Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＦＯｒｕｍ 金属矿的采矿工艺发展研究 张俊 徐化欢 §（１．安徽金安矿业有限公司： ２．安徽开发矿业有限公司） 【摘要】近１０年来在中国投资的金属矿，尤其是中国的黄金 矿山等资源的开发面临着很多的发展现状问题。本文主要就是讨论 地下，预计在未来ＩＯ￣２０Ａ，我们的煤矿将进入１０００－２０００米深部 开采。该矿２０世纪六七十年代已经建设成为深部开采的一部分，一 Ｓ 黔辩了金属矿开采业的技术对策。 【关键词】金属矿；采矿技术；发展。 １引言 ３０年的改革开放，中国一直处于快速推进阶段的工业化，这是 现在在工业化，经济快速增长的中间。以购买力平价（ＰＰＰ）衡量方 面，中国的人均ＧＤＰ已经达到４０００—５０００美元，接近世界中等收入 国家的水平。迅速推进工业化进程不可避免地导致了大量消费和矿 产资源的需求。目前，中国己成为世界上煤炭，铁矿石，铝，铜， 在全国最大的水泥消费量，世界石油消费量排名第二的一大资源消 耗国在世界上。因为在储量和开采成本的一些重要的矿物质丰富的 不具有比较优势，以进口来弥补国内供需缺口的需要。２００９年，中 国的原油１．９９亿吨的狰进口，首次对外依存度超过５０％的警戒线： 进口铁矿石及其精矿６２８ ０００万ｔ，同比增长４１．６％：煤炭净进口 超过亿吨，同比增长２１１．９％。在同一时间，环境污染日益增多。 我国正处于脆弱的生态环境承载的人口最多的历史，担负着前所未 有的资源消耗和经济活动的历史，最突出的历史上面ｌ临的生态环境 挑战。 ２中国的金属矿产资源现状 矿产资源总量在中国的特点是量大，但人均很低人均量仅为５８ ％，是世界上矿产储量平均水平范围，但结构不合理，截至２００７年 底，中国已发现１７１种矿产己探明１５９种储量，中国有大量的探明 的矿产资源，占世界的１２％，位列世界三大。但是，世界的矿产储 量的主要比例并不高，如铁矿石储量占世界总储量的只有ｌ３．１３ （探明储量位居四个世界第一），锰矿储量占５３％，铬矿石占１．２９ ％，占５．５３％的铜，铝产量占８．５６％（探明储量位居５世界第一）， 占４．２９％，镍产量，黄金储备占２．８９２个百分点。此外，己探明 的铅，锌，钨，锡，锑，稀土，菱镁矿和其他队伍储备１号。六种 有色金属储量的静态保证生活的顺序为：镍矿３４Ａ，２５Ａ铝土矿，铜 １６Ａ，锌８Ａ，５Ａ方铅矿，锡５Ａ。 近１Ｏ年来一直是中国采矿业的快速发展，采矿业继续扩大投资 规模在２００４年的２００９国家有色金属矿，有色金属矿投资规模分别 达到４４．９％的平均增幅，４６．８％，在２０１０年第一黑色半，有色 金属矿业投资增加大小与去年同期相比也增长了１４．１％， ３４．６ ％，如表ｌ所示和图ｌ。新建，改建和扩建的建设规模地雷也不 同程度的持续增长。 ｛跫 挝 藏 撼 瓣《０ ５ ２ ２￣１￣１７ 措璐２ 辩 霉谂 图１黑色、有色金属矿矿山投资总规模对比 一一熏色；ａ一有色 囊１ ２ＤＯ＆－－ＩＩＩＩＯ年上单年羲■■色．青色矿褴誊蕴攮糕 矿种 Ⅻ ２Ⅻ２ ｍ ２０１０卑ｌｌ 片 坦 ｌ３ｌ ４ ｍ．Ｉ ，，６ ９ ４２８ Ｏ ６７９ ０ 由色 Ｉ１６，７ ｌ‰， ．７ ４９１ ５ ∞６ ３开采工艺的研究过程及趋势 ３．１深部开采 随着资源的逐渐枯竭而浅的枯竭，中国已经开始获取资源深的 Ｉ ４２２ Ｉ华东科技 ． 些新的矿山开采深度也很大。近年来国内己达到或接近开采深度６００ 米金川矿区有两个矿山，会泽，张家洼铁矿，程潮铁矿，钨矿等张 向东：开采深度接近ｌｏｏｏｍ铜矿有红透矿，大红山铜矿，铅和锌等樊 口：开采深度比ｌｏｏｏｍ冬瓜山铜矿那里。