有色金属矿集区协同采矿理论与实践.pdf

有色金属矿集区协同采矿理论与实践 ① 周科平１， 邰艳芝１， 潘 征１， 韦 军２ （１．中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 ４１００８３； ２．河池五吉有限责任公司，广西 河池 ５４７０００） 摘 要 为加快实现我国有色矿集区矿产资源的集约安全高效开采，从个旧矿集区矿产资源开发利用出发，针对国内矿产资源 “多、小、散”的赋存特点和管理粗放、集约化程度低的开发方式，总结提出了矿集区协同采矿理论体系，包含五律协同采矿理论、多 尺度协同采矿理论、时空协同采矿理论。 在该理论的指引下，个旧矿集区整合矿集区矿产资源，优化生产系统网络，革新缓倾斜复 杂难采矿体采矿方法，开发矿山信息化、集约化关键配套技术，构建了区域矿山协同采矿模式。 工程实践表明区域矿山协同采矿 模式具有巨大的经济效益和良好的推广价值，为我国中小型矿集区规模化、集约化开采指明了方向，对我国采矿科学技术进步做出 了重要贡献。 关键词 区域矿山； 有色金属； 协同采矿； 矿集区； 集约； 采矿工程 中图分类号 Ｆ４０６．３文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２０．０５．０３４ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０２０）０５－０１３９－０７ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ Ａｒｅａ ＺＨＯＵ Ｋｅ⁃ｐｉｎｇ１， ＴＡＩ Ｙａｎ⁃ｚｈｉ１， ＰＡＮ Ｚｈｅｎｇ１， ＷＥＩ Ｊｕｎ２ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｅｃｈｉ Ｗｕｊｉ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｈｅｃｈｉ ５４７０００， Ｇｕａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ， ｓａｆｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ′ｓ ｎｏｎ⁃ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ ａｒｅａｓ， ａ ｔｈｅｏｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｏｓｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ ａｒｅａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎ Ｇｅｊｉｕ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ ａｒｅａ， ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｂｅｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ， ｓｃａｔｔｅｒｅｄ ａｎｄ ｉｎ ａ ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ， ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｖｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ， ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐａｃｅｓ ａｎｄ ｔｉｍｅ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｈｅｏｒｙ， ｔｈｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｇｅｊｉｕ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ ａｒｅａ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ， ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ， ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ｔｈｏｓｅ ｇｅｎｔｌｙ⁃ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｏｒｅｂｏｄｙ ｂｅｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｆｏｒ ｍｉｎｉｎｇ， ｋｅｙ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｍｉｎｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ． Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ａ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｍｉｎｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ａｐｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｍｉｎｅｓ ｃａｎ ｂｒｉｎｇ ｈｕｇｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ａｎｄ ｉｓ ｗｏｒｔｈｙ ｏｆ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｉｔ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｏｓｅ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ⁃ｓｉｚｅｄ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ ａｒｅａｓ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｍａｋｅｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ′ｓ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｍｉｎｅｓ； ｎｏｎ⁃ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌｓ； ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍｉｎｉｎｇ； ｍｉｎｅｒａｌ ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ ａｒｅａｓ； ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ； ｍｉｎｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 在社会经济发展中，矿业占据着举足轻重的地位。 矿产资源为人们生活提供了基本物质与能源保障，是 人类社会发展的重要基础。 人类所耗费的自然资源 中，矿产资源占 ８０％以上，地球上每人每年要耗费 ３ ｔ 矿产资源［１］。 采矿工程是一个多系统协同、非线性、 复杂的系统工程，涉及资源、社会、环境、经济、技术、装 备、工序、人员、安全等诸多因素，不同因素之间相互协 调、相互配合、相互制约，形成大小不同、属性不一的子 ①收稿日期 ２０２０－０４－０６ 作者简介 周科平（１９６４－），男，湖南衡阳人，教授，博士研究生导师，主要从事采矿与岩石力学方面的研究工作。 通讯作者 潘 征（１９９５－），男，河南商丘人，硕士研究生，主要研究方向为地下金属矿山集约高效安全开采技术与岩石力学。 第 ４０ 卷第 ５ 期 ２０２０ 年 １０ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．４０ №５ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０２０ 万方数据 系统，采矿作业就是以矿石资源开采为共同目标，各子 系统按照一定的方式相互作用、协调配合、相辅相成的 过程。 在这个复杂开放的系统工程中，各子系统或子 系统组成因素相互作用，形成矿石开采整体运行机制， 采矿效率就是各子系统或子系统组成因素之间协同度 的表征。 采矿科学技术和装备工艺的进步带来了采矿 效率的提高，却忽略了对矿产资源开采过程中系统间 协同效应研究。 然而，采矿工程本身就是各系统及其 因素之间协同作用的过程，因此，研究采矿工程中的协 同效应有利于采矿效率的进一步提高，对采矿行业的 进步大有裨益。 １ 协同采矿理论的发展及意义 协同效应是指复杂开放系统中大量子系统之间和 谐正向配合和相互作用而产生的整体效应。 纵然协同 效应一直贯穿于采矿工程始终，却一直没有引起人们 的重视，直到 ２０ 世纪 ６０ 年代 Ａｎｓｏｆｆ 教授首次提出了 协同理论［２］。 ２００６ 年，在协同理论的基础上，文献［３］ 综合审视了 ２１ 世纪之前国内矿业无序低效开发的态 势，深思了资源开采对环境的负效应，面向 ２１ 世纪矿 业提出了“采矿环境再造”这一学术思想，突破传统采 矿思想约束，通过一定技术手段，改造矿体赋存地质环 境，改善矿床开采技术条件，达到安全高效绿色开采的 目的，开发了采矿环境再造技术体系。 ２００９ 年，陈庆 发基于采矿环境再造思想提出了“协同采矿”这一科 学命题［４］。 此后，不断有学者完善协同采矿理论体系 并指导采矿生产实践［５－１１］。 此外，在露天转地下采矿 工程 方 面， 协 同 采 矿 理 论 与 技 术 得 到 了 大 量 应 用［１２－１５］。 时至今日，协同采矿理论不断深入发展，开 发了大量协同采矿关键技术，极大地丰富了我国采矿 工程理论体系。 我国矿产资源的主要特点是大、中型矿床少，小型 矿床多，贫矿多，富矿少，分布极不均衡，形成了不少以 “多、小、散”矿群为特征的矿集区，如云南个旧矿集 区、广西大厂矿集区、河池五吉矿集区、内蒙古正镶白 旗矿集区。 整体较差的天然禀赋给矿产资源开发利用 过程中的采、选、冶等带来了一系列困难，“大矿小勘” “小矿小开”的粗放型开采模式直接导致了我国资源 综合利用率低，矿山生产效率低，安全事故频发，资源 浪费严重，环境问题突出。 经过数十年的强化开采，多 数矿山资源几近枯竭，新增储量青黄不接，严重制约着 我国矿业的可持续发展之路。 因此，研究探索矿集区 资源高效协同采矿模式，开发矿产资源集约化开采关 键技术，实现矿集区矿产资源规模化、集约化、安全、高 效开采，是保障我国矿产资源供应的必由之路。 ２ 有色金属矿集区协同采矿理论 ２．１ 矿集区五律协同采矿理论 “五律”是指自然规律、环境规律、技术规律、经济 规律和社会规律，文献［１６］认为五律不仅具有独立 性，还存在着复杂的相互作用，共同制约着人类的生存 和发展。 当五类规律的作用目标一致时，它们会同向 作用，协同发力，更高效地实现目标，这种状态称为五 律协同。 对于矿业而言，采矿工程是一个相当复杂的大系 统，矿集区五律协同采矿是指协调整合矿集区内自然、 环境、技术、经济和社会等因素的内在联系和矛盾，形 成时间上、空间上和层次上的有序结构，以安全绿色经 济高效为目标，同向协力开采矿产资源。 １） 自然规律。 矿集区内自然资源禀赋是进行矿 石开采的基本条件和物质基础，影响矿产资源开发的 主要因素有地形、地貌、地质条件、储量、数量、位置、赋 存状态、岩石质量、温度、气候、水土状况等。 虽然，随着 科学技术的进步，人们改造自然条件的能力大大提高， 但自然规律依然是影响矿产资源开发的关键因素之一。 ２） 环境规律。 绿水青山就是金山银山，矿石开采 不能以牺牲环境为代价，采矿活动对矿集区的自然生 态、景观风貌、环境承载力提出了挑战，人与环境的和 谐是矿业发展的必然要求。 ３） 技术规律。 技术源于人们对自然规律的认知， 在很大程度上决定了矿集区资源开采效率，是实现目 标的重要保障。 技术规律涵盖开采技术、支护技术、充 填技术、爆破技术、环境再造技术、运输技术、选矿技 术、监控监测技术等方面，技术与自然、环境、经济、社 会的联合作用对高效开采至关重要。 ４） 经济规律。 经济规律是推动、制约和平衡采矿 活动的最根本因素，也是技术进步的最主要动力。 经 济与自然、环境、技术、社会存在密不可分的联系，是矿 集区资源开发的出发点和最终目标。 ５） 社会规律。 矿集区覆盖面积大，涉及人员多， 涉及方面广，必然对该区域社会规律造成一定的影响。 矿集区产业变革、周边人员就业、地区协调发展、区域 经济水平、城市社会影响等都与资源开发有着密不可 分的联系。 五类规律不仅遵守着各自的作用，彼此间也相互 作用自然是矿集区协同采矿的物质基础，经济是矿集 区协同采矿的动力牵引，社会是矿集区协同采矿的组 织力量，技术是矿集区协同采矿的支撑体系，环境是矿 集区协同采矿的约束条件。 因此，五律协同是矿集区 ０４１矿 冶 工 程第 ４０ 卷 万方数据 集约安全高效开采的必要条件和最终归宿。 ２．２ 矿集区多尺度协同采矿理论 采矿系统是一个由大量子系统组成的复合系 统［１７］，通过子系统间的协同作用，形成具有矿石开采 功能的自组织结构，从而在宏观尺度上呈现出有序状 态，这正是协同学研究的内容。 采矿系统的复杂性在 于它的系统结构涉及宏观尺度、中观尺度和微观尺度 等多尺度主体系统，且每个主体系统都嵌套了多个次 级子系统、三级子系统，彼此间呈现出非线性特征。 