試論現代采礦理念及充填采礦

摘 要：傳統的采礦理念的作用下采礦業對自然環境的破壞作用極其明顯，資源浪費的現象也極其普遍，而在現代采礦理念下催生出的充填采礦技術，彌補了傳統采礦所具有的缺陷，對于改善自然環境，提高資源的利用率具有極其重要的作用。文章詳細的分析了傳統礦產資源開采中存在的問題，提出了現代采礦理念綠色采礦，及其具體的技術措施填充采礦技術，然后對這項技術的發展前景進行了展望。

關鍵詞：現代采礦理念；地表塌陷；充填采礦

前言

現代社會的發展與礦產資源的開發利用密不可分。各種各樣的礦產資源對社會的進步與發展起到了不可忽視的作用。但是由于某些礦產資源所處的地質環境比較復雜，所以增加了礦產資源的開采難度，以及開采的成本。而且由于采礦理念以及技術的原因，傳統的開采方式往往會對自然環境產生一定的破壞。同時由于人們對礦產資源需求的增加，開采的深度不斷增加，隨之而來的是開采難度的增大。這種情況已經引起了人們的關注，所以為了保護人類賴以生存的環境，有效地控制開采礦產資源對環境的破壞，將現代化開采理念及填充采礦技術應用到礦物開采中，已經成為礦產資源水平有效提升的必然趨勢。

1 傳統采礦理念指導下礦產資源開采中存在的問題

在長期的礦物開采中人們往往只注重礦物的開采，而對在開采的過程中所造成的地表塌陷、采空區以及固體廢料堆積于地表則視而不見。因此，開采所造成的破壞環境的問題長時間得不到妥善解決。

1.1 資源浪費嚴重的問題

我國是一個礦產資源總量非常豐富的國家，但是人均礦產資源量卻不高的國家，在傳統采礦理念的影響下人們對礦產資源的開采與利用的過程中浪費現象十分嚴重。雖然目前已經認識到這個問題的嚴重性，并且采取了一些辦法做了相應的改進，但是與與發達國家相比還存在著很大的差距。如我國有色金屬的回收率雖然由1995年的百分之三十八提升到現在的百分之六十四，但是發達國家的有色金屬回收率卻達到了百分之七十六至百分之九十。而與浪費現象相反的是我國可利用的有色金屬資源儲量卻日漸減少，已經不到總量的百分之三十。礦產資源短缺的問題以日益突出。

1.2 礦區地表塌陷問題嚴重

由于開采形成了大面積的地下空洞，所以在開采后的礦區極易發生地表塌陷現象，據統計因開采礦產所造成的地表塌陷面積已經達到了1.8萬平方千米，而且這情況并沒有得到有效地控制還在不斷地發展之中。致使大量的耕地被破壞，土壤中的營養成分大量流失，地下水位下降甚至斷流枯竭。使當地的生態資源遭到嚴重破壞。帶來一系列難以解決的社會問題。

2 綠色采礦

為了改變開采礦產所造成的污染與浪費，綠色采礦逐漸成為開采礦產的發展方向，所謂的綠色采礦就是最大限度地降低開采礦產過程中的排放及廢料的產出。全面提高資源的綜合利用率。盡可能的降低開采礦產所產生的負面作用。在促進經濟發展的情況下，也保護了環境。綠色采礦的核心內容主要有三個：第一，提高了資源的綜合利用率。通過有計劃的回收低品位礦石，使礦產資源得到充分的利用，避免了資源的浪費。第二，使用先進技術降低采礦過程中尾氣、廢氣的排放量，最大限度的降低廢料的排放，通過以上措施降低開采礦產對環境所造成的負面影響。第三，可以將肥料也變成一種資源加以回收利用。

