試論現(xiàn)代采礦理念及充填采礦

摘 要：傳統(tǒng)的采礦理念的作用下采礦業(yè)對(duì)自然環(huán)境的破壞作用極其明顯，資源浪費(fèi)的現(xiàn)象也極其普遍，而在現(xiàn)代采礦理念下催生出的充填采礦技術(shù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)采礦所具有的缺陷，對(duì)于改善自然環(huán)境，提高資源的利用率具有極其重要的作用。文章詳細(xì)的分析了傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源開采中存在的問題，提出了現(xiàn)代采礦理念綠色采礦，及其具體的技術(shù)措施填充采礦技術(shù)，然后對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代采礦理念；地表塌陷；充填采礦

前言

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展與礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用密不可分。各種各樣的礦產(chǎn)資源對(duì)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展起到了不可忽視的作用。但是由于某些礦產(chǎn)資源所處的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，所以增加了礦產(chǎn)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(shù)的原因，傳統(tǒng)的開采方式往往會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞。同時(shí)由于人們對(duì)礦產(chǎn)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(jīng)引起了人們的關(guān)注，所以為了保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，有效地控制開采礦產(chǎn)資源對(duì)環(huán)境的破壞，將現(xiàn)代化開采理念及填充采礦技術(shù)應(yīng)用到礦物開采中，已經(jīng)成為礦產(chǎn)資源水平有效提升的必然趨勢。

1 傳統(tǒng)采礦理念指導(dǎo)下礦產(chǎn)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(duì)在開采的過程中所造成的地表塌陷、采空區(qū)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(huán)境的問題長時(shí)間得不到妥善解決。

1.1 資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題

我國是一個(gè)礦產(chǎn)資源總量非常豐富的國家，但是人均礦產(chǎn)資源量卻不高的國家，在傳統(tǒng)采礦理念的影響下人們對(duì)礦產(chǎn)資源的開采與利用的過程中浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。雖然目前已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題的嚴(yán)重性，并且采取了一些辦法做了相應(yīng)的改進(jìn)，但是與與發(fā)達(dá)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(xiàn)在的百分之六十四，但是發(fā)達(dá)國家的有色金屬回收率卻達(dá)到了百分之七十六至百分之九十。而與浪費(fèi)現(xiàn)象相反的是我國可利用的有色金屬資源儲(chǔ)量卻日漸減少，已經(jīng)不到總量的百分之三十。礦產(chǎn)資源短缺的問題以日益突出。

1.2 礦區(qū)地表塌陷問題嚴(yán)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(qū)極易發(fā)生地表塌陷現(xiàn)象，據(jù)統(tǒng)計(jì)因開采礦產(chǎn)所造成的地表塌陷面積已經(jīng)達(dá)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(fā)展之中。致使大量的耕地被破壞，土壤中的營養(yǎng)成分大量流失，地下水位下降甚至斷流枯竭。使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)資源遭到嚴(yán)重破壞。帶來一系列難以解決的社會(huì)問題。

2 綠色采礦

為了改變開采礦產(chǎn)所造成的污染與浪費(fèi)，綠色采礦逐漸成為開采礦產(chǎn)的發(fā)展方向，所謂的綠色采礦就是最大限度地降低開采礦產(chǎn)過程中的排放及廢料的產(chǎn)出。全面提高資源的綜合利用率。盡可能的降低開采礦產(chǎn)所產(chǎn)生的負(fù)面作用。在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況下，也保護(hù)了環(huán)境。綠色采礦的核心內(nèi)容主要有三個(gè)：第一，提高了資源的綜合利用率。通過有計(jì)劃的回收低品位礦石，使礦產(chǎn)資源得到充分的利用，避免了資源的浪費(fèi)。第二，使用先進(jìn)技術(shù)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(chǎn)對(duì)環(huán)境所造成的負(fù)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(shù)與綠色采礦理念的融合

