現(xiàn)代采礦理念和充填采礦研究

葉祥暉

（江西西華山鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341500）

現(xiàn)代采礦理念和充填采礦研究

葉祥暉

（江西西華山鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341500）

在高速發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)階段，逐漸擴(kuò)大了采礦規(guī)模。傳統(tǒng)采礦理念已經(jīng)嚴(yán)重破壞了環(huán)境，因此迫切需要研究現(xiàn)代采礦理念和充填采礦。本文主要分析了我國(guó)傳統(tǒng)采礦理念存在的問(wèn)題，現(xiàn)代采礦理念概述，綠色采礦理念下的充填采礦技術(shù)。

采礦理念；充填；現(xiàn)代

我國(guó)在發(fā)展礦產(chǎn)行業(yè)過(guò)程中，充分結(jié)合現(xiàn)代化采礦理念與充填采礦技術(shù)，不但極大提升了礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)水平，還有效保護(hù)了附近的生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步保證了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。

一、我國(guó)傳統(tǒng)采礦理念存在的問(wèn)題

在我國(guó)傳統(tǒng)開(kāi)采礦產(chǎn)過(guò)程中，人們一般都將開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源擺在第一位，而在后期工作中沒(méi)有積極治理與恢復(fù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)很多開(kāi)采礦產(chǎn)企業(yè)在開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源的過(guò)程中，僅僅重視開(kāi)采礦床工作的經(jīng)濟(jì)行為，對(duì)保護(hù)附近自然環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了忽略，因此，嚴(yán)重影響了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

（一）嚴(yán)重浪費(fèi)資源現(xiàn)象

目前，我國(guó)利用豐富儲(chǔ)量的礦產(chǎn)資源效率極高，造成我國(guó)短缺后備資源，我國(guó)回收有色金屬率已經(jīng)提升至64%，但是相較于世界發(fā)達(dá)國(guó)家還是產(chǎn)生了極大的差異，因此回收有色金屬率依然很低，形成了嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。雖然我國(guó)擁有豐富的礦產(chǎn)資源總量，但是由于我國(guó)人口基數(shù)很大，因此礦產(chǎn)人均資源占有量要比世界平均水平低，導(dǎo)致了礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重短缺。

（二）開(kāi)采礦區(qū)地表出現(xiàn)了嚴(yán)重的塌陷

我國(guó)由于開(kāi)采礦產(chǎn)造成1.8萬(wàn)km2土地遭到破壞，并且出現(xiàn)了不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。開(kāi)采礦產(chǎn)極易形成地面塌陷，導(dǎo)致在礦區(qū)土地上種植作物更加困難，降低了土地使用的價(jià)值。開(kāi)采礦產(chǎn)資源還會(huì)極大影響生態(tài)環(huán)境，破壞了動(dòng)植物的生存環(huán)境，進(jìn)一步產(chǎn)生了惡化現(xiàn)象，促使生態(tài)環(huán)境不斷惡性循環(huán)。此外，地面塌陷還會(huì)影響土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分，引發(fā)地下水枯竭，加重了土壤沙漠化問(wèn)題，隨之產(chǎn)生很多社會(huì)問(wèn)題。

二、現(xiàn)代采礦理念概述

可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為跨時(shí)代全新發(fā)展觀，是人類(lèi)觀念在20世紀(jì)的主要變革。為了可以更好的推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展，必須將生態(tài)可持續(xù)發(fā)展作為重要前提。生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展就是科學(xué)協(xié)調(diào)環(huán)境容量和資源，獲得穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。綠色開(kāi)采理念是將廣義資源作為基礎(chǔ)進(jìn)一步對(duì)全部可利用的資源正確認(rèn)識(shí)，包含了土地和地下水等，主要目的是降低采礦破壞環(huán)境的程度，進(jìn)而獲得一種可以對(duì)環(huán)境和資源關(guān)系有效協(xié)調(diào)的開(kāi)采技術(shù)，它的價(jià)值是盡可能減少采礦破壞生態(tài)環(huán)境的程度，在這個(gè)前提下可以收獲最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。綜合分析，推行綠色采礦著重表現(xiàn)為企業(yè)對(duì)科學(xué)發(fā)展觀的貫徹落實(shí)，在推行綠色采礦的過(guò)程中，礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)各項(xiàng)因素綜合考慮，減少污染和破壞問(wèn)題。

三、綠色采礦理念下的充填采礦技術(shù)

聯(lián)系綠色采礦理念，目前與科學(xué)發(fā)展觀相符合的綠色采礦包含了高效率綜合利用資源、最小排放廢料量、不會(huì)破壞地表等。不可否認(rèn)，支撐綠色采礦的主要技術(shù)是礦山固體廢料充填采礦工藝。充填采礦技術(shù)擁有對(duì)采動(dòng)造成的地表下沉問(wèn)題積極消除以及不斷完善采礦應(yīng)力環(huán)境功能，低貧損開(kāi)采、提高綜合應(yīng)用資源效率功能以及保護(hù)采富保貧遠(yuǎn)景資源功能，減少排放廢石尾砂固體廢料、甚至基本消除處理采礦末端實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采的功能。

