煤礦井下尾礦庫(kù)建設(shè)及其應(yīng)用

王振林

(平煤股份九礦，河南 平頂山 467099)

所謂尾礦指的是對(duì)于那些經(jīng)由金屬和非金屬礦山開采出來(lái)的礦石，在經(jīng)過(guò)選礦對(duì)有價(jià)值的精礦進(jìn)行帥選之后，所剩余的“廢渣”部分。尾礦庫(kù)往往由尾礦堆存系統(tǒng)、尾礦庫(kù)排洪系統(tǒng)和尾礦庫(kù)回水系統(tǒng)幾個(gè)相關(guān)部分組成[1]。在我國(guó)，尾礦的數(shù)量較大，并且在其中的部分礦中，還含有在目前情況下難以回收的有用成分，如果對(duì)這些資源進(jìn)行有效的利用，將會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益，否則，任意的排放之后不僅能夠造成資源的流失和浪費(fèi)，還會(huì)可能造成嚴(yán)重的資源破壞——覆沒(méi)農(nóng)田，淤塞河道——這些嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題如果得不到妥善的處理，將會(huì)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。礦業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中具有十分重要的基礎(chǔ)性作用，而隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步，因?yàn)榈V產(chǎn)資源的開發(fā)利用而造成的環(huán)境污染和資源的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，如何對(duì)現(xiàn)有的資源進(jìn)行合理的開發(fā)和保護(hù)，就成為時(shí)下亟待解決的問(wèn)題。文章以此為基礎(chǔ)，對(duì)煤礦井下尾礦庫(kù)建設(shè)及其應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了細(xì)致的研究，分析了尾庫(kù)礦的作用與特點(diǎn)，對(duì)建設(shè)尾庫(kù)礦進(jìn)行了合理性分析，最后從多個(gè)不同的視角對(duì)煤礦井下尾礦庫(kù)建設(shè)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了討論。旨在通過(guò)本文的工作，為煤礦井下尾庫(kù)礦的建設(shè)與應(yīng)用問(wèn)題提供一定的可供借鑒的信息。

1 尾礦庫(kù)的作用與特點(diǎn)

1.1 尾礦庫(kù)的作用

(1)充分保護(hù)礦產(chǎn)資源。一般而言，選礦廠是用水大戶，用水會(huì)隨著尾礦排入到尾礦庫(kù)之中，而經(jīng)過(guò)澄清與自然凈化之后，大部分水能夠在選礦生產(chǎn)過(guò)程中得到重復(fù)的利用，這對(duì)平衡枯水期水源不足問(wèn)題是十分有利的。此外，有些尾礦中還蘊(yùn)含著大量的有用礦物成分，甚至包括一些稀有與貴重的金屬成分，當(dāng)無(wú)法全部選凈時(shí)，可以將其暫存于尾礦庫(kù)子中，待時(shí)機(jī)成熟后再回收使用。

(2)保護(hù)環(huán)境。在我國(guó)，選礦廠產(chǎn)生的尾礦數(shù)量不但較大，而且顆粒較細(xì)，在尾礦水中一般含有大量的藥劑，倘若不加以處理，有可能造成選廠周圍的環(huán)境受損。而把尾礦妥善的貯存在尾礦庫(kù)之中，尾礦水就能夠?qū)崿F(xiàn)在庫(kù)內(nèi)得到澄清之后再進(jìn)行回收利用，這對(duì)保護(hù)環(huán)境是十分重要的[2-4]。

1.2 尾礦庫(kù)的特點(diǎn)

通過(guò)前文的分析可知，尾礦庫(kù)作為礦山選礦廠生產(chǎn)中必要的設(shè)施，在礦山企業(yè)中一般被看做是最大的環(huán)境保護(hù)工程，任何一個(gè)礦山的選礦廠只要有尾礦產(chǎn)生，就應(yīng)該建設(shè)相應(yīng)的尾礦庫(kù)。但是，尾礦庫(kù)的建投投資和運(yùn)行成本十分巨大，有的還要超過(guò)選礦廠的投資成本。因此，對(duì)其進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需要全面的考慮其成本和收益問(wèn)題，只有這樣，才能有效的利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 煤礦井下尾礦庫(kù)建設(shè)分析

2.1 減少地下水的浪費(fèi)

在采礦的過(guò)程，往往要在地下開創(chuàng)相應(yīng)的空間，這一空間要成為地下單元的最低排泄區(qū)，此時(shí)，地下的水會(huì)匯入到井下之后被不斷地排出。而這一空間越大，匯水范圍也就越廣泛。因此，要及時(shí)的對(duì)采空區(qū)邊壁進(jìn)行噴漿作業(yè)，目的在于充填滿采空區(qū)，最大限度的降低地下空間的規(guī)模，降低對(duì)地下水資源的浪費(fèi)。

