铅锌矿矿体地质特征及开采技术分析

引言

铅锌作为重要的战略有色金属，广泛应用于冶金、化工、电子及新能源等领域，其资源保障能力直接关系国家工业体系安全。我国铅锌矿资源储量丰富但禀赋复杂，且随着浅部资源枯竭，开采深度普遍超过 800 米，部分矿山已达 1500 米以深。这种地质条件与开采现状导致传统开采技术面临资源回收率低、安全事故频发、生态破坏严重等突出问题。

一、铅锌矿矿体地质特征

1.1 矿体赋存地质背景

铅锌矿的形成与特定的地质环境密切相关。在区域地质构造方面，多分布于板块碰撞、俯冲等构造活动强烈地带，如我国滇黔桂地区处于扬子板块与华南板块结合处，复杂的构造运动形成了大量断裂与褶皱，为含矿热液的运移和沉淀提供了通道与空间。地层条件对铅锌矿成矿影响显著，寒武系、泥盆系等古老地层常是重要的赋矿层位，这些地层富含铅、锌等成矿元素，且沉积环境稳定，利于元素富集。在湖南水口山铅锌矿，矿体主要赋存于泥盆系碳酸盐岩地层中，岩石的化学性质活跃，在热液作用下，铅锌元素与碳酸盐发生化学反应，形成铅锌硫化物矿体。岩浆活动为成矿提供热源与物质来源，中酸性岩浆侵入周边地层，携带的热液与地层中的铅锌元素结合，促进矿体的形成与富集。

1.2 矿体形态与产状

铅锌矿矿体形态多样，常见的有层状、似层状、脉状等。层状和似层状矿体多形成于稳定的沉积环境，与地层产状一致，延伸稳定，规模较大，如内蒙古东升庙铅锌矿，矿体呈层状产出，沿走向延伸达数千米，便于大规模开采。脉状矿体则受断裂构造控制，呈不规则脉状分布，厚度变化大，规模相对较小，但矿石品位较高。矿体产状方面，走向、倾向和倾角差异明显。在地形平缓区域，矿体倾角较小，开采时需采用平缓的开拓巷道；而在山区，矿体倾角较大，适合采用竖井开拓。

1.3 矿石类型与结构构造

铅锌矿矿石类型丰富，主要有硫化矿和氧化矿。硫化矿以方铅矿、闪锌矿为主，品位较高，是目前主要开采对象，其选矿工艺成熟，通过浮选可有效分离铅锌矿物。氧化矿则是硫化矿在地表经长期氧化形成，常见菱锌矿、白铅矿等，选矿难度大，回收率较低。交代结构则表明后期热液对早期矿物的交代作用，反映成矿过程的复杂性。构造上，块状构造矿石矿物含量高、品位均匀，利于大规模开采；浸染状构造矿石矿物呈星散状分布，品位较低，需采用特殊选矿工艺提高回收率。了解矿石类型与结构构造，对合理选择开采方法和选矿工艺、提高资源利用率具有重要意义。

二、矿石化学成分与品位分布

2.1 铅锌矿开采技术

铅锌矿的矿石种类多，除主成矿元素铅（Pb）、锌 (Zn) ）外，常含有伴生元素银 (Ag) ）、铜 (Cu) ）、镉（Cd）、砷（As），伴生元素能提高矿石的经济价值，如铅锌矿富含银，除了可制取铅、锌外，还可获取银。不利方面是对于有害元素如砷、镉元素的增加要求选矿与冶炼过程要有较好的环境保护措施。对于铅锌矿的矿石品位有不均匀特征，即不同矿体同一走向有小差异，同一倾向有较大的差异。

2.2 露天开采技术

露采主要用于埋藏浅、规模大的铅锌矿，露天开采方法有穿爆法、采运和排土。其中穿爆分为穿孔爆破及装药两部分。在穿孔爆破方面，用牙轮钻机、潜孔钻机等钻孔设备、数码电子雷管等爆破技术对穿爆作业进行精确控制，从而可以减少爆破对周边环境的破坏。采装作业采用大型电铲、液压铲等采装设备进行矿石装载。

2.3 地下开采技术

对于埋藏较深或是地表条件不适宜开采的铅锌矿而言，一般采用地下开采，其中地下开采方法主要包括空场采矿法、充填采矿法以及崩落采矿法等。地下开采中的空场采矿法对矿石以及围岩的稳定程度要求较高，在其开采期间所留采空区主要依靠矿柱、围岩的自身稳定予以支撑，例如房柱采矿法主要是通过合理的设计矿房与矿柱，从而实现矿石的高效性开采。在当前使用较为广泛的充填采矿法主要是将尾砂、废石等填料填充于空区内部，一方面可对地压实现有效的控制，另一方面可对地表沉降问题得以优化，适用范围主要是在环境条件敏感的区域。

2.4 开采技术的选择与优化

根据不同矿体地质条件、开采条件、经济性、环保性等因素决定不同的采矿方法。急倾斜厚大矿体宜采用崩落法或充填法，缓倾斜薄矿体宜采用空场法开采。露天采矿初期投资高但其单位矿石采矿成本低，地下采矿投资成本相反需考量购置设备及巷道掘进等成本。

三、开采技术面临的挑战与发展趋势

3.1 开采技术面临的挑战

一是深部采矿难。随着铅锌矿山的加深，深孔开采会遇到地应力大、地压危害严重的地压灾害。复杂的地压管理条件下巷道变形，巷道安全行车困难；低品位脉型铅锌矿带范围大小不一，在单一的开采技术和开采方法下难以全面开采，在单一的开采技术和单一的采矿方案下难以对中低品位的原矿充分回收。因此，开采效益低下，且不利于后期处理。二是复杂矿体开采难度大。部分矿区由于地质构造复杂，复杂不规则的矿体形态、薄厚不均矿脉，难以选择适用的开采方法，造成资源无法充分利用，开采效率不高。

3.2 开采技术发展趋势

面对挑战，铅锌矿开采技术朝着智能化、绿色化方向发展。智能化开采技术成为趋势，通过物联网、大数据与人工智能技术，实现设备远程监控、智能调度和无人化作业，提高开采精准度与安全性。绿色开采技术不断创新，无废开采理念推动尾矿综合利用与高效充填技术发展，节能减排技术降低能耗与污染排放，生态修复技术助力矿山环境恢复。深部与复杂矿体开采技术也将迎来突破，新型破岩、支护技术的研发，有望解决深部开采难题。

结语

本研究系统剖析铅锌矿矿体地质特征与开采技术，揭示复杂地质条件下开采面临的效率、安全与环保难题。研究证实，精准把握矿体地质规律是优化开采的前提，智能化与绿色开采技术则是突破行业瓶颈的关键。未来需进一步深化深部开采技术创新，推动产学研协同，实现铅锌矿资源高效开发与生态保护的平衡，助力行业可持续发展。

参考文献

本研究系统剖析铅锌矿矿体地质特征与开采技术，揭示复杂地质条件下开采面临的效率、安全与环保难题。研究证实，精准把握矿体地质规律是优化开采的前提，智能化与绿色开采技术则是突破行业瓶颈的关键。未来需进一步深化深部开采技术创新，推动产学研协同，实现铅锌矿资源高效开发与生态保护的平衡，助力行业可持续发展。

参考文献

[1]马光辉.湖南省衡东县杨梅冲锡钨多金属矿体地质特征及勘探路径探索[J].世界有色金属,2020,(02):101-102.

[2]袁玎,胡斯琪.浅谈宜章县东风矿区矿体地质特征勘察研究[J].世界有色金 属,2017,(14):225-226.