摘要：有色金屬行業(yè)發(fā)展催生了綠色礦山理念，要求以更多現(xiàn)代技術(shù)方法提升其工作水平，控制污染問題。有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)類別可作為切入點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合X金礦崩落采礦技術(shù)應(yīng)用態(tài)勢(shì)，分析其技術(shù)方法、工藝流程等內(nèi)容，并結(jié)合其工作成果對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)述。最后就有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)發(fā)展做簡(jiǎn)單展望，服務(wù)相關(guān)技術(shù)的后續(xù)運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)崩落采礦技術(shù)

中圖分類號(hào)：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

綠色礦山（GreenMines）是指在礦產(chǎn)資源開發(fā)全過程中，實(shí)施科學(xué)有序開采，對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)較低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)境生態(tài)化、開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、工作信息數(shù)字化的礦山。有色金屬行業(yè)礦山建設(shè)也要求逐步趨向綠色化，這對(duì)礦山日常工作以及礦山采礦技術(shù)提出了較高要求[1]。從技術(shù)發(fā)展的角度出發(fā)，一些現(xiàn)代技術(shù)方法可以服務(wù)有色金屬行業(yè)綠色礦山建設(shè)，也有助于其采礦技術(shù)優(yōu)化，分析有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)類別、應(yīng)用方式等內(nèi)容，具有一定的積極價(jià)值。

1有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)類別

1.1充填采礦技術(shù)

充填采礦法（fillingmethod）在稀有貴金屬或高品位礦床開采作業(yè)過程中的應(yīng)用較廣泛，也適用于其他地形復(fù)雜、支護(hù)要求高的礦區(qū)。一般在采礦過程中以各類低價(jià)值的填充物對(duì)井下部分區(qū)域進(jìn)行充填，提升井下區(qū)域支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全效應(yīng)，以完成有色金屬、貴重金屬的有效采挖。該技術(shù)原理比較簡(jiǎn)單、流程較固定，具有礦石開采率高、安全性可靠、靈活性突出的優(yōu)勢(shì)[2]。但充填采礦法的工藝流程比較復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度也較大，生產(chǎn)效率可能因此降低，也有研究發(fā)現(xiàn)，如果目標(biāo)礦區(qū)礦石價(jià)值較低，采用充填采礦法可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降的問題。

1.2崩落采礦技術(shù)

崩落采礦法（stopecavingmethod）主要應(yīng)用于有色金屬回采作業(yè)，利用自然掉落、崩落的各類巖體進(jìn)行地壓管理，形成以整個(gè)礦塊作為一個(gè)回采單元的開采模式，對(duì)礦體邊界進(jìn)行處理、形成運(yùn)輸巷道，以后退回采、爆破等方式，實(shí)現(xiàn)以巷道切割處理為方式的環(huán)形運(yùn)輸巷道和裝礦巷道，能夠在降低作業(yè)成本的同時(shí)控制地壓穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)有色金屬回采[3]。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于降低作業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，能夠有序、有重點(diǎn)地組織開采管理，安全性比較可靠，在地形復(fù)雜區(qū)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。但崩落采礦技術(shù)工藝復(fù)雜，可能存在損失較高的情況，品位較高的礦床不適宜應(yīng)用此技術(shù)[4]。

1.3空?qǐng)霾傻V技術(shù)

空?qǐng)霾傻V技術(shù)（openstopingmethod）也多見于有色金屬的回采工作中，又稱自然支撐采礦法。一般在巖體強(qiáng)度較高、地下傳力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、支護(hù)要求相對(duì)較低的礦區(qū)應(yīng)用該技術(shù)。部分有色金屬礦區(qū)允許有較大暴露面，在開采過程中常規(guī)建設(shè)支護(hù)結(jié)構(gòu)，完成主要礦床開采、但剩余有色金屬仍有一定開采價(jià)值、不宜放棄的情況下，可對(duì)其支護(hù)系統(tǒng)建設(shè)要求進(jìn)行分析，保留少量的支護(hù)結(jié)構(gòu)，或依賴開采區(qū)域圍巖自身的穩(wěn)定性達(dá)成力平衡，對(duì)剩余礦區(qū)的有色金屬礦物進(jìn)行開采。空?qǐng)霾傻V技術(shù)的特點(diǎn)在于能夠有效提升有色金屬的采集效果，避免浪費(fèi)，但其適用性不高，如果礦區(qū)圍巖強(qiáng)度不足、支護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜使用該技術(shù)[5]。

