摘要：当前金属矿山开采规模持续扩张，矿产资源过度开发引发的生态失衡问题日趋严峻，在金属矿山开采作业实施过程中，绿色开采技术的引入能够有效降低能耗、减轻污染，并充分发挥人工智能技术在维护矿山生态平衡中的支撑作用。基于此，文章首先分析了绿色矿山开采技术的类型及主要特征，并结合实际应用案例，提出了绿色开采优化措施，以期通过文章的研究成果，为金属矿山开采提供实践指导。

　　关键词：绿色开采技术；金属矿山开采；尾砂填充；地表监测系统

　　金属矿山开采领域的绿色开采技术兼具无害化、低能耗与高效率的技术特征，已广泛应用于各类金属矿产资源开发工程实践。与传统金属矿山开采模式相比，基于“资源循环利用”理念开展的开采作业更契合降本增效的发展目标，能够大幅保障采矿企业的经济效益。因此，将节能降耗举措贯穿金属矿山开采全流程，已成为矿山开采工程实现可持续发展的核心关键。

　　1绿色开采技术的主要类型

　　1.1无沉降式的充填开采技术

　　在铁矿资源的绿色开采实施过程中，采用无沉降式的充填开采手段可有效避免矿区发生地表沉陷，对于保障人员安全、预防结构失稳都具有显著的作用。技术人员在挖掘矿体的前提下，需要利用专门的填充材料来弥补采空区的缺失部分，通常利用固体材料予以填充[1]。无沉降式的充填开采方案不仅能够避免采空区的冒顶事故发生，还可以有效防止矿区地表的缓慢变形或者大幅下沉，对于维护矿区地表的坚固、安全具有不可忽视的影响。

　　1.2保水开采技术

　　金属矿山在开采阶段容易出现地下水的大量涌出，直接威胁到作业人员的人身安全，还会对矿区地质构造的稳定性造成不利的影响。在此前提下，引进保水开采技术可有效防止地下水涌出导致的人身伤害。具体需要利用自动排水设备来抽排地下水，或者采用“抽排与开采作业同步进行”的操作方法。技术人员还应密切关注矿区地表塌陷的安全隐患，在众多的保水开采方案中选取最有利于水资源节约的一种实施形式，充分发挥保水开采技术在保护农田、开发与利用铁矿资源等方面的作用[2]。

　　1.3尾砂、废石的综合利用技术

　　金属矿山开采作业过程中会产生大量尾砂与废石，相关企业需通过有效措施对其进行回收并转化为再生资源；现阶段，尾砂与废石的回收利用技术手段丰富，可有效避免固体废弃物在矿区地表大量堆积，并最大限度降低尾矿溃坝、泥石流等灾害的发生风险。具体需将以尾砂、废石为主的采矿废弃物集中转运并统一填充至指定区域，以此避免采空区顶板坍塌、废弃物引发的水源与土壤污染等问题，维护金属矿山开采作业区域的生态平衡稳定[3]。

　　2绿色开采技术的特征

　　2.1无害化

　　“无害化”被视为矿山绿色开采技术的最关键特征，集中体现在矿区污染控制、环境兼容性提升、灾害预警与防范等方面。相关企业在开采金属矿产资源的过程中，应当充分考虑生态环境的承受限度，并采取行之有效的减灾防灾做法。在无害化的指导原则下，相关企业应重视采取末端治理的可行性方案，着眼于维护人员安全和财产完整，进一步提升企业的经济效益[4]。依据无害化的金属矿山开采指导原则，应加强灾害预警，并需要妥善处置有害的固体污染物。例如，在金属矿产开采的实施阶段，配合采用地质灾害的自动探测手段，还要充分发挥通风降温技术、地压控制技术的保障作用。在化学手段与生物手段相结合的基础上，采取无害化与减量化的金属矿山开采安全保障措施。

　　2.2自动化

　　近年来，人工智能技术已经被广泛应用于金属矿山的绿色开采，其中典型表现为物联网传感器、信息技术模型等技术手段的采用。现阶段的金属矿山开采作业规模普遍较大，相关企业只有重视物联网探测设备的引进与应用，才能够在根源上解决矿山开采中的安全隐患问题，为矿山开采营造更加安全、高效的实施环境。将信息技术应用于金属矿山的开采作业，还应当体现在全面探测地质环境的异常情况，以此为依据调整矿山开采方案，避免给企业带来重大的经济损失。

　　2.3协同化

　　金属矿山开采如果要充分体现可持续发展的指导原则，则不能够忽视各工序、各机构之间的有序衔接。与传统的金属矿山开采实施形式相比，建立在工序协同之上的绿色开采方案更能够支持信息资源的共享，从而为金属矿山的井下无人机作业、大型液压设备与机电设备的协同作业提供广阔空间。例如，在可编程逻辑控制器（PLC）技术平台的支撑下，处于不同工序、不同阶段的作业人员能够实现有机的配合，打造“无缝衔接”的金属矿山绿色开采方案，并能够进一步发挥自动传感技术工具的价值[5]。