采 矿系统也不是一个孤立的封闭系统，它根植于外部环 境系统之中，对外部系统的政策、技术、经济、装备、信 息等参量的掺入做出自组织性回应，平衡系统，实现内 外协同。 矿集区多尺度协同采矿（见图 １）就是将矿集区矿 产资源的开发作为一个统一体，在不同尺度上关注不同 子系统以及彼此间的关系流，使得各子系统协同运作， 达到矿产资源集约、安全、高效、绿色、经济的开采目的。 /. DB .; 7; * 3 - 002 9B, 10 -D2 .;;2 45 . G 5 1.; D. /; 53,; 3;B 309,*,3 0B9-520 .3    图 １ 矿集区多尺度协同采矿示意图 在宏观尺度上，关注点在于矿集区内的资源、经 济、社会、环境、人口等子系统，协同的内涵在于规划整 体布局，摆脱各子系统相对独立运作的状态，形成整体 联动效应。 在中观尺度上，关注点在于矿山主要生产系统，协 同的内涵在于实现开采系统输出较高的协同效应，形 成高协同度的开采辅助系统网络。 在微观尺度上，关注点在于采场的生产技术条件， 协同的内涵在于合理调配各工序，达到安全高效回采 的目的。 不同成矿作用下矿集区的资源禀赋不尽相同，不 同尺度上的关注点和协同的内涵可能略有差异，但矿 集区协同采矿的尺度效应是客观存在的。 各尺度之间 不是相对独立的，而是高度协同的。 宏观是中观和微观 的蓝图，中观和微观是宏观设计的基础，不同尺度间的 物质流、能量流和信息流的相互渗透、相互交叉和相互 反馈，使整个采矿系统始终处于动态平衡的有序状态。 ２．３ 矿集区时空协同采矿理论 要实现矿集区“多、小、散”矿体集约高效协同采 矿，就必须将区域内矿产资源作为一个整体谋划，这是 协同采矿的基础和前提。 矿集区协同采矿不是一蹴而 就的，它需要找寻一个合适的时机，过早或过晚都会增 加经济成本，它是一个各子系统与组成因素之间时空 协同作业过程。 在时间上，矿集区时空协同是资源配置在时间顺 序、时间间隔上的合理分配，其目的是在时间上实现各 因素之间和谐的、正向的最优化配合。 围岩支护时空 协同示意图见图 ２。 由图 ２ 可知，围岩支护的最佳时 机是在协同点位置，早于协同点支护，围岩自身承载力 相对较小，支护结构承受的荷载较大；晚于协同点支 护，围岩产生较大变形，自身承载力降低，同样需要较 大支护力；只有在协同点支护才能最大限度的发挥围 岩的自身承载力，支护结构承担围岩本身无法平衡的 那部分围岩应力，从而使支护荷载最小化，工程量更加 经济合理。 A4P U1 U0 PE0 Pmin AU D/ A4; .-30. C20,.3 *-85 *B/.-29*319*9B3 *0B/5 0*39B5-9 9 A/ *89B*/3 9B30B/633 */ A0; C/ DC.23*B43;B; 0; /9-B63.2A/ *9B,9-5A/0; 9B,985A/0; *9B;DB;23A0; ;C9D;0; -0BD20; 29/0200; 3/2BB43;/*,;D10D.D0; A2084AD/;,C *,3A80 203;B;D6, ,39600 km265*3; DD;2 *55;2 9- 69- D9-99 *3 62, D9 3,.; 13 2,,.;9,3 9 B 3 ; 2 3 0 . 图 ５ 区域矿山时空协同采矿整体架构 破解了大区域井下窄轨长距离大运量的快速运输难 题，运输能力从 ６ ３００ ｔ／ ｄ 提高到 １１ ０００ ｔ／ ｄ；淘汰低效 高耗设备 ２ ９００ 台套；固废资源化提高 ４３．７％；废水利 用率提高 ４９．４％，年均增加水资源利用量 ４８０ 万立方 米。 １１ 年间，新增金属总量 ２４４ 万吨，盘活低品位矿 １ ６００ 万吨，延长矿山服务年限 ２４ 年，新增产值 ６６．５３ 亿 元，利润 ２９．３２ 亿元。 云锡从国家首批资源危机矿山 转变为锡资源保有量世界第一、锡产销量连续 １０ 年稳 居世界第一的龙头企业。 区域矿山协同采矿模式整合了矿集区的矿产资 源，实施采选产能合理配置，淘汰落后产能，简约生产 辅助系统，显著提高了产业集中度，实现了中小矿山规 模化开发利用。 区域矿山模式为我国众多矿集区内相 对分散的中、小型矿体的开采创造了一种集约化开采 的新模式，开拓了中小型矿山的可持续发展之路。 ４ 讨 论 １） 采矿工程绝不是单一学科理论和知识的运用， 而是一项复杂的综合实践过程，它具有很大包容性和 与时俱进的创新性，它在不同时代具有不同科学内涵。 这是一个学科交叉、不同层次交叉的采矿新时代。 新 时代背景下对采矿的整体要求不断提高，仅仅依靠传 统采矿科学的单一思维很难带来采矿技术的革新，因 此，采矿工程与其他学科、理论体系的交叉研究必定是 未来采矿的重要课题。 ２） 采矿工程并不是单纯科学理论的简单堆砌和 剪贴拼凑，也不是相关技术的直接应用，而是资源、经 济、环境、技术、社会等诸多要素的集成、优化和协同， 这也是本文提出五律协同采矿理论的原因。 有色金属 矿集区协同采矿理论是一个复杂的理论体系，其根本 目的是指导采矿实现资源效益、经济效益、环境效益、 技术效益和社会效益的最大化。 当然，本文提出的五 律协同采矿理论、多尺度协同采矿理论和时空协同采 矿理论还需要进一步细化和完善。 ３） 小矿小开的粗放型开发模式必定限制了采矿 技术的发展和装备工艺的进步，其应对自然灾害和经 济风险的能力有限，韧性不足。 把一定区域内矿产资 源集聚起来协同采矿，将大大增加采矿效率和资源开 发的可持续性。 ４） 矿山生产模式不断更新，采矿业向规模化、集 约化、协同化方向发展，开始迈入智能化新阶段。 智能 采矿背景下，矿集区协同采矿必定迈上新征程。 ５ 结 论 １） 为解决有色金属矿集区技术装备水平低、采矿 工效不高、资源浪费严重等问题，针对性提出了矿集区 协同采矿理论体系，包含五律协同采矿理论、多尺度协 同采矿理论、时空协同采矿理论，是对矿集区资源集约 高效利用的有效探索。 ２） 个旧矿集区区域矿山模式是有色金属矿集区 协同采矿理论的有效实践，取得了显著的经济效益。 个旧区域矿山的建设增强了矿集区内应对矿业经济风 险的韧性，增强了矿业发展的可持续性、应对重大灾害 的可恢复性。 ３） 有色金属矿集区协同采矿理论体系打破了 “多、小、散”矿群粗放开采困局，为中小型矿体集聚区 域的开发指出了一条规模化、集约化、安全高效开采的 可持续发展新道路，对我国矿产资源高效利用及其技 术革新具有积极影响。 参考文献 ［１］ 中国地质调查局国际矿业研究中心． 全球矿业发展报告［Ｒ］． 北 京中国地质调查局， ２０１９． ［２］ 陈庆发． 金属矿床地下开采协同采矿方法［Ｍ］． 北京科学出版 社， ２０１８． ［３］ 周科平，古德生． 采矿环境再造理论方法及应用［Ｍ］． 长沙中南 ４４１矿 冶 工 程第 ４０ 卷 万方数据 大学出版社， ２０１２． ［４］ 陈庆发． 协同采矿方法的发展及类组归属［Ｊ］． 金属矿山， ２０１８ （１０）１－６． ［５］ 郭晓强，皇甫风成，王 果，等． 阿舍勒铜矿微震监测系统建设与 应用研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１９，３９（６）２９－３４． ［６］ 张袁娟，孔德增． 不同岩性对爆破振动效应影响研究［Ｊ］． 矿冶工 程， ２０１９，３９（５）６－８． ［７］ 谢学斌，谢和荣，田听雨，等． 开挖扰动下矿柱损伤破裂失稳细观 机制研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１９，３９（２）３０－３６． ［８］ 李 啸，汪仁建，李秋涛，等． 深部环境下岩石声发射地应力测试 及其应用［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１９，３９（２）１９－２３． ［９］ 陈 阳，许梦国，程爱平，等． 程潮铁矿崩落法和充填法协同开采 方案优化研究［Ｊ］． 矿业研究与开发， ２０１７，３７（１１）１－４． ［１０］ 肖 珷． 千米深井保护层协同开采技术研究与应用［Ｊ］． 能源与 环保， ２０１８，４０（４）１６５－１７１． ［１１］ 邱华富，刘 浪，王 美，等． 金属矿采矿⁃充填⁃建库协同系统及 充填储库结构［Ｊ］． 石油学报， ２０１８，３９（１１）１３０８－１３１６． ［１２］ 张要贺，盛 佳，尹旭岩． 深部大矿段连续开采工序与装备时空 协同系统［Ｊ］． 采矿技术， ２０１９，１９（４）９６－１００． ［１３］ 刘 刚． 露天铁矿多采区协同开采资源配置优化的现状分析［Ｊ］． 绿色环保建材， ２０１９（８）５９－６１． ［１４］ Ｆａｎ Ｘ， Ｒｅｎ Ｆ， Ｘｉａｏ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｏｐｅｎｃａｓｔ ｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ２０１８，２５ （７）１８１３－１８２４． ［１５］ 李建华，刘俊龙，樊保龙，等． 某铁矿采空区治理与露天开采协同 技术应用实践［Ｊ］． 现代矿业， ２０１８，３４（１２）２１６－２１８． ［１６］ 柏益尧． 五律协同原理［Ｍ］． 北京科学出版社， ２０１０． ［１７］ 高 峰，周科平． 区域矿山建矿的系统观模式分析［Ｊ］． 金属矿 山， ２０１６（７）５４－５７． 