2.X金礦的崩落采礦技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2.1工程概況

X金礦位于新疆維吾爾自治區(qū)某地，礦脈長(zhǎng)度約為11.5km，寬度平均約為2.6km，由四個(gè)礦段共同組成，主要開采1號(hào)礦段，該礦段每年生產(chǎn)能力在30萬t左右，可產(chǎn)生高品質(zhì)環(huán)境1200kg。該礦床厚度在3～20m之間，形態(tài)較為多變，經(jīng)分析，其礦床地形呈現(xiàn)50°～70°傾角，巖體以石英砂巖型、硅質(zhì)絹云板巖型為主，強(qiáng)度不高，且上層巖體含有較多鈣質(zhì)，總體穩(wěn)定性不足。礦床金品位整體約為金平均品位3.44g/t，具有一定開采價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)高效開采、提升經(jīng)濟(jì)水平，決定采用崩落采礦技術(shù)在回采過程中處理剩余礦物。

2.2技術(shù)應(yīng)用過程

為保證開采效果、安全性，在組織開采、應(yīng)用崩落采礦技術(shù)前，對(duì)施工區(qū)域的巖體情況、崩落參數(shù)等進(jìn)行分析評(píng)估，主要采用單體模型放礦實(shí)驗(yàn)、平面模型放礦實(shí)驗(yàn)、交叉進(jìn)路放礦模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。

單體模型放礦實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)礦石開采區(qū)巖體、礦體進(jìn)行，測(cè)定其放出量以及橢球體長(zhǎng)半軸、短半軸、偏心率和放礦靜止角，據(jù)此確定分段高度、崩礦步距以及進(jìn)路間距等核心參數(shù)。面模型放礦實(shí)驗(yàn)以單體模型放礦實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)其參數(shù)信息分析礦石回收率和貧化率，并統(tǒng)計(jì)預(yù)期出現(xiàn)的損失量。交叉進(jìn)路放礦模擬實(shí)驗(yàn)主要關(guān)注巷道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定回采的路線、回收下盤殘留礦石方式，評(píng)估最終的開采效益。

按照此流程進(jìn)行分析，確定回采進(jìn)路布置為上下分段形式，一律以菱形布置的方式提升其穩(wěn)定性，同時(shí)改善金礦回采率。分段高度方面，根據(jù)哭過去頂部貧化控制要求，適當(dāng)提升提升分段高度值，確定為10m。進(jìn)路間距計(jì)算以分段高度為基礎(chǔ)（默認(rèn)為10m），通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，取計(jì)算公式：

式（1）中，lh、b、bh分別表示進(jìn)路間距、放出體短半軸長(zhǎng)度和進(jìn)路寬度，為便于統(tǒng)計(jì)，其單位均確定為m。經(jīng)模擬計(jì)算，確定進(jìn)路間距為10.2m。放礦步距也根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，確定放礦步距為3.5m。為保證安全性，以低拱形的斷面規(guī)格進(jìn)行回采進(jìn)路斷面設(shè)置。

完成上述工作后，進(jìn)入X金礦現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，首先將礦區(qū)內(nèi)設(shè)備移出，并要求人員撤離，之后根據(jù)早期計(jì)算結(jié)果進(jìn)行巷道處理，包括巷道拓寬、輔助巷道開挖設(shè)置、回采進(jìn)路布置等。X金礦開采過程中，采用精準(zhǔn)爆破的方式，對(duì)具有開采價(jià)值的區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)爆破，先對(duì)礦區(qū)內(nèi)部的巖體進(jìn)行處理、開采剩余礦石，再對(duì)巷道區(qū)域的礦石進(jìn)行采集，每完成一次開采，對(duì)礦區(qū)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，核準(zhǔn)安全無異常后再做下一階段工作，直到完成開采。

2.3結(jié)果分析

對(duì)X金礦的作業(yè)情況進(jìn)行分析，按實(shí)驗(yàn)結(jié)果，礦石貧化率默認(rèn)25%，礦石回收率應(yīng)在75%～90%之間。實(shí)際工作完成后，在礦石貧化率不變的情況下，礦石回收率為92%，與預(yù)期水平基本相同，且略有提升。開采過程中未發(fā)生安全事故，也沒有出現(xiàn)設(shè)備損壞等問題。結(jié)合X金礦工作情況，可知有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)中的崩落采礦技術(shù)擁有3個(gè)方面優(yōu)勢(shì)。

一是回采效率較高。在礦石貧化率不變的情況下，X金礦借助崩落采礦技術(shù)完成了高水平的礦石回收，回收率為92%。

二是成本較低。人工作業(yè)成本、設(shè)備使用情況、工程量計(jì)算等均處于可控范圍內(nèi)，無須大量投入資金、資源，即可完成金屬回采作業(yè)。

三是采準(zhǔn)工作量小。因巷道早期已經(jīng)大部分完成建設(shè)，回采過程中工作量較小，以一定的爆破作業(yè)提供輔助即可，經(jīng)濟(jì)性、安全性比較可靠。