　　3绿色开采技术的实际应用

　　3.1工程概况

　　某地区铁矿床属于大型铁矿群，该矿区的平均宽度达到5.7km，东西走向的延伸总长度为30.2km。该矿区目前已经探明的铁矿资源储量丰富，金属矿区的矿带埋藏深度达到70m。该矿区开采工作主要面临地表大量覆盖村庄与农田的问题，并且位于矿体上部的第四系地层平均厚度较大，从而对地表塌陷的防范工作提出较高要求。以上铁矿采区的地势相对平坦，其中的第四系含水组主要由厚度不等的砂层与砾石组成。具体在实施矿区开采作业之前，技术人员首先采取预先切顶的措施，对富水层与潜水层实施集中改造。此外，该采区的部分矿体赋成于岩浆岩与奥陶系顶板相结合的区域，对此需要采用短错杆、长错索联合支护等一系列措施作为保障。

　　3.2开采方案

　　矿山开采企业充分考虑不良地质条件引发的采矿过程影响，拟通过引进绿色开采技术加以完善。具体需要安排专门人员负责运送尾砂与废石，将其存放至指定的场所区域，并需要加强对尾砂基质的改良与重构[6]。在此前提下，技术人员主要利用木板墙、固定木桩、渗水性好的土工布等材料，集中针对压实尾砂层添加一定比例的基质改良剂，使得改良后的矿区尾砂层更易投入资源循环利用，从而在根源上减轻了矿区固体废弃物引发的土壤与水源污染。由于传统的进路填充、水平分层填充方法已不再适用于地质条件特殊的金属矿山开采，因此，对于此种形式的金属矿山开采需采取因地制宜的改造方案，主要考虑采用无沉降的绿色开采技术手段作为保障。金属矿山开采中的尾砂基质改良与生态重构模型，如图1所示。

　　3.3应用成效

　　通过采取上述无害化处理方案，有效保障了金属矿山开采作业的安全实施，体现了维护矿区生态平衡的转型目标。经过评估得出的矿区粉尘控制率、废水排放控制率、矿区植被覆盖率、土地复垦率等指标均符合行业监管规定的要求，其中矿区粉尘控制率高达95%。铁矿开采企业还成功应用了绿植覆盖的矿区土壤改良方案，在减轻生态污染的同时，将矿区现有的自然生态资源转化为可持续、可再生的全新能源。

　　4绿色开采技术的优化措施

　　4.1改进尾砂充填工艺

　　将绿色开采技术合理应用于金属矿山开采，关键是要转化利用尾砂等固体废弃物，在改进尾砂充填工艺的基础上优化资源配置。基于此，矿山开采企业应结合矿区的实际情况设立尾砂充填站，做到妥善处置尾砂的固体废弃物，将其转化为可再生的矿山开采资源，如图2所示。在金属矿开采中，如果单纯利用传统模式下的尾砂胶结分级填充系统，则无法对填充浆料实施高倍线、长距离的自流传输，还会对填充体的质量产生不利影响[7]。为此，技术人员结合金属矿工程的开采特征，初步创建全尾砂填充系统：该系统的核心部分在于浓密机，在处理全尾砂浆中增加了絮凝剂作为辅助，并通过制备底流高浓度砂浆，然后利用浓密机上方的叠层设置倾斜组板，使溢出流体更加澄清。技术人员只需要启动仓底设置的均质活化造浆系统，就可以对高浓度的全尾砂浆实施间歇性的整仓扰动处理。

　　技术人员通过对金属矿开采所形成尾废实施科学、高效的处理，能够显著降低金属矿山开采引发的环境污染风险，提高尾矿资源的利用率。技术人员还需要加强对尾矿处理设施的运维养护，做到及时察觉尾砂填充装置的安全隐患，在全面强化设备运维监督的基础上，发挥尾砂充填站等设备的最大化效能。例如，某铁矿开采区域分布着较为密集的地下水，该矿区的地表地势较为平坦，蕴含储量丰富的地下水资源。以上因素导致的影响，决定了金属开采区域易发生地下水异常涌出、采空区地表沉降等事故。相关部门对于特殊的矿区地质条件引发高度的警惕，采取因地制宜的处置方案进行解决。具体针对矿区地下水的涌出量较大、尾矿库的库容趋近饱和等因素，遵循绿色开采的指导原则来布置止水帷幕，配合采用加密注浆的优化方案。

