有色金属行业绿色矿山采矿技术分析

摘要：有色金属行业发展催生了绿色矿山理念，要求以更多现代技术方法提升其工作水平，控制污染问题。有色金属行业绿色矿山采矿技术类别可作为切入点，在此基础上结合X金矿崩落采矿技术应用态势，分析其技术方法、工艺流程等内容，并结合其工作成果对技术优势进行简述。最后就有色金属行业绿色矿山采矿技术发展做简单展望，服务相关技术的后续运用。

关键词：有色金属行业绿色矿山采矿技术崩落采矿技术

中图分类号：TD85

AnalysisofGreenMiningTechnologyintheNon-FerrousMetalIndustry

LIUGuoxiFANJidongZHANGYongqiang

AltayZhengyuanInternationalMiningCo.，Ltd.，

AltayPrefecture，XinjiangUygurAutonomousRegion，836700China

Abstract：Thedevelopmentofthenon-ferrousmetalindustryhasspawnedtheconceptofgreenmining，requiringmoremoderntechnologicalmethodstoimproveitsworklevelandcontrolpollutionproblems.Thecategoryofgreenminingtechnologyinthenon-ferrousmetalindustrycanbeusedasastartingpoint.Basedonthis，combinedwiththeapplicationtrendofXgoldminecollapseminingtechnology，thetechnicalmethods，processflowandothercontentsareanalyzed，andthetechnicaladvantagesarebrieflydescribedincombinationwithitsworkresults.Finally，thedevelopmentofgreenminingtechnologyinthenon-ferrousmetalindustryisbrieflyprospected，servingthesubsequentapplicationofrelatedtechnologies.

KeyWords：Non-ferrousmetalindustry;Greenmines;Miningtechnology;Cavingminingtechnology

绿色矿山（GreenMines）是指在矿产资源开发全过程中，实施科学有序开采，对矿区及周边生态环境扰动较低，进而实现环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、工作信息数字化的矿山。有色金属行业矿山建设也要求逐步趋向绿色化，这对矿山日常工作以及矿山采矿技术提出了较高要求[1]。从技术发展的角度出发，一些现代技术方法可以服务有色金属行业绿色矿山建设，也有助于其采矿技术优化，分析有色金属行业绿色矿山采矿技术类别、应用方式等内容，具有一定的积极价值。

1有色金属行业绿色矿山采矿技术类别

1.1充填采矿技术

充填采矿法（fillingmethod）在稀有贵金属或高品位矿床开采作业过程中的应用较广泛，也适用于其他地形复杂、支护要求高的矿区。一般在采矿过程中以各类低价值的填充物对井下部分区域进行充填，提升井下区域支护结构的稳定性和安全效应，以完成有色金属、贵重金属的有效采挖。该技术原理比较简单、流程较固定，具有矿石开采率高、安全性可靠、灵活性突出的优势[2]。但充填采矿法的工艺流程比较复杂，劳动强度也较大，生产效率可能因此降低，也有研究发现，如果目标矿区矿石价值较低，采用充填采矿法可能导致经济效益下降的问题。

1.2崩落采矿技术

崩落采矿法（stopecavingmethod）主要应用于有色金属回采作业，利用自然掉落、崩落的各类岩体进行地压管理，形成以整个矿块作为一个回采单元的开采模式，对矿体边界进行处理、形成运输巷道，以后退回采、爆破等方式，实现以巷道切割处理为方式的环形运输巷道和装矿巷道，能够在降低作业成本的同时控制地压稳定，实现有色金属回采[3]。该技术的优势在于降低作业经济成本，能够有序、有重点地组织开采管理，安全性比较可靠，在地形复杂区域具有一定的应用价值。但崩落采矿技术工艺复杂，可能存在损失较高的情况，品位较高的矿床不适宜应用此技术[4]。

