現(xiàn)代采礦理念與充填采礦

李德智

中圖分類(lèi)號(hào)：TD853.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2017）03-000-01

摘要工業(yè)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量日益增大，礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)規(guī)模越來(lái)越大。傳統(tǒng)的采礦模式不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的充分利用，還造成了生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。在此背景下，現(xiàn)代的綠色采礦理念和充填采礦技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在一定程度上形成了無(wú)廢開(kāi)采的良好采礦模式，對(duì)維持生態(tài)平衡，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的充分有效利用發(fā)揮了巨大的作用。本文主要對(duì)現(xiàn)代采礦理念和充填采礦法及其工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

關(guān)鍵詞現(xiàn)代采礦理念充填采礦

礦產(chǎn)資源與每個(gè)人的生活密切相關(guān)。隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)有較大提高，加之科學(xué)技術(shù)水平的提升，人們愈加意識(shí)到礦山環(huán)保以及礦產(chǎn)資源實(shí)現(xiàn)綜合利用的重要性和迫切性。傳統(tǒng)的采礦理念和采礦形式由于對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的極大破壞而被漸漸摒棄，現(xiàn)代的綠色采礦理念逐漸成為主流和趨勢(shì)。如何借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，與現(xiàn)有的采礦技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，將現(xiàn)代采礦理念與充填采礦應(yīng)用到實(shí)際的采礦過(guò)程中成為重中之重。

一、現(xiàn)代采礦理念

現(xiàn)代采礦理念強(qiáng)調(diào)綠色采礦的模式，要求將礦區(qū)的資源充分利用，最大限度地降低采礦過(guò)程中的廢料產(chǎn)出和排放，并實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效利用和循環(huán)利用，從而降低采礦對(duì)環(huán)境的破壞程度，獲得資源開(kāi)采與環(huán)境的協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)代采礦理念要求做到以下幾點(diǎn)：

（一）針對(duì)礦產(chǎn)資源不可再生的特點(diǎn)，在進(jìn)行保護(hù)性的礦產(chǎn)資源開(kāi)采的同時(shí)，降低采礦過(guò)程中的損失和貧化，充分回收有用的礦產(chǎn)元素，提高對(duì)資源的綜合利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，避免資源浪費(fèi)。

（二）在采礦過(guò)程中，將采礦排放和廢料產(chǎn)出降到最低限度，減少?gòu)U尾排放對(duì)環(huán)境的污染，減少地表塌陷造成的生態(tài)破壞。

（三）通過(guò)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，使廢料也成為可利用的資源，實(shí)現(xiàn)廢料的資源化。

二、充填采礦

充填采礦技術(shù)是現(xiàn)代采礦理念最主要的技術(shù)支撐[2]，有助于實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，廢料排放的最小化，以及地表不受破壞的綠色采礦模式。所謂充填采礦法，即在采礦過(guò)程中或采礦完成后，用一些材料或者采礦產(chǎn)生的廢料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采。

（一）充填采礦的工藝

根據(jù)填充物的不同，可以將充填采礦的工藝分為三種：

（1）干式充填工藝。主要通過(guò)廢石、砂石等干式的填料來(lái)充填采空區(qū)，這也是采礦中最早使用的充填工藝。使用充填工藝需符合以下條件：首先，礦山的開(kāi)采作業(yè)不能中斷，要保持延續(xù)性；其次，要進(jìn)行填料井的設(shè)置；最后，充填過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分層充填。

（2）水砂充填工藝。主要是通過(guò)將砂石、爐渣、尾砂等物質(zhì)進(jìn)行混合，形成固液兩相來(lái)進(jìn)行充填，其緊密度比干式充填相對(duì)更高。在使用水砂充填工藝時(shí)，要注意根據(jù)采空區(qū)的實(shí)際情況來(lái)確定合理的水砂配比。