　　4.2建构地表监测系统

　　金属矿山开采全过程中的地表监测系统，主要利用物联网技术仪器作为辅助，其能够密切监测并反馈自然灾害的发生，从而为金属矿山的安全有序开采打下良好的基础。当前金属矿山开采企业应加强对地表监测系统的重视，在准确计算相关参数指标的基础上，结合矿区的实际地质条件加以完善。构建金属矿山开采的物联网地表监测系统，还应当充分考虑矿区地表结构的动态变化规律，依托物联网监测设备来获取实时性的测试结果。在全面加强地表生态隐患勘测的同时，结合实际情况扩大绿色植被的栽培面积，充分利用矿山地表的绿化带来实现防风固沙的目标。一般情况下，适合种植在矿区地表的绿色植被主要为抗风、抗旱性能较好的高大乔木类植被，此外还包括一部分低矮的灌木类植被。基于此，矿区开采企业人员需结合矿山绿化的基本需求进行合理的选择，并需要定期评估矿山绿化改造的实施成效。

　　例如，某铁矿山的矿体岩层接触带目前已呈现破碎的趋势，导致该矿山的矿体结构稳定性较差。该金属矿山的铁矿资源主要赋存于岩溶裂隙较为发育的部位，客观上增加了金属矿山开采的作业难度。基于以上的特殊情况考虑，拟采用分布式的物联网传感监测仪器，旨在打造全天候、立体化的金属矿山地质环境监测网络。在物联网监测设备的辅助下，企业人员能够准确捕捉矿区地下水位的实时变化情况，从而做到及时察觉地下水位的异常变化，避免给企业增加效益损失。

　　4.3全面防范事故隐患

　　针对金属矿山的绿色开采技术实践，其核心出发点在于系统性保障人员安全与生态环境可持续性。以铁矿山开采为例，其开采面临复杂地质条件与多变气候的叠加影响，滑坡、塌陷等安全隐患频发，因此需构建动态监测网络，实时追踪矿区地质稳定性、水文变化及气象风险，并据此灵活优化开采方案，实现风险前置管控。同时，在技术实施层面，需贯彻精细化绿色开采理念，重点推进三大方向：一是推广无废开采模式，通过矿石分选、尾矿回填等技术实现资源全利用，减少废弃物堆积；二是强化井下水资源循环管理，采用智能节水设备与废水净化系统，严控生产用水量；三是依托人工智能技术优化开采流程，显著降低人力与能耗成本。同时，加快研发自动化充填设备，提升尾矿处理效率，减少对传统尾矿库的依赖，从而节约库区建设与维护费用。

　　例如，对于平原地区的“浅埋岩溶大水矿山”的无害化绿色开采实践，企业充分考量该矿区的特殊地质构造，秉持无害化开采与资源循环利用相结合的指导思想，通过构建“温克尔地基模型”来推演不良地质条件的潜在影响。在此基础上，技术人员量化矿区地质结构的破坏形式、受力分布的均匀度等指标，并结合实际情况建立了完整的“防水顶柱模型”。矿山开采部门通过实施上述创新方案，有效维护了一线作业人员的安全与健康，并妥善解决了金属矿山开采中长期存在的地质灾害风险与资源利用效率偏低等问题，推动金属矿山的开采作业朝着无害化、精细化的方向转型。

　　5结束语

　　综上所述，金属矿山开采如果要实现最大化的工程效益目标，则不能够缺少绿色开采技术作为支撑。近些年来，绿色开采技术在金属矿产资源开发方面的应用成效更加显著，但总体上仍然存在有待完善之处。因此为了更好发挥绿色开采技术的功能作用，相关部门需坚持因地制宜的指导原则，进一步加强对金属矿山地质条件的勘察；并应当充分利用人工智能的建模辅助手段，密切重视隐蔽性的矿山地质灾害风险，切实维护人员与财产的安全。

参考文献

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　　［2］买买提沙依提·依坎白尔迪，李*，文强，等.绿色开采技术在金属矿开采中的应用探索［J］.中国金属通报，2025（8）：89-91.

　　［3］陈上，杜佳林，杜远鹤，等.基于CCUS-EOR技术的陆相页岩油藏绿色开采经济与环境效益优化模型［J］.油气地质与采收率，2025，32（4）：104-115.

　　［4］赵旭光.“双碳”新形势下煤炭绿色开采经济性分析及展望［J］.内蒙古煤炭经济，2025（14）：80-82.

　　［5］梁跃冲，刘建宇.大采高综采工作面绿色开采与能效优化研究［J］.内蒙古煤炭经济，2025（13）：172-174.

　　［6］张传玖，罗文，孟永兵，等.神东矿区亿吨矿井群智能绿色开采研究与实践［J］.煤炭科学技术，2025，53（8）：56-86.

　　［7］王*.试析绿色开采技术在金属矿山开采中的运用［J］.世界有色金属,2023（8）：199-201.