1.3空场采矿技术

空场采矿技术（openstopingmethod）也多见于有色金属的回采工作中，又称自然支撑采矿法。一般在岩体强度较高、地下传力结构稳定、支护要求相对较低的矿区应用该技术。部分有色金属矿区允许有较大暴露面，在开采过程中常规建设支护结构，完成主要矿床开采、但剩余有色金属仍有一定开采价值、不宜放弃的情况下，可对其支护系统建设要求进行分析，保留少量的支护结构，或依赖开采区域围岩自身的稳定性达成力平衡，对剩余矿区的有色金属矿物进行开采。空场采矿技术的特点在于能够有效提升有色金属的采集效果，避免浪费，但其适用性不高，如果矿区围岩强度不足、支护系统结构复杂，不宜使用该技术[5]。

2.X金矿的崩落采矿技术应用实例

2.1工程概况

X金矿位于新疆维吾尔自治区某地，矿脉长度约为11.5km，宽度平均约为2.6km，由四个矿段共同组成，主要开采1号矿段，该矿段每年生产能力在30万t左右，可产生高品质环境1200kg。该矿床厚度在3～20m之间，形态较为多变，经分析，其矿床地形呈现50°～70°倾角，岩体以石英砂岩型、硅质绢云板岩型为主，强度不高，且上层岩体含有较多钙质，总体稳定性不足。矿床金品位整体约为金平均品位3.44g/t，具有一定开采价值，为实现高效开采、提升经济水平，决定采用崩落采矿技术在回采过程中处理剩余矿物。

2.2技术应用过程

为保证开采效果、安全性，在组织开采、应用崩落采矿技术前，对施工区域的岩体情况、崩落参数等进行分析评估，主要采用单体模型放矿实验、平面模型放矿实验、交叉进路放矿模拟实验进行研究。

单体模型放矿实验主要针对矿石开采区岩体、矿体进行，测定其放出量以及椭球体长半轴、短半轴、偏心率和放矿静止角，据此确定分段高度、崩矿步距以及进路间距等核心参数。面模型放矿实验以单体模型放矿实验结果为基础，根据其参数信息分析矿石回收率和贫化率，并统计预期出现的损失量。交叉进路放矿模拟实验主要关注巷道系统设计，确定回采的路线、回收下盘残留矿石方式，评估最终的开采效益。

按照此流程进行分析，确定回采进路布置为上下分段形式，一律以菱形布置的方式提升其稳定性，同时改善金矿回采率。分段高度方面，根据哭过去顶部贫化控制要求，适当提升提升分段高度值，确定为10m。进路间距计算以分段高度为基础（默认为10m），通过实验进行分析，取计算公式：

式（1）中，lh、b、bh分别表示进路间距、放出体短半轴长度和进路宽度，为便于统计，其单位均确定为m。经模拟计算，确定进路间距为10.2m。放矿步距也根据模拟实验进行计算，确定放矿步距为3.5m。为保证安全性，以低拱形的断面规格进行回采进路断面设置。

完成上述工作后，进入X金矿现场施工环节，首先将矿区内设备移出，并要求人员撤离，之后根据早期计算结果进行巷道处理，包括巷道拓宽、辅助巷道开挖设置、回采进路布置等。X金矿开采过程中，采用精准爆破的方式，对具有开采价值的区域进行精准爆破，先对矿区内部的岩体进行处理、开采剩余矿石，再对巷道区域的矿石进行采集，每完成一次开采，对矿区的稳定性进行分析，核准安全无异常后再做下一阶段工作，直到完成开采。

2.3结果分析

对X金矿的作业情况进行分析，按实验结果，矿石贫化率默认25%，矿石回收率应在75%～90%之间。实际工作完成后，在矿石贫化率不变的情况下，矿石回收率为92%，与预期水平基本相同，且略有提升。开采过程中未发生安全事故，也没有出现设备损坏等问题。结合X金矿工作情况，可知有色金属行业绿色矿山采矿技术中的崩落采矿技术拥有3个方面优势。

