸等工艺已被明令禁止，原地浸矿的优势较多，但其只能有效回收稀土中的离子相，对矿物相及其他共伴生资源则无能为力，同时其浸矿液对环境的影响也在研究中，可见此种方法的应用，仍有进行多种采矿方法综合比较研究的必要。

4 我国有色金属矿产资源开采技术可持续发展对策和建议

1）提升装备水平，加快信息化建设步伐。加大技术装备研发投入，研发适合我国国情及资源赋存条件的采矿装备、采矿过程控制设备、安全监控检测装备及信息化管理系统，淘汰一批落后的采矿装备，使采矿装备机械化、自动化和大型化，矿山规划管理动态化、信息化、专业化，矿山安全监测监控智能化、日常化，进而提高矿山旷工劳动生产率。

2）实行分级分层次管理。针对我国有色矿山大型矿山少，小型矿山多的现状，建议实行分层次管理，提出不同要求及政策。对大型矿山要尽快实行信息化、自动化建设，保障资源供给；对资源禀赋较好的中型矿山，要鼓励其向信息化、自动化方向发展；对其他中小型矿山，要进一步推进整合重组步伐，实现集中化管理［16］，同时鼓励科研单位、矿业装备研发机构，为这些矿山量身定制切实可行、投入较少的信息化、自动化整体解决方案。

3）建立完备的评价管控体系。为实现资源的有效利用，应制定相应的指标门槛。目前“三率”指标、能耗指标等标准体系正在建立，该工作非常重要，有必要进一步补充使其更加完善（如可补充贫化率、劳动生产率等指标），根据矿山规模、资源禀赋进行分级分层次管理，提出不同要求，同时应与环保、安全等其他指标相结合，进行综合评判，融入到项目审批、建设、年审、后评价等全过程，实现对资源利用全过程、矿山寿命全周期的全程管控，同时建立与指标配套的奖惩机制。

4）进一步推动科研攻关工作。应进一步推动难采资源、特殊环境资源开采的技术装备研究工作，鼓励科研院所对残矿资源、低品位资源、深井资源及高海拔高寒地区资源等进行深入研究，开发复杂环境下的高效安全开采技术与装备，开发绿色、清洁的无废害采矿工艺技术，提升技术装备水平，扩大可利用资源量。

5）落实科学决策。无论是企业建设项目还是管理部门制定政策，均应进行充分调查研究，做出包括资源利用效率、经济效益、社会效益、安全、环境等内容的全面评价，选择利益最大方案，实现科学决策。

［1］李红零，吴仲雄.我国金属矿开采技术发展趋势［J］.有色金属：矿山部分，2009，61（1）：8－10.

［2］高玉宝，余斌，龙涛，等.有色矿山低品位矿床开采技术进步与发展方向［J］.有色金属：矿山部分，2010，62（2）：4－7.

［3］谢水生，朱琳.我国有色金属资源利用的可持续发展与环境保护［C］.//中国有色金属学会第5届学术年会论文集，2003：97－100.

［4］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2002）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2002.

［5］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2003）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2003.

［6］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2004）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2004.

［7］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2005）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2005.

［8］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2006）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2006.

［9］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2007）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2007.

［10］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2008）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2008.

［11］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2009）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2009.

［12］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2010）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2010.

［13］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2011）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2011.

［14］中国有色金属工业协会，中国有色金属工业年鉴编辑部.中国有色金属工业年鉴（2012）［M］.北京：中国有色金属工业年鉴社，2012.

［15］易斌，左治兴，朱必勇.中国有色金属矿山可持续发展存在的问题与解难［J］.中国矿业，2007，16（6）：30－32.

［16］李特来.加强有色矿山管理，实现可持续发展［J］.湖南有色金属，2007，23（4）：75－77.

Brief analysis of sustainable development of non－ferrous metal mining technology

ZHENG Lei，HU Jian－jun，WU Peng
（Beijing General Research Institute of Mining ＆ Metallurgy，Beijing 100160，China）

Review the important role of non－ferrous metal mining technology progress，such as to promote“poor mine “into resources，to achieve the maximization of resource，improve safety，make contribution to environmental protection and energy saving and emission reduction.Analysis of nonferrous metal mineral resources of our country are facing the problem of sustainable development of mining technology，and puts forward some countermeasures and suggestions.It is useful for the development of China mining technology of nonferrous metal mineral resources.

non－ferrous metal；mining technology；sustainable development

郑磊（1984－），男，硕士，主要从采矿工程方面的研究工作。E－mail：zhenglei0503＠163.com。

TD353

A

1004－4051（2014）S2－0202－03

2014－09－24

国土资源部公益性行业科研专项资助（编号：201411105－5；201211067－4）