3有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)發(fā)展展望

3.1多技術(shù)聯(lián)用

未來有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)發(fā)展可能更關(guān)注多技術(shù)聯(lián)用，包括一般技術(shù)方法以及具有通適性價(jià)值的技術(shù)方法，如遙感技術(shù)、定位技術(shù)等。以遙感技術(shù)為例，礦區(qū)作業(yè)可能面臨一定的安全隱患，地下礦床的有色金屬分布情況也需要加以確定，可利用遙感技術(shù)進(jìn)行探測(cè)，為采礦活動(dòng)提供支持。具體工作中，可建立穩(wěn)定的地面站，并根據(jù)工作需要確定遙感作業(yè)參數(shù)，可參考表1所示方式進(jìn)行遙感作業(yè)方式。

應(yīng)用充填采礦技術(shù)、崩落采礦技術(shù)、空?qǐng)霾傻V技術(shù)、溶浸采礦技術(shù)等技術(shù)方法時(shí)，也可以實(shí)時(shí)采用遙感技術(shù)對(duì)地下區(qū)域的巖體完整性、位移情況進(jìn)行跟蹤和探測(cè)，以保證開采工作的安全性，指導(dǎo)金屬開采方案擬定，避免遺漏。除遙感技術(shù)外，鑒于綠色礦山本身關(guān)注信息技術(shù)以及作業(yè)系統(tǒng)建設(shè)，各有色金屬礦山組織采礦時(shí)，還應(yīng)重視信息技術(shù)的應(yīng)用，如GPS定位、RTK建模、虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒ㄔO(shè)技術(shù)等，從信息化角度支持有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)發(fā)展、運(yùn)用，提升工作效率。

3.2明確綠色標(biāo)準(zhǔn)

未來有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用，也應(yīng)關(guān)注技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化，主要強(qiáng)調(diào)對(duì)不同金屬、不同礦區(qū)開采工作難度進(jìn)行分析，兼顧安全性、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)，確定不同有色金屬綠色標(biāo)準(zhǔn)?？蓪⒂猩饘俜譃槿?，將礦山分為3個(gè)等級(jí)，根據(jù)其分類情況確定綠色標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)有色金屬開采。

單價(jià)最高的金屬、開采難度最大的礦山，可確定礦石回收率為75%～80%，以避免高難度區(qū)域開采導(dǎo)致安全問題，也降低開采經(jīng)濟(jì)方面的成本。單價(jià)較高的金屬、開采難度較大的礦山，可確定礦石回收率為80%～90%，提升開采效益，改善礦山作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。單價(jià)最低的金屬、開采難度最小的礦山，可確定礦石回收率為90%以上，在綠色前提下最大限度提升開采效益。實(shí)際工作中也應(yīng)根據(jù)有色金屬礦山、礦床情況確定工作方式和管理標(biāo)準(zhǔn)，為綠色礦山采礦技術(shù)應(yīng)用提供更多支持。

4結(jié)語

綜上所述，有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)可以改善工作效益，提升礦山作業(yè)綠色水平，未來工作中應(yīng)給予必要重視。當(dāng)前多見有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)包括充填采礦技術(shù)、崩落采礦技術(shù)、空?qǐng)霾傻V技術(shù)、溶浸采礦技術(shù)等，不同技術(shù)各有特色，原理也存在不同。結(jié)合X金礦的崩落采礦技術(shù)，建議在實(shí)際工作中加強(qiáng)工程特點(diǎn)分析，并據(jù)此確定工作具體參數(shù)，以保證綠色礦山采礦技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。未來主張對(duì)有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦技術(shù)進(jìn)行深入研究，以技術(shù)聯(lián)動(dòng)和數(shù)據(jù)復(fù)用等方式，進(jìn)一步提升技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 何明宇.有色金屬行業(yè)低碳發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)工作思路初探[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2023（9）：1-3.

[2] 何立秀，周曉龍，黃發(fā)威.綠色金融推動(dòng)有色金屬產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的挑戰(zhàn)和對(duì)策：以廣西河池市為例[J].科技與金融，2023（8）：76-79，89.

[3] 董明，梁紅娟.有色金屬聯(lián)合企業(yè)碳排放情景分析與碳達(dá)峰路徑探討[J].中國(guó)礦業(yè)，2023，32（10）：40-46.

[4] 林青青.有色金屬行業(yè)發(fā)行碳中和綠色債券的動(dòng)因、效益及風(fēng)險(xiǎn)分析[D].北京：北京外國(guó)語大學(xué)，2023.

[5] 殷清.礦產(chǎn)資源型城市綠色轉(zhuǎn)型效率測(cè)度、影響因素及提升策略研究[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2022.