3 填充采礦技術與綠色采礦理念的融合

綠色采礦的目的就是實現資源利用的綜合與高效，其支撐技術是將開采礦產所產生的固體廢料填充礦區，地下開采所形成的空洞被填滿以后，就不會發生地面塌陷現象。從以上我們可以看出綠色采礦的主要支撐技術就是礦山固體廢料充填采礦工藝。該項技術必須在沒有發生地表塌陷的礦區實行。因為填充料大多為廢石或者是廉價的物料，有助于廢料的回收，這種方法適用于礦產價值比較高的礦體。其甚至可以實現無廢開采。如在開采金礦、鎳礦的時候可以使用這項技術。此外使用這項技術開采含有破碎巖體的礦，還可以增加采礦的效率與安全性。在開采這類礦的時候，可以將由尾砂、混合膠結劑以及廢石等為主要材料制作的充填漿體將采空區填滿。這種方法在填充法中被稱為膠結充填法。在填充的時候，填充體的下方還可以允許工人進行作業。其還特別適用于埋藏較深礦藏的開采。因為這類礦體在開采完之后，巖石局部爆裂的現象非常嚴重，為了避免這種現象的發生就可以使用膠結充填法。

4 充填采礦技術的功效

4.1 充低貧損

由于技術條件的限制目前廢碴、尾礦以及廢石中所含的一些有用物質還不能夠被有效地利用。這些物質放在地表不僅占用了大量的土地，而且其中的有害物質還會釋放到環境中對環境造成污染，使人們的生活環境變得更加惡劣。填充采礦技術的出現有效地解決了這一難題，不僅如此對于我國的復雜難采礦床的開采提供了一條可行之路。利用填充采礦技術可以實現“采富保貧”的保護性開采，即可以優先開采下部的、底盤富礦，而將貧礦保留了下來，等待技術成熟后再加以開采利用。避免了礦產資源的損失與浪費。

4.2 降排功能

生存環境的日益惡劣不僅嚴重的影響了人們的身體健康，而且已經成為制約經濟發展的一個重要因素。填充采礦不僅可以在雜難采礦床中發揮采富保貧的作用，還可以填充活動將大量的工業廢料深埋入地下，避免了占用土地，同時也避免了這些工業廢料對水源與空氣等的污染，使人類生存的環境得到保護，資源得到充分的利用回收。是與科學發展觀相適應的一項環保技術，也是開采礦產向綠色礦業發展所邁進的一大步。而通過向地下回填大量工業固體廢物，則是建設無廢料、排氣礦山開采的重要技術手段。為礦山有效的處理廢料提供了一個有效的途徑，也是目前解決該問題的最為有效的辦法之一。

4.3 使地表下沉的的狀況得到控制

在采空區如果的能及時的采取措施進行填充極有可能引起采空區圍巖的變形，使采空區的地表發生大幅度的位移，及時填充則可避免上述現象發生。填充還可以形成新的作業面為，為接下來的操作順利地進行創造了有利條件，采充循環周期也會進一步縮短。同時在此技術的支持下強化開采也得以實現，采礦綜合生產能力提高的也極為迅速。使用該項技術可以起到防止巖層產生大規模移動的作用。使工人可以在復雜的地質環境中繼續作業，如在建筑物下、水體下進行采礦作業。但是地表卻沒有因此而產生變化，自然生態系統也沒有受到不良影響。利用填充體可以將采空區的二次應利分布狀況進行妥善的調整增強采空區礦柱圍巖的穩定性。

5 充填采礦今后的發展

為了增加礦產資源的利用率，減少浪費節約資源，礦山以及礦產資源開發企業應將礦產資源的開發利用制定出一個切實可行的計劃與方案，然后對開采環境進行綜合評價，評價的內容要全面、科學，其內容包括地質災害防治、水土保持、資源的開發與利用等方面。全面推廣礦山固體廢料充填采礦工藝使這項綠色技術得到廣凡的應用與推廣，從填充工藝技術使用的原料廢石與尾砂，礦產資源開采以及利用來看，應進一步的研究與完善尾礦干排技術，在更廣的范圍內應用該技術，解決開采礦產過程中所遇到的難題。

6 結束語

工業的發展使得社會對資源與能源的需求量急劇增加，礦產資源緊張問題及其開采所帶來的污染問題也逐漸凸顯，對此人們逐漸摸索出了一套行之有效的辦法，解決礦產資源開采中浪費嚴重的問題，為提高礦產資源的回收與利用率，以及降低開采過程中所造成的污染找到了一個有效的途徑，值得借鑒與推廣。

參考文獻

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作者簡介：王磊（1987-），男，山西省大同市人，工作單位：同煤集團塔山煤礦，職務：科長，研究方向：采礦。