金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术解析

王超群，李 闯

（1.云南上立矿业有限公司，云南 昆明 650051；2.长春黄金研究院有限公司，吉林 长春 130000）

1 金属矿山采矿现状与技术特点分析

1.1 现状

（1）缺少优质矿源。从目前来看，我国在金属矿山采矿方面普遍面临着缺少优质矿源的问题，与此同时，国家矿产资源上有着中型金属矿比重较大的特点，而小型的矿源也相对较多，但大型的金属矿源则比较少，绝大部分的矿产开发企业在采矿期间过于侧重其所能够取得的经济效益，使得国家矿产资源面临着整体耗费严重的现象，突出了资源能源消耗的各方面问题，未能实现最大限度的开采以及利用。

（2）采矿技术落后。我国地域辽阔，各地区自然条件以及政策条件之间的不同导致各地区在经济发展方面存在一定的差异，与此同时，在经济发展的过程中同外界条件之间也存在较为明显的不同。

（3）环境破坏严重。在开展金属矿山采矿工作的过程中，若是受到外界不利环境影响或者是未能规范操作，便会产生地形变化以及坍塌问题，最终导致该地区出现严重的环境破坏。同时废水、废渣随意排放、堆置，对环境污染极大，环境污染容度本身是有限度的，矿山生产期间，相关负责人没有从其长远发展的角度着手，采取针对性的措施，便极有可能会增加出现大自然反噬的概率，这不仅不利于金属矿山采矿的可持续发展，还会对社会的正常发展起到负面影响。

1.2 技术特点

（1）针对性强。金属矿山井下开采技术本身存在着针对性强的技术特点，不同地区所赋存的矿产资源存在性质上的差异性，基于此，采矿技术人员应当严格遵循因地制宜、因矿生法的原则，展开具体的井下开采操作，优化选用与该地区条件相适应的技术工艺，以提高地下矿产资源开采效率，保证矿山安全生产。

（2）准备较多。通常情况下，金属矿山井下开采的环境条件相对较差，所以往往在采矿效率方面会比较差，下井作业人员需要在进行正式下井操作之前做好充足的事先准备工作，既要切实确保自身的生命安全，同时还要为工作效率的提升奠定基础。

（3）创新性强。现如今，我国社会发展水平逐渐提升，国民经济稳步发展，在该时代背景下，矿产资源是至关重要的保障，近些年来我国积极开展对于井下采矿技术的研发与创新，使得各种井下新型采矿技术层出不穷，其中部分技术已经在当前的金属矿山井下开采作业中得到了有效运用，并取得了良好的实践成果。

2 金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术分析

2.1 深部开采与原地溶浸采矿技术

对于超过地下600m深度的矿产资源需要采用深部开采技术进行开采，随着深部开采技术的不断研究和加强，开采深度也在不断加深，如今已经能够对地下950m以下的矿产资源进行开采，使过去无法开采的矿产资源等到更加充分地利用。

原地溶浸采矿技术中包含了采矿、选矿、冶炼等多种技术，能够将传统的矿产资源开采模式改进为直接金属提取的开采模式。还具有较为广泛地应用性，能够对多种金属矿山进行开采，包括铜矿和金矿在内的二十多种金属矿山。通过对原地溶浸采矿技术的分析将其优势总结为以下四点：第一是能够减少开采矿石的工作量，也减少了尾砂和废石的产生，对于生态环境的保护有着突出的优势；第二点是减少了开采矿石后的提出过程，能够使整个开采过程得以缩短，减少开采作业的成本，进而具有促进经济收益提高的优势；第三点是能够在常规开采技术无法开采的金属矿山中进行开采，具有更高的适应性优势；第四点是能够有效改善恶劣的开采环境，对于开采的安全性有着较大的保护优势。

2.2 空场采矿技术

空场开采是较为重要的采矿方法之一，该方法主要指的是在回采的过程中需要在原有的基础上将采场一分为二，按照矿房和矿柱的顺序逐一进行操作，空场开采方法的应用可以根据其回采操作、框壁构造的差异性划分为全面开采、阶段性开采以及房柱开采几种类型。工作人员在对是否留设矿柱以及空场矿柱布置形式进行确定的过程中，应当先对其具体的采矿形式以及矿岩性质进行分析。一般来说，该方法的应用对于环境的要求相对较高，只能够作用于矿石以及围岩相对稳定的环境中。该方法在实际应用的时候存在较高危险性，所以务必要加强对于各项安全处理措施的重视。

2.3 充填技术

当进行金属矿山采矿作业的时候，原本的采空区极大可能出现围岩大面积冒落，所以工作人员需要使用充填法在原本的采空区中填入充填料，从而有效规避潜在的采空区冒落问题，对于后续矿山生产的高质量开展有着保障作用。在开展稀缺矿体开采的过程中，若是发现其矿山存在围岩不稳固的问题，便可以采用充填开采的工艺，通常情况下，充填法开采的工艺，较多应用于开采技术条件相对复杂的区域，比如：受到外界水源、火灾以及交通等因素干扰严重等地区。充填开采方法的高效应用能够在原有的基础上实现金属矿山井下采矿安全性的提高，与此同时，其本身具有环保性能，环境污染较小，符合可持续发展的要求。一般来说，可以根据填充料运输方式以及材料的不同将其划分成三种类型。

其一是干式充填，该方法常用于经济欠发达地区，具体是指在机械以及风力基础上将砂石材料运送至矿区。然而现如今我国开采技术已经实现了更新升级，该方式本身具有成本高、操作复杂等局限性，难以同新时代发展相适应。其二便是水力充填，该方法主要是指充分将填充料与水拌和，进而形成砂浆，然后再用泵压实现砂浆填充料向采空区的运送，当填充料完成之后便可以为采空区提供较为坚硬的载体。其三则为胶结充填，该方法是目前绝大部分矿产开发企业最广泛应用的方法，具体是指在将碎石、沙子、石灰以及水泥混合起来之后，利用管道将其送到采空区中。该方式在应用上优势较强，不仅效率高而且流程简便方便操作。