2.2 防止地下火災(zāi)

在井下，一些有自燃傾向的礦物在開采過(guò)程中會(huì)被破碎，而當(dāng)破碎之后的礦石顆粒表面積較大時(shí)，就會(huì)增加和氧氣的反應(yīng)程度，而在采空區(qū)，通風(fēng)條件相對(duì)較差，當(dāng)氧化反應(yīng)釋放出來(lái)的熱量不斷集聚之后，井下的溫度會(huì)不斷升高，此時(shí)，極易引發(fā)地下火災(zāi)。因此，需要通過(guò)尾礦填滿相應(yīng)的采空區(qū)，有效的隔絕散碎礦物和空氣的接觸，盡量降低地下火災(zāi)的發(fā)生頻率[5]。

2.3 改善礦柱受力狀態(tài)、防止地表塌陷

在建設(shè)尾庫(kù)礦的過(guò)程中，要使井下的尾礦能夠填滿其中的采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)在周圍礦柱和頂?shù)装逡约叭斯?gòu)筑的密閉墻約束之下的逐步沉降，在這一過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)多次的充填才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)充填效果相對(duì)較好時(shí)，頂板和周圍的介質(zhì)會(huì)受力變形，而壓實(shí)的尾礦會(huì)包圍著礦柱，這就為礦柱施加了一定的側(cè)向應(yīng)力，使礦柱抵抗載荷的能力得到了一定的提升。

3 尾礦庫(kù)建設(shè)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)

在尾礦庫(kù)內(nèi)應(yīng)保持較長(zhǎng)的干坡段，目的在于最大限度的降低庫(kù)內(nèi)水位，使其能夠遠(yuǎn)離壩體;在一些有條件的煤礦，需要在庫(kù)外設(shè)置多級(jí)澄清池，目的在于保證排水的水質(zhì)達(dá)到一定的要求;在尾礦壩部分要設(shè)置完善的觀測(cè)設(shè)施或者多個(gè)尾礦庫(kù)使其能夠輪流使用，目的在于加速尾礦的固結(jié)。

3.2 加強(qiáng)安全管理和技術(shù)跟進(jìn)

在這一方面，要修訂尾礦庫(kù)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)洪水標(biāo)準(zhǔn)與尾礦壩穩(wěn)定型標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)跟進(jìn)，最大限度的解決回水和安全之間的矛盾;此外，還要進(jìn)一步的推行尾礦庫(kù)低水位運(yùn)行與保持較長(zhǎng)干坡段的經(jīng)驗(yàn)。

3.3 優(yōu)化尾礦庫(kù)的施工管理

在施工管理方面，要對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行嚴(yán)格的管理，規(guī)范其操作規(guī)程。比如，要注意壩體觀測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)異常要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的分析和研究，果斷的進(jìn)行處理，定期對(duì)尾礦庫(kù)的運(yùn)行資金進(jìn)行考察，如果需要繼續(xù)生產(chǎn)，需要提前進(jìn)行設(shè)計(jì)和安排。

4 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前階段，煤礦井下尾礦庫(kù)的建設(shè)和尾礦的處理工作已經(jīng)引起了礦業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。如何使尾礦在經(jīng)過(guò)綜合利用之后創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，還能減少對(duì)環(huán)境資源的破壞，已經(jīng)成為時(shí)下亟待解決的問(wèn)題。因此，對(duì)尾礦庫(kù)的建設(shè)和管理，需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)的視角出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)礦山項(xiàng)目的尾礦管理與應(yīng)用。

[1]鄭懷昌.無(wú)底開采與井下尾礦庫(kù)建議[J].金屬礦山，2005(9)：141-142.

[2]王劍，董峻嶺，史飛君，徐坤明.井下尾礦庫(kù)的建設(shè)與應(yīng)用[J].煤炭經(jīng)濟(jì)，2001(6)：121-4.

[3]邢萬(wàn)芳，金英豪，姚香.黃金尾礦干堆技術(shù)若干問(wèn)題探討[J].有色金屬(礦山部分)，2008(1)：48-52.

[4]羅敏杰.淺談尾礦干堆技術(shù)[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2009(6)：27-29.

[5]曲業(yè)兵.關(guān)于尾礦庫(kù)的建設(shè)與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的思考[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009(11)：65-67.