現(xiàn)代采礦理念與充填采礦探析

楊春立++張國柱

摘 要：在礦產(chǎn)資源大規(guī)模開發(fā)的前提下，采用傳統(tǒng)采礦模式會在開發(fā)過程中排出大量固體廢料，如尾砂、冶煉渣、廢石塊等，這些固體廢料的排放會造成嚴重的環(huán)境破壞，甚至會引發(fā)各類事故。大規(guī)模開發(fā)礦產(chǎn)資源，排放的大量工業(yè)廢料、廢水、廢氣使環(huán)境污染嚴重，為此，加強礦山環(huán)保及礦山資源綜合利用的重要性和緊迫性受到人們越來越多的重視，并寄望于綠色采礦能有效解決這類問題。因此，在新形勢下，采礦模式應倡導綠色采礦。在綠色采礦中，礦山固體廢料充填采礦工藝是主體的支撐技術。

關鍵詞：現(xiàn)代采礦 充填采礦 綠色采礦

中圖分類號：C35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0091-01

1 傳統(tǒng)采礦理念

傳統(tǒng)采礦理念認為，采礦與礦區(qū)生態(tài)恢復和環(huán)境治理分屬于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中的兩個不同的工序。傳統(tǒng)采礦開發(fā)造成大量土地遭到不同程度的破壞，導致大量固體廢料堆放于地表、井下形成大量采空區(qū)、開采區(qū)地表塌陷等各類問題和安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，采礦所破壞的土地面積達到2萬平方公里以上。

2 綠色采礦

綠色采礦即為能最大程度地使廢料的產(chǎn)出和排放減少，資源綜合利用率全面提高，礦產(chǎn)資源開發(fā)所帶來的負面影響降低的采礦模式。它能最大限度地使采礦對環(huán)境和資源的不利影響減輕，進而使經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益達到最佳。

其基本內(nèi)涵有三個：首先，使資源的綜合利用程度能夠提高，回收低品位礦石能有規(guī)劃地進行，做到既要充分回收可利用礦物，又要實行保護性的良性開采；其次，實現(xiàn)廢料排放最低化，在采礦過程中，應盡可能地降低廢氣、尾氣產(chǎn)出排放量，削弱采礦對環(huán)境的污染和危害，減弱或者消除地表沉降導致的人文生態(tài)環(huán)境的破壞；再次，推動廢料的資源化，實現(xiàn)廢料的回收再利用。

3 綠色采礦與充填采礦技術

礦山固體廢料充填采礦工藝為綠色采礦的主體支撐技術。充填法即在采礦作業(yè)完成后，用一些廉價或者是廢棄的物料填充礦區(qū)，避免地表發(fā)生塌陷，這樣不僅使資源能有效利用，還能對地質災害進行有效控制，其適用的條件有：首先，地表沒有塌陷情況；其次，礦產(chǎn)價值較高的礦體適合用充填法，因用的多是廉價的物料或者廢石，故有較高的回收率，在開采鎳礦、金礦等高價值礦體中適合采用；最后，適合含有破碎巖體的礦體。在充填法中，膠結充填法在未來或將獲得逐步推廣。其是混合膠結劑和尾砂、廢石等來作為材料，生成一種有膏體性質的充填漿體，再用這種充填物填充采空區(qū)，充填時，工作人員可以在充填體的下方作業(yè)，提高了充填的安全性，充填法適用于礦體埋藏比較深的情況。在礦體埋藏深度較深的情況下，采完礦之后，會引起巖石局部爆裂，這種情況下，就需要對采空區(qū)充填充填漿體，這樣才能使巖石的應力變化得到有效控制，防止巖石爆裂。

4 充填采礦技術的主要功能

4.1 降排功能

大量的煤矸石、粉煤灰、冶煉渣以及廢石伴隨礦產(chǎn)資源開發(fā)利用時也產(chǎn)生了，這些廢棄物也是我國工業(yè)廢棄物中排放量最大的，在固體廢棄物總量中占到了85%左右。若能將這類工業(yè)廢棄物用于充填，使其深埋于地下，不僅可以實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理充分利用，還能有效改善自然環(huán)境。但充填采礦技術的降排功能不僅局限于改善礦山開采的環(huán)境，還能有效解決礦區(qū)環(huán)境污染問題。在未來，想必如何集中處理工業(yè)固體廢料將成為礦山設計重點考慮的方向之一。

4.2 消除地表沉降、改善采礦應力環(huán)境

充填技術可有效支撐采空區(qū)圍巖、防止其變形，并能有效防止大規(guī)模的移位發(fā)生。充填技術可在充填的時候能使新的工作面快速形成，為后續(xù)工作提供了便利的環(huán)境，使采充循環(huán)周期最大限度地縮短了，全面提高采礦綜合生產(chǎn)能力。它還能有效阻止巖層大幅度位移，從而使得在水體下、建筑物下開展采礦作業(yè)能夠實現(xiàn)，還能有效保護地表，保護好生態(tài)環(huán)境。采空區(qū)周圍二次應力分布的狀況通過充填體能得到顯著改善，從而使礦柱圍巖自身的穩(wěn)定性提高。

4.3 充低貧損開采功能

廢石、尾礦、廢碴中含有的一些有用物質是當前技術所不能回收的，放在地表造成了大量土地的浪費，還破壞了生態(tài)環(huán)境。充填采礦技術則是一種可靠的保護方式，它為開采復雜的難采礦床提供了強有力的技術支撐，它能夠對特定需要優(yōu)先開采下部、底盤富礦的礦山實行“采富保貧”，并能減少礦產(chǎn)資源的破壞和損失。

5 充填采礦的研究方向

綜上，礦產(chǎn)資源開發(fā)企業(yè)及礦山應科學制定礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)規(guī)劃與設計方案，進行必要的環(huán)境影響評價，開展資源開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護、水土保持、地質災害防治、廢棄地復墾等方面的規(guī)劃。礦山固體廢料充填采礦工藝是綠色采礦的主體支撐技術，基于目前充填工藝技術的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，尾砂與廢石仍為礦山充填的主要物料。因此，礦產(chǎn)資源開發(fā)企業(yè)及礦山應著力研究并推廣尾礦干排技術，全面推廣充填采礦。

參考文獻

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