2.4 崩落采矿技术

崩落采矿技术分为无底柱分段崩落技术与自然崩落两种技术类型，区分的主要依据在于具体的使用方式存在较大的差异。其中无底柱分段崩落技术是从瑞典引进，经过我国金属矿山开采的实际应用验证后逐渐在开采作业中推广应用。在进行无底柱分段崩落技术应用时，需要做好对结构参数的优化，如果优化存在问题将会直接导致技术应用产生问题。自然崩落技术主要是通过岩石的自然应力作用形成落矿，能够发挥出更大的生产能力，降低开采的成本。在实际的金属矿山开采作业中，自然崩落技术更适用于矿化均匀、矿体厚大和易于崩落的低品位矿山的开采应用。

3 金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术的安全措施

3.1 优化方法的选用

从目前来看，采空区是金属矿山开采过程中最为重要的安全隐患之一，在采矿过程中需要将矿块开采出来，这样一来便会出现一定的空洞，而这些空洞在结构上存在严重的不足，再加上后续各种采矿操作的持续进行，导致整体采矿区域的结构稳定性有所降低。基于此，相关工作人员务必要针对实际情况采取相应的安全防护手段，以此保障方法选用的科学性与针对性，为开采作业的持续平稳运行奠定坚实的基础。

3.2 开展安全评价工作

专业技术人员需要在开采前详细分析开采区域的应力，与此同时还要综合考虑当下开采队伍以及所选用技术方法的实际情况，作出高质量地风险预估以及安全评价，进而在此基础上形成可行性较强的方案。除此以外，应当强化开展对于采矿技术人员的井下专业技能以及安全技能的培训工作，敦促其时时刻刻保持警惕，全方位观察井下的环境条件，以便于及时掌握各种不安全因素，采取针对性地应对措施，切实保障操作人员的人身安全。

3.3 实时更新技术

设备和技术是确保金属矿山生产高效推进的重要基础，同时也是提升开采工作稳定性以及安全性的重要保障。基于此，相关技术人员在实际下井操作之前需要先开展开采设备的安全评价，尽可能降低由于设备故障和技术问题导致工作受阻的概率。从目前我国所具有的技术条件来看，相关技术人员需要积极开展自动化系统布置，并及时更新相应的采矿设备，此举能够切实提升井下生产工作所具有的机械化水平，以此保障操作人员的人身安全。

3.4 形成安全管理机制

现如今我国的采矿技术水平正在逐渐提升，与此同时机械化程度也在不断加深，所以，在金属矿山采矿生产的过程中需要形成科学合理的安全管控机制。与此同时，还应当在原有的基础上构建起能够满足金属矿山生产所需要的相关信息平台，为后续矿山勘察、采矿生产以及后期保障等信息汇总与分析工作的高质量开展创造良好的环境条件。特别要注意统一管控矿山采矿井下作业情况的各方面监测信息，以便于井下操作过程中能够基于此对相关技术措施展开实时的优化调整与完善。

4 金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术的可持续发展创新

4.1 构建现代化生态矿业

在进行金属矿山开采时，由于会造成地质结构和生态环境的破坏，容易发生山体倒塌、雨季滑坡、泥石流等灾害。如果坍塌范围与地表大面积相连，还会导致地表的泥石和积水大量涌入开采矿洞中，对开采人员的生命安全造成严重威胁。现代化生态矿业更加注重金属矿山开采和生态环境的和谐性，降低开采过程中造成的破坏性影响，既能够保障生态环境的安全，也能够保障开采人员的生命安全。需要对金属矿山所在区域的生态系统、气候环境、地理环境的情况进行充分地了解，并结合矿山的开采沉陷理论和地表的下沉情况进行科学的计算分析，在对开采作业进行科学规划，保证矿山生产的顺利进行。

4.2 保持开采作业的清洁性

为了满足开采作业的清洁性要求，可以采用以下三种措施进行开采：第一种是对开采人员进行严格管理，避免在开采作业期间对生活垃圾或废水进行的随意排放，可以采取集中堆放的方式，定期进行统一处理；第二种是对开采流程进行规范管理，尤其是对开采技术和设备的应用流程以及材料的生产流程，通过规范性的管理制度控制整个环节的整洁程度，也使开采流程更加有序；第三种是采用更加绿色环保的开采技术和设备进行开采，减少污染的产生，也降低资源的过度消耗，形成绿色环保的开采模式。

4.3 分区规划发展方向

我国幅员辽阔，不同地区的经济发展形势、矿产资源产量、气候和地理条件等都具有较大的差异性，所以为了更好地促进矿业的发展，也促进各区域的发展平衡，需要根据实际情况进行分区规划，制定具有针对性的发展方向，也能够使经济效益得到更好的保障，同时还有利于新型矿业模式的推广，更好地融入各地区不同条件下的矿业中。在经济发展较好、矿产资源丰富的区域，可以加大对矿业的投入，加强对现代化采矿工艺与技术的应用，总结更多的开采应用经验，有利于其他区域的借鉴学习。在经济发展较差、矿产资源匮乏的区域中，要注重对开采的监测和管控，避免过度开采造成的不良影响等。

5 结语

在金属矿山的开采中，需要通过现代化采矿工艺与技术满足开采的需求，也是满足我国在资源能源产业方面的需求。本文就对现代化采矿工艺与技术进行了深入地分析和充分的探讨，期望能够为现代化采矿工艺与技术的提高起到参考作用。