一是回采效率较高。在矿石贫化率不变的情况下，X金矿借助崩落采矿技术完成了高水平的矿石回收，回收率为92%。

二是成本较低。人工作业成本、设备使用情况、工程量计算等均处于可控范围内，无须大量投入资金、资源，即可完成金属回采作业。

三是采准工作量小。因巷道早期已经大部分完成建设，回采过程中工作量较小，以一定的爆破作业提供辅助即可，经济性、安全性比较可靠。

3有色金属行业绿色矿山采矿技术发展展望

3.1多技术联用

未来有色金属行业绿色矿山采矿技术发展可能更关注多技术联用，包括一般技术方法以及具有通适性价值的技术方法，如遥感技术、定位技术等。以遥感技术为例，矿区作业可能面临一定的安全隐患，地下矿床的有色金属分布情况也需要加以确定，可利用遥感技术进行探测，为采矿活动提供支持。具体工作中，可建立稳定的地面站，并根据工作需要确定遥感作业参数，可参考表1所示方式进行遥感作业方式。

应用充填采矿技术、崩落采矿技术、空场采矿技术、溶浸采矿技术等技术方法时，也可以实时采用遥感技术对地下区域的岩体完整性、位移情况进行跟踪和探测，以保证开采工作的安全性，指导金属开采方案拟定，避免遗漏。除遥感技术外，鉴于绿色矿山本身关注信息技术以及作业系统建设，各有色金属矿山组织采矿时，还应重视信息技术的应用，如GPS定位、RTK建模、虚拟实验模型建设技术等，从信息化角度支持有色金属行业绿色矿山采矿技术发展、运用，提升工作效率。

3.2明确绿色标准

未来有色金属行业绿色矿山采矿技术发展、应用，也应关注技术标准的优化，主要强调对不同金属、不同矿区开采工作难度进行分析，兼顾安全性、经济效益等指标，确定不同有色金属绿色标准。可将有色金属分为三类，将矿山分为3个等级，根据其分类情况确定绿色标准，以指导有色金属开采。

单价最高的金属、开采难度最大的矿山，可确定矿石回收率为75%～80%，以避免高难度区域开采导致安全问题，也降低开采经济方面的成本。单价较高的金属、开采难度较大的矿山，可确定矿石回收率为80%～90%，提升开采效益，改善矿山作业的经济性。单价最低的金属、开采难度最小的矿山，可确定矿石回收率为90%以上，在绿色前提下最大限度提升开采效益。实际工作中也应根据有色金属矿山、矿床情况确定工作方式和管理标准，为绿色矿山采矿技术应用提供更多支持。

4结语

综上所述，有色金属行业绿色矿山采矿技术可以改善工作效益，提升矿山作业绿色水平，未来工作中应给予必要重视。当前多见有色金属行业绿色矿山采矿技术包括充填采矿技术、崩落采矿技术、空场采矿技术、溶浸采矿技术等，不同技术各有特色，原理也存在不同。结合X金矿的崩落采矿技术，建议在实际工作中加强工程特点分析，并据此确定工作具体参数，以保证绿色矿山采矿技术应用质量。未来主张对有色金属行业绿色矿山采矿技术进行深入研究，以技术联动和数据复用等方式，进一步提升技术应用价值。

参考文献

[1] 何明宇.有色金属行业低碳发展和标准工作思路初探[J].中国金属通报，2023（9）：1-3.

[2] 何立秀，周晓龙，黄发威.绿色金融推动有色金属产业高质量发展的挑战和对策：以广西河池市为例[J].科技与金融，2023（8）：76-79，89.

[3] 董明，梁红娟.有色金属联合企业碳排放情景分析与碳达峰路径探讨[J].中国矿业，2023，32（10）：40-46.

[4] 林青青.有色金属行业发行碳中和绿色债券的动因、效益及风险分析[D].北京：北京外国语大学，2023.

[5] 殷清.矿产资源型城市绿色转型效率测度、影响因素及提升策略研究[D].徐州：中国矿业大学，2022.