中圖分類號:TD853.34 文獻標識:A 文章編號:1674-1145(2017)03-000-01
摘要工業(yè)經(jīng)濟的高速發(fā)展,使得社會對礦產(chǎn)資源的需求量日益增大,礦產(chǎn)資源的開發(fā)規(guī)模越來越大。傳統(tǒng)的
采礦模式不僅無法實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的充分利用,還造成了生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞。在此背景下,現(xiàn)代的綠色采礦理念和充填采礦技術應運而生,在一定程度上形成了無廢開采的良好采礦模式,對維持生態(tài)平衡,保護生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)資源的充分有效利用發(fā)揮了巨大的作用。本文主要對現(xiàn)代采礦理念和充填采礦法及其工藝進行了簡要的闡述。
關鍵詞現(xiàn)代采礦理念充填采礦
礦產(chǎn)資源與每個人的生活密切相關。隨著社會的發(fā)展和進步,人類對生態(tài)環(huán)境的保護意識有較大提高,加之科學技術水平的提升,人們愈加意識到礦山環(huán)保以及礦產(chǎn)資源實現(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。如何借助先進的科學技術,與現(xiàn)有的采礦技術進行有機融合,將現(xiàn)代采礦理念與充填采礦應用到實際的采礦過程中成為重中之重。
一、現(xiàn)代采礦理念
現(xiàn)代采礦理念強調綠色采礦的模式,要求將礦區(qū)的資源充分利用,最大限度地降低采礦過程中的廢料產(chǎn)出和排放,并實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效利用和循環(huán)利用,從而降低采礦對環(huán)境的破壞程度,獲得資源開采與環(huán)境的協(xié)調,最終實現(xiàn)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展?,F(xiàn)代采礦理念要求做到以下幾點:
(一)針對礦產(chǎn)資源不可再生的特點,在進行保護性的礦產(chǎn)資源開采的同時,降低采礦過程中的損失和貧化,充分回收有用的礦產(chǎn)元素,提高對資源的綜合利用和經(jīng)濟價值,避免資源浪費。
(二)在采礦過程中,將采礦排放和廢料產(chǎn)出降到最低限度,減少廢尾排放對環(huán)境的污染,減少地表塌陷造成的生態(tài)破壞。
(三)通過技術研發(fā)和應用,使廢料也成為可利用的資源,實現(xiàn)廢料的資源化。
二、充填采礦
充填采礦技術是現(xiàn)代采礦理念最主要的技術支撐[2],有助于實現(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,即在采礦過程中或采礦完成后,用一些材料或者采礦產(chǎn)生的廢料對采空區(qū)進行填充,實現(xiàn)無廢開采。
(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。主要通過廢石、砂石等干式的填料來充填采空區(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,礦山的開采作業(yè)不能中斷,要保持延續(xù)性,其次,d1fba742748296be034e8e7c2367b8338af7ac0da8ffe085f6ae4d7723a4b6a2要進行填料井的設置,最后,充填過程中可根據(jù)實際情況進行分層充填。
(2)水砂充填工藝。主要是通過將砂石、爐渣、尾砂等物質進行混合,形成固液兩相來進行充填,其緊密度比干式充填相對更高。在使用水砂充填工藝時,要注意根據(jù)采空區(qū)的實際情況來確定合理的水砂配比。
(3)膠結充填工藝。主要是將骨料、河砂、碎石等物質通過膠結材料拌合做成膠體來進行充填,該充填工藝出現(xiàn)較晚,但近年來得到了很大的發(fā)展,出現(xiàn)了各種不同材質的膠結充填工藝,并被廣泛利用。
(二)充填采礦的優(yōu)點
(1)有助于實現(xiàn)無廢開采。充填采礦將采礦過程中產(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土地的占用,還能避免廢料對空氣與水源等生態(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,實現(xiàn)資源的充分利用與回收,對生態(tài)環(huán)境的保護大有裨益,真正實現(xiàn)了無廢開采的現(xiàn)代采礦理念。
(2)有助于防止地表塌陷。在礦產(chǎn)資源開采的過程中,通過
充填技術的使用,對采空區(qū)進行及時回填,保證了開采區(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,廢料充填能夠有效地使地壓產(chǎn)生能量的釋放速度減慢,減小采礦過程中沖擊造成的危害,從而實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護。
(3)有助于選擇性開采。由于目前科學技術條件的限制,使得部分礦產(chǎn)資源以及廢料中所含有的有用物質不能得到有效的利用,因而,在開采的過程中,可以先將能充分利用的資源開采出來,而將暫時無法利用的資源進行重新掩埋,待技術成熟后,再來進行開采利用,從而避免礦產(chǎn)資源的浪費。
需要注意的是,充填采礦技術的應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,開采的需要是擁有較高價值的礦產(chǎn)資源,在此,適用于埋藏很深、擁有較大變化的礦體[4]。同時,充填采礦工藝的實際作業(yè)過程比較復雜,在一定程度上會影響采礦作業(yè)的效率,并使采礦成本大幅上升。因而近年來,實現(xiàn)充填工藝的自動化和機械化,并對充填材質和充填方式進行優(yōu)化升級,成為充填工藝的發(fā)展趨勢。
三、結語
經(jīng)濟的發(fā)展使得社會對礦產(chǎn)資源的需求增加,礦產(chǎn)資源的短缺問題,以及采礦對生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞等問題都受到了廣泛的關注和重視。在采礦過程中,通過現(xiàn)代綠色采礦理念及充填采礦技術的利用,可以有效增加礦產(chǎn)資源的綜合使用率,減少對礦產(chǎn)資源的浪費,降低采礦過程中的廢料排出和對環(huán)境造成的污染,實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有力保護。因而國家有關部門及礦產(chǎn)資源開發(fā)的相關企業(yè),應予以高度的重視,制定相關的政策法規(guī)支持和鼓勵,推進現(xiàn)代綠色采礦理念及充填采礦技術的大力推廣和應用。
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程偉華,張磊,姚維信,王賢來,王虎.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦[J].
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我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)