此外，建议矿场本世纪初， 云南红山铁矿在６００ ｐ ｍ以下，安徽龙桥铁矿在６００千米。随着开采 深度增加，地层压力增大，由此引发的岩爆（矿震）不可避免地逐 渐增加。可以预见的是第一本世纪２０年代，中国将有更多的金属矿 山的深部开采。随着开采，地压，岩爆及岩层控制，通风和冷却， 排水脱水，开采方法和处理采空区的深度增加，所以是受技术问题 需要解决。如何确保中国经济的可持续发展，在安全和效率的重要 因素成为深部开采时 深部开采带来安全生产驹一系列技术问题：地面压力的深部开 采力度加大，增加了岩爆的可能性：地面温度升高，热污染井下工作 环境：深工作区到新鲜空气供应源处理脏风流困难。以上几点也是矿 山生产的世界性难题，这些技术解决不了这样的问题，这些公司的 人员伤亡不但存在和职业危害的风险，也使正常的生产无法顺利进 行，许多进入我们国家的人深部开采矿山安全生产带来许多风险。 ３．２深大露天矿开采技术 目前，中国已经成为我的一部分，成为一个大的深露天矿开采。 随着开采深度的增加，空间操作采场尺寸缩小，准备探索运输难度 一个新的水平，并增加开采强度降低，运输距离的增长，重型车跑 长距离的斜坡，降低设备的效率，生产力下降。同时越来越多的露 天矿边坡。随着不断深化露天矿，增加斜坡的垂直高度，有的长达 ４００米的矿井上面，采取胁迫，地下水，区域生产爆破震动和冲击 更为严重，边坡失稳概率增加对采矿生产影响的安全深场越来越大。 其次是日益繁重的环境污染。采场进深，露天尖锐的空气质量，环 境和劳动条件恶化的下跌后，坑形成“大锅饭”极其困难的天然水， 各种生产过程中产生大量的粉尘，炮烟，尘汽车排气等难以清除和 消散，导致有毒粉尘沙坑工作表面的浓度增加，空气污染，开采条 件越来越差。 ３．３存放露天开采技术领域 许多大型露天矿山冶金逐步进入我们的后期开采，但由于技术 和经济制约，遗留大量的露天矿产资源领域之外。如果展开的境界， 可能导致矿山的经济指标恶化，以及大量征地，破坏生态环境的。 全国１６个大型露天铁矿不完全统计， １．２十亿矿产资源领域外的 空地遗留吨多。只有钢铁，攀钢的矿山位于近５亿吨的领域之外。 包头白云鄂博铁矿地质储量ｉ．２３十亿Ｔ，旨在划定９．５亿吨储量， 露天储量２８０ ０００万ｔ的范围之外：攀钢Ｚｈｕｊｉａｂａｏｂａｏ兰铁尖有近 ２亿吨的境界外汇储备。这些储备并不是通过扩大开放状态恢复。 ３．４复杂富水矿床开采技术 据初步统计，铁矿石资源国的金额是一项复杂而艰巨开采有色 金属资源的床大约８．５十亿Ｔ，也就是约４．６十亿Ｔ，的特点复杂富 水矿床资源金属和矿产资源被赋予特殊条件第四纪地层，含水层和 富水砂矿床中富水和深层破碎存款及其他采矿环境下存在重科是非 常复杂的，很难把我的。由于复杂矿体条件，严格要求挖掘地域限 制和保护环境。相关研究机构在这方面有专门的研究。如果保证金 的采矿方法在复杂的研究，上部矿石开采，压力流量双场灾难分析 方法，富水矿床开采削减措施结合水控水下岩石变形，高效选矿厂 尾矿，尾矿胶结从抽灌技术长方面进行了系统的实验研究已取得水 危害预防治疗，全面的采矿阶段的技术成果。 ３．５无废开采 无废矿开采和可持续发展有着千丝万缕的关联。一方面，在开 采过程中发展和发展方面往往聚集， （下转第４４ｌ页） 科技论坛 设计时还应充分利用天然地质条件，本工程中排水口末端的边 墙部分（详Ｃ～Ｃ剖面），地质条件较好，地基较快进入强风化岩层， 故将重力式挡墙设计成变高度形式，以期达到节约工程量的目的。 值得注意的是，滨海地区腐蚀严重，且排水口挡土墙处于干湿交替 环境下，需特别重视防腐蚀问题。 挡土墙属于隐蔽工程，施工完成后难以检验，而一旦出现问题， 后果严重且修复工作比较困难，尤其浸水区挡土墙长期处于荷载频 繁变动的环境，设计时宜适当考虑施工不确定因素和挡土墙稳定时 效性的影响，提高挡士墙安全裕度。 ６结语 料在破裂面范围内宣采用透水性好的砂砾石，墙身宜适当布置泄水 孔，泄水孔附近应做好反滤层，以确保排水通畅和填料中细粒土流 失：滨海浸水区挡土墙长期处于干湿交替状态，需特别重视防腐蚀 设计；在工程设计中，挡土墙选型应根据实际情况，灵活应用各种 挡墙特点，以达到经济合理，安全可靠的目的。本工程排水口在生 产中已运行多年，效果良好。 参考文献 …凌天清，曾德荣．公路支挡结构【Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００６． ［２］Ｐ廷浩．土力学 ．南京：河海大学出版社，２００２． ［３］江苏省水利勘测设计院有限公司．水工挡土墙设计规范 ＳＬ３７９—２００７［Ｓ］．北京：中国水利水电出版社．２００７． 浸水区挡土墙抗滑力一般较小，合理使用防滑凸榫，能有效利 用凸榫前的被动土压力，可以显著提高挡土墙的抗滑能力，进而有 ［４］杜永峰，赵广强，李慧，黄明．防滑凸榫挡土墙的抗滑探讨［１１．兰州：兰 效减少挡墙断面尺寸；浸水区挡土墙应做好墙后排水设计，墙后填 州理工大学学报，２００７． ‘ （上接第４２２页） 矿，太空采矿等将成为现实。采矿业将需要一个想象力来描绘我们 形成一个社区，或者一定量的相当数量的城市，其中有一个重 的人类文明和伴随着的形象。 要的环境意义的人口，在另一方面，如果忽略无废开采，不注重使 参考文献： 用和保护环境和资源，过早成品矿产资源，采矿业和经济势必造成 【１】孟令刚’子Ｊ、忠强．矿产资源开发与可持续发展Ⅱ】．现代矿业，２ＯｌＯ（１Ｏ）． 巨大的损失。因此，我们必须规划长远的眼光，以矿山的开采，确 ［２］刘荣，李事捷，卢才武．我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述Ｕ］．金 保矿山的长期可持续发展。 属矿山．２ｏｏ７（１Ｏ）． ４结论 ［３］李红零，吴仲雄．我国金属矿开采技术发展趋势卟有色金属 山部 ２１世纪是一个充满挑战和富有想象力的世纪。随着时间的推移， 分），２ｏｏ９（ｏ１）． 采矿方法，现有各类可能遇到改变得面目全非，没有采矿，海底采 （上接第４３７页） ３．４确保公共交通体系优先发展 城市交通发展和土地利用规划的统一；交通规划（包括静态交 近几年来，南京市政府加大了公共交通建设的投入和公交企业 通规划）的前瞻性；城市交通建设和保护历史文物古迹之间的平衡 的补助，合理配置公交车站和附属设施，加速城市交通枢纽和换乘 等等。对于南京这座历史悠久的古都，协调好历史文物保护和旧城 站点的建设，这一系列政策的实施让公共交通变得更为高效、方便、 区道路改造的关系，是确保城市交通可持续性发展的关键，也是建 准时、舒适，也使得南京市民逐渐接受了以公共交通为主的出行方 立安全、便捷、公平和环保的城市交通体系的重要环节。 式。这不仅确立了公共交通的主体地位，也明确将公共交通优先的 ３．２合理配置交通资源和控制交通需求 政策作为南京城市交通发展的基本战略长期坚持。 重视路网建设可以实现道路资源的公平分配，全面发展主干道 ４总结 网以及辅助的支线和市区道路网，提高路网密度，形成完备的、多 道路交通是城市的脉搏，完善的交通体系是城市经济发展的重 功能的科学道路布局。还要改变只重视汽车交通发展的错误观点， 要条件。遵循大中城市交通发展的规律，以南京自身的城市特点选 优化配置公共交通、步行交通和非机动车交通资源，着重于创造公 择适当的发展模式，制定合理的建设规划，才能加快南京向现代化、 平合理的道路交通体系。 国际化大都市迈进的步伐，才能创造一个美丽、幸福、和谐的古都 扩大交通供给必然能吸引更多的交通需求，这又导致交通供给 南京。 