（一）降排功能

當(dāng)前，充填采礦技術(shù)的應(yīng)用更加頻繁，不斷加快了充填技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。事實(shí)上，充填采礦的功能與意義已經(jīng)跨越了礦山開(kāi)采的應(yīng)用范圍。因?yàn)橥ㄟ^(guò)地下深埋大量工業(yè)廢料進(jìn)而有效保護(hù)環(huán)境，以及最大程度科學(xué)應(yīng)用資源，也是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略要求。構(gòu)建無(wú)廢礦山，能夠完全實(shí)現(xiàn)綠色礦業(yè)。世界范圍內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了少量典型的沒(méi)有排氣廢料的礦山。開(kāi)采這些礦山的重要條件為是否在地下大量回填工業(yè)固體廢物。礦山未來(lái)迫切需要解決的問(wèn)題是合理處理大量固體廢料，這也是對(duì)礦區(qū)環(huán)境污染問(wèn)題積極解決的最佳方法。

（二）消除地表下沉和改善采礦應(yīng)力環(huán)境功能

1在采空區(qū)通過(guò)充填技術(shù)迅速有效的實(shí)施充填，可以對(duì)采空區(qū)圍巖及時(shí)進(jìn)行支撐，避免圍巖出現(xiàn)更加嚴(yán)重的變形，防止出現(xiàn)較大程度的位移。

2充填體能夠?qū)Σ煽諈^(qū)附近分布二次應(yīng)力情況積極改善，確保礦柱圍巖本身的穩(wěn)固性。

3利用充填能夠迅速產(chǎn)生全新的工作面，為接下來(lái)的操作提供必要條件，減少了采充循環(huán)時(shí)間，進(jìn)一步加強(qiáng)了開(kāi)采，提升綜合采礦生產(chǎn)能力。

4充填體能夠?qū)︶尫诺貕耗芰克俣确啪?，防止或者減少出現(xiàn)深部沖擊地壓現(xiàn)象。

（三）低貧損開(kāi)采功能和保護(hù)遠(yuǎn)景資源功能

1在各種角度、薄厚、復(fù)雜多變的礦體中能夠科學(xué)運(yùn)用膠結(jié)充填采礦技術(shù)，尤其是針對(duì)較為厚大的礦體，將會(huì)積極提升礦柱回收效率以及保證出礦質(zhì)量，因此能夠最大程度對(duì)礦石進(jìn)行回收。

2對(duì)于難采復(fù)雜的礦床可以通過(guò)充填采礦技術(shù)為其提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

3對(duì)下部?jī)?yōu)先開(kāi)采或者底盤(pán)富礦的礦山通過(guò)充填采礦技術(shù)形成采富保貧而不會(huì)損失與破壞礦產(chǎn)資源。

4在廢石、尾礦中包含了目前技術(shù)無(wú)法回收的重要物質(zhì)，長(zhǎng)期保存于地表，填充屬于一種科學(xué)的保護(hù)模式。

在我國(guó)開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源中充填采礦技術(shù)的應(yīng)用，不但對(duì)地表塌陷問(wèn)題進(jìn)行了解決，同時(shí)還有效避免了開(kāi)采礦產(chǎn)資源中形成的浪費(fèi)問(wèn)題，提升了利用礦產(chǎn)資源的效率，與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念相符。此外，充填采礦方法的應(yīng)用條件包括：（1）地表不能出現(xiàn)塌陷。例如采礦地點(diǎn)選擇在建筑物下面或者是水體下，在結(jié)束采礦之后，采用混合材料或者廢石填滿(mǎn)空區(qū)，這樣就可以有效控制低壓，避免地表產(chǎn)生塌陷。（2）擁有較高礦產(chǎn)價(jià)值的礦體。由于采用廉價(jià)的廢石材料進(jìn)行充填，因此充填方法具有很高的回收率，適合在一些較高價(jià)值的礦體中應(yīng)用。（3）較大變化、埋藏很深的礦體。一些礦體由于埋藏較深，在結(jié)束采礦工作之后容易出現(xiàn)部分巖石爆裂問(wèn)題，此時(shí)在采空區(qū)通過(guò)漿體對(duì)其充填，就可以有效控制巖石的應(yīng)力變化。

結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)是迅速發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)以及不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)代工業(yè)時(shí)期，形成了巨大的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)規(guī)模。開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源難度增加，開(kāi)采難度加大，開(kāi)采對(duì)象逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦邞?yīng)力環(huán)境中的難采礦體。采礦行業(yè)不僅出現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，還形成了大量的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。人們逐漸意識(shí)到保護(hù)礦山與合理應(yīng)用礦產(chǎn)資源的重要性，迫切希望大力推行綠色采礦。

[1]周愛(ài)民.礦山廢料膠結(jié)充填[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

[2]陳德敏，謝斐.我國(guó)資源安全戰(zhàn)略?xún)?nèi)涵屬性表征的結(jié)構(gòu)分析[J].中國(guó)軟科學(xué)，2012（06）.

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