引用本文 周科平，邰艳芝，潘 征，等． 有色金属矿集区协同采矿理论 与实践［Ｊ］． 矿冶工程， ２０２０，４０（５）１３９－１４５． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第 １３８ 页） ［５］ Ｓａｎｔｈａｎａｍ Ｒ， Ｒａｍｂａｂｕ Ｂ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｐｉｎｅｌ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ， ２０１０，１９５ （１７）５４４２－５４５１． ［６］ Ｃａｂａｎａ Ｊ， Ｃａｓａｓ⁃Ｃａｂａｎａｓ Ｍ， Ｏｍｅｎｙａ Ｆ Ｏ， ｅｔ ａｌ． Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ⁃Ｓｔｒｕｃ⁃ ｔｕｒｅ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉ⁃Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ ＬｉＮｉ０．５⁃ Ｍｎ１．５Ｏ４［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１２，２４（１５）２９５２－２９６４． ［７］ Ｄｕ Ｇｕｏｄｏｎｇ， Ｙａｎｎａ Ｎｕｌｉ， Ｙａｎｇ Ｊｕｎ， ｅｔ ａｌ． Ｆｌｕｏｒｉｎｅ⁃ｄｏｐｅｄ ＬｉＮｉ０．５⁃ Ｍｎ１．５Ｏ４ｆｏｒ ５ Ｖ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ， ２００８，４３（１２）３６０７－３６１３． ［８］ Ｙｉｎ Ｃｈｅｎｇｊｉｅ， Ｚｈｏｕ Ｈｏｎｇｍｉｎｇ， Ｙａｎｇ Ｚｈａｏｈｕｉ， ｅｔ ａｌ． Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ｆｏｒ Ｌｉ⁃Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ｂｙ ｔｈｅ Ｍｅｔａｌ⁃Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］． Ａｃｓ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ， ２０１８，１０（１６）１３６２５－１３６３４． ［９］ Ｇａｏ Ｊｉａｎ， Ｌｉ Ｊｉａｎｊｕｎ， Ｓｏｎｇ Ｆｕ， ｅｔ ａｌ． Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ ｓｐｈｅｒｉ⁃ ｃａｌ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］． Ｍａ⁃ ｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， ２０１５，１５２１７７－１８２． ［１０］ Ｓｉｖａｋｕｍａｒ Ｐ， Ｎａｙａｋ Ｐ Ｋ， Ｍａｒｋｏｖｓｋｙ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｎｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎ⁃ ｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ａｎｄ ｉｔｓ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｓ ａ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ５ Ｖ Ｌｉ⁃ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］． Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｏｎｏｃｈｅｍ⁃ ｉｓｔｒｙ， ２０１５，２６３３２－３３９． ［１１］ Ｃｈｅｎ Ｚｈａｎｊｕｎ， Ｚｈａｏ Ｒｕｉｒｕｉ， Ｌｉ Ａｉｊｕ， ｅｔ ａｌ． Ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ ｏｒｄｅｒｅｄ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ｓｐｉｎｅｌ ｗｉｔｈ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ ｅｘ⁃ ｔｒｅｍｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ， ２０１５，２７４２６５－２７３． ［１２］ Ｙａｎｇ Ｓｈｉｆｅｎｇ， Ｒｅｎ Ｗｅｎｆｅｎｇ， Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎ． Ｆａｃｉｌｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｐｉｎｅｌ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｉｎｇ Ｍ２（ＯＨ）２（Ｃ８Ｈ４Ｏ４）⁃ｃｌａｓｓ ｍｅｔａｌ⁃ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ［Ｊ］． Ｉｏｎｉｃｓ， ２０１７（４）１－１２． ［１３］ Ｔａｅ⁃Ｈｙｕｎｇ Ｃｈｏ， Ｙｕｋｉ Ｓｈｉｏｓａｋｉ， Ｈｉｄｅｙｕｋｉ Ｎｏｇｕｃｈｉ． Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｙｅｒｅｄ ＬｉＭｎ１／ ３Ｎｉ１／ ３Ｃｏ１／ ３Ｏ２ａｓ ａ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂｙ ａｎ ｏｘａｌａｔｅ ｃｏ⁃ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ， ２００６，１５９（２）１３２２－１３２７． ［１４］ 牛萍健，谢 天，袁 安，等． 锂离子电池正极材料 ＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２⁃ Ｍｎ０．２Ｏ２的研究进展［Ｊ］． 功能材料， ２０１８，４９（１２）１３－２２． ［１５］ Ｌｉ Ｙｕｓｈａｎ． ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４Ｐｏｒｏｕｓ Ｍｉｃｒｏ⁃ｃｕｂｅｓ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ａ Ｆａｃｉｌｅ Ｏｘａｌｉｃ Ａｃｉｄ Ｃｏ⁃ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ａｓ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｌｉｔｈｉｕｍ⁃Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１９２８２２－２８３２． ［１６］ Ｊｉｎ Ｙｉｃｈｕｎ， Ｄｕｈ Ｊｅｎｑ⁃Ｇｏｎｇ． Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｐｏｌｙｍｅｒ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄ ｃｏ⁃ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｒａｔｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ２０１３，９３（１）７７－ ８０． ［１７］ Ｙａｏ Ｘｉａｏ， Ｗｅｉ Ｘｉａｎｇ， Ｚｈａｎｇ Ｊｉｂｉｎ， ｅｔ ａｌ． Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｐｉｎｅｌ ＬｉＮｉ０．５⁃ Ｍｎ１．５Ｏ４ａｓ ａｄｖａｎｃｅｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｖｉａ ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｏｘａｌａｔｅ ｃｏ⁃ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］． Ｉｏｎｉｃｓ， ２０１６，２２（８）１３６１－１３６８． ［１８］ 钟盛文，金 柱，梅文捷，等． 高容量锂离子正极材料 ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．３⁃ Ｍｎ０．２Ｏ２的制备与性能［Ｊ］． 电源技术， ２０１６，４０（１）２４－２７． 引用本文 杨强强，崔雅茹，李 倩，等． 共沉淀法合成镍锰酸锂正极材 料前驱体［Ｊ］． 矿冶工程， ２０２０，４０（５）１３４－１３８． ５４１第 ５ 期周科平等 有色金属矿集区协同采矿理论与实践 万方数据