会无法满足新的交通需求，因此必须采取一定的限制措施。可以通 参考文献： 过政策法规来改善汽车生产、规范消费意愿，采取限制大排量的高 【１陈铭，梁婷．现代城市交通发展的问题和对策探讨．山西建 １】级车，鼓励购买经济型轿车，奖励节能环保汽车的开发生产等控制 筑．２００８（９）． 手段，使得私家车出行尽量向公共交通方面转换。 【２１杨涛．城市进程中的南京交通发展战略和规划．现代城市研 ３．３城市交通的建设和管理两方面都要重视 究．２ｏｏ３（１）． 在加强道路交通基础设施建设的同时，也要强化交通管理，提 ［３】仇保兴．中国城市交通发展展望．城市交通，２００７（９）． 高运输效率，使城市交通管理系统化、科学化。比如优化十字路口 ［４］甄秀坤．关于南京城市交通建设的思考．江苏交通，２００３（２）． 信号灯设置，可以提高道路网交通容量；适当设定单向通行，有利 作者简介： 于调节交通移动速度：另外公共交通专用道的设置，有利于加强公 缪群露（１９７８一），男（汉），江苏宜兴，南京市交通建设处工程师， 共交通的服务和营运水平。 学士，主要从事高速公路建设现场管理。 （上接第４３９页） 甚至泵轴与轴承连接部位磨损。水泵运行不稳定，影响正常供水。 （２）斜流泵：结构形式为立式安装，吸入口垂直向下，吐出口 ５结论 水平外伸，转子部件有可抽出式和不可抽出式两种形式。安装方式 采用斜流泵方案由于进水池土建不可更改，前期已预埋１．４ｍ口 有泵、电机分别安装在两个基础层和泵、电机直联安装在一个基础 径的钢管，流速为１．７ｍ／ｓ，流速很快。水流从钢管进入后又扩散到 层两种形式。优点是易启动、效率高、运行稳定。选用双基础型式， 约４．３×４．３×３．５的空间内，然后再进入斜流泵流道。一般的进水 可以明显降低水泵电动机振动和运行噪声。水泵效率较高，配套电 池进水流速为０．３ｍ／ｓ以下。如此，则进水池水流紊乱，水泵进水喇 机功率为１７００ １８００ＫＷ。缺点是由于进水池土建不可更改，进水池 叭处也很有可能会产生涡流，可能引起振动，水泵破损等，因此不 水流紊乱，水泵进水喇叭处也很有可能会产生涡流。引起振动，水 推荐使用。立式双吸离心泵方案在运行过程中，容易出现振动大、 泵破损等。 上下轴承经常发热、损坏，甚至泵轴与轴承连接部位磨损。水泵运 （３）单级双吸卧式离心泵：结构形式为水泵轴卧式安装，吸入 行不稳定，影响正常供水。卧式方案对厂房长度要求较大，在长度 口水平，吐出口水平伸出，水泵电机同层。优点是易启动、运行稳 受限时较难应用，由于厂房长度尺寸偏小，操作空间拥挤。立式离 定、故障率低、维修方便。水泵效率较高，配套电机功率为１６００ＫＷ。 ｔｈ，泵是本工程原先安装使用的水泵，泵房内已预留了流道及基础螺 两个低噪音的轴承支撑下的水泵，运转平稳，除电机微弱声响，基 栓孔，操作空间相对宽裕。因此，本次扩容改造在厂房布置允许条 本无噪音。缺点是对厂房长度要求较大，在长度受限时较难应用。 件下推荐采用单级单吸立式离心泵。其参数如下：流量：２．６２５ｍ］／ｓ： 电动机需要采用小尺寸，价格较高。 扬程：５０ｍ；转速：５９０ｒ／ｍｉｍ效率：８８％。配套电机主要技术参数： （４）单级双吸立式离心泵：结构形式为水泵轴立式安装，吸入 功率：１８００ＫＷ：频率：５０ＨＺ；电机转速：５９０ｒ／ｍｉｎ；绝缘等级：Ｆ。 口水平，吐出口水平伸出，电机位于水泵上方。优点是对厂房要求 总之，选择和使用泵，除了考虑现场具体情况外应使泵的工作 较小，可在长度受限时应用。水泵效率较高，配套电机功率为１６００ＫＷ。 点落在工作范围内，以保证运转经济性和安全性。 缺点是在运行过程中，容易出现振动大、上下轴承经常发热、损坏， ２０１４．０５ Ｉ ４４１