（3）膠結(jié)充填工藝。主要是將骨料、河砂、碎石等物質(zhì)通過(guò)膠結(jié)材料拌合做成膠體來(lái)進(jìn)行充填，該充填工藝出現(xiàn)較晚，但近年來(lái)得到了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了各種不同材質(zhì)的膠結(jié)充填工藝，并被廣泛利用。

（二）充填采礦的優(yōu)點(diǎn)

（1）有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采。充填采礦將采礦過(guò)程中產(chǎn)生的廢石料填充入因采礦產(chǎn)生的空區(qū)，不僅可以減少這些廢料對(duì)土地的占用，還能避免廢料對(duì)空氣與水源等生態(tài)環(huán)境形成的污染破壞；利用充填體代替礦柱，礦柱可以回采，提高礦石回采率，降低礦石損失和貧化，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用與回收，對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)大有裨益，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)廢開(kāi)采的現(xiàn)代采礦理念。

（2）有助于防止地表塌陷。在礦產(chǎn)資源開(kāi)采的過(guò)程中，通過(guò)充填技術(shù)的使用，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)回填，保證了開(kāi)采區(qū)域的地表穩(wěn)定性，阻止發(fā)生大規(guī)模的地表塌陷。同時(shí)，廢料充填能夠有效地使地壓產(chǎn)生能量的釋放速度減慢，減小采礦過(guò)程中沖擊造成的危害，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

（3）有助于選擇性開(kāi)采。由于目前科學(xué)技術(shù)條件的限制，使得部分礦產(chǎn)資源以及廢料中所含有的有用物質(zhì)不能得到有效的利用，因而，在開(kāi)采的過(guò)程中，可以先將能充分利用的資源開(kāi)采出來(lái)，而將暫時(shí)無(wú)法利用的資源進(jìn)行重新掩埋，待技術(shù)成熟后，再來(lái)進(jìn)行開(kāi)采利用，從而避免礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。

需要注意的是，充填采礦技術(shù)的應(yīng)用需要具備一定的條件，首先，采礦的地表不能夠出現(xiàn)塌陷；其次，開(kāi)采的需要是擁有較高價(jià)值的礦產(chǎn)資源；在此，適用于埋藏很深、擁有較大變化的礦體[4]。同時(shí)，充填采礦工藝的實(shí)際作業(yè)過(guò)程比較復(fù)雜，在一定程度上會(huì)影響采礦作業(yè)的效率，并使采礦成本大幅上升。因而近年來(lái)，實(shí)現(xiàn)充填工藝的自動(dòng)化和機(jī)械化，并對(duì)充填材質(zhì)和充填方式進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，成為充填工藝的發(fā)展趨勢(shì)。

三、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求增加，礦產(chǎn)資源的短缺問(wèn)題，以及采礦對(duì)生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞等問(wèn)題都受到了廣泛的關(guān)注和重視。在采礦過(guò)程中，通過(guò)現(xiàn)代綠色采礦理念及充填采礦技術(shù)的利用，可以有效增加礦產(chǎn)資源的綜合使用率，減少對(duì)礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，降低采礦過(guò)程中的廢料排出和對(duì)環(huán)境造成的污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的有力保護(hù)。因而國(guó)家有關(guān)部門(mén)及礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的相關(guān)企業(yè)，應(yīng)予以高度的重視，制定相關(guān)的政策法規(guī)支持和鼓勵(lì)，推進(jìn)現(xiàn)代綠色采礦理念及充填采礦技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 詹明忠.充填采礦技術(shù)實(shí)踐分析[J].門(mén)窗，2014（01）.

[2] 許家林，錢(qián)鳴高.綠色開(kāi)采的理念與技術(shù)框架[J].科技導(dǎo)報(bào)，2007（07）.

[3] 喬登攀，程偉華，張磊，姚維信，王賢來(lái)，王虎.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦[J].有色金屬科學(xué)與工程，2011（02）.

[4] 楊春立，張國(guó)柱.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦探析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（36）.