綠色采礦的目的就是實(shí)現(xiàn)資源利用的綜合與高效，其支撐技術(shù)是將開采礦產(chǎn)所產(chǎn)生的固體廢料填充礦區(qū)，地下開采所形成的空洞被填滿以后，就不會(huì)發(fā)生地面塌陷現(xiàn)象。從以上我們可以看出綠色采礦的主要支撐技術(shù)就是礦山固體廢料充填采礦工藝。該項(xiàng)技術(shù)必須在沒有發(fā)生地表塌陷的礦區(qū)實(shí)行。因?yàn)樘畛淞洗蠖酁閺U石或者是廉價(jià)的物料，有助于廢料的回收，這種方法適用于礦產(chǎn)價(jià)值比較高的礦體。其甚至可以實(shí)現(xiàn)無廢開采。如在開采金礦、鎳礦的時(shí)候可以使用這項(xiàng)技術(shù)。此外使用這項(xiàng)技術(shù)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(shí)候，可以將由尾砂、混合膠結(jié)劑以及廢石等為主要材料制作的充填漿體將采空區(qū)填滿。這種方法在填充法中被稱為膠結(jié)充填法。在填充的時(shí)候，填充體的下方還可以允許工人進(jìn)行作業(yè)。其還特別適用于埋藏較深礦藏的開采。因?yàn)檫@類礦體在開采完之后，巖石局部爆裂的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生就可以使用膠結(jié)充填法。

4 充填采礦技術(shù)的功效

4.1 充低貧損

由于技術(shù)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(zhì)還不能夠被有效地利用。這些物質(zhì)放在地表不僅占用了大量的土地，而且其中的有害物質(zhì)還會(huì)釋放到環(huán)境中對(duì)環(huán)境造成污染，使人們的生活環(huán)境變得更加惡劣。填充采礦技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這一難題，不僅如此對(duì)于我國的復(fù)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(shù)可以實(shí)現(xiàn)“采富保貧”的保護(hù)性開采，即可以優(yōu)先開采下部的、底盤富礦，而將貧礦保留了下來，等待技術(shù)成熟后再加以開采利用。避免了礦產(chǎn)資源的損失與浪費(fèi)。

4.2 降排功能

生存環(huán)境的日益惡劣不僅嚴(yán)重的影響了人們的身體健康，而且已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。填充采礦不僅可以在雜難采礦床中發(fā)揮采富保貧的作用，還可以填充活動(dòng)將大量的工業(yè)廢料深埋入地下，避免了占用土地，同時(shí)也避免了這些工業(yè)廢料對(duì)水源與空氣等的污染，使人類生存的環(huán)境得到保護(hù)，資源得到充分的利用回收。是與科學(xué)發(fā)展觀相適應(yīng)的一項(xiàng)環(huán)保技術(shù)，也是開采礦產(chǎn)向綠色礦業(yè)發(fā)展所邁進(jìn)的一大步。而通過向地下回填大量工業(yè)固體廢物，則是建設(shè)無廢料、排氣礦山開采的重要技術(shù)手段。為礦山有效的處理廢料提供了一個(gè)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(qū)如果的能及時(shí)的采取措施進(jìn)行填充極有可能引起采空區(qū)圍巖的變形，使采空區(qū)的地表發(fā)生大幅度的位移，及時(shí)填充則可避免上述現(xiàn)象發(fā)生。填充還可以形成新的作業(yè)面為，為接下來的操作順利地進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件，采充循環(huán)周期也會(huì)進(jìn)一步縮短。同時(shí)在此技術(shù)的支持下強(qiáng)化開采也得以實(shí)現(xiàn)，采礦綜合生產(chǎn)能力提高的也極為迅速。使用該項(xiàng)技術(shù)可以起到防止巖層產(chǎn)生大規(guī)模移動(dòng)的作用。使工人可以在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中繼續(xù)作業(yè)，如在建筑物下、水體下進(jìn)行采礦作業(yè)。但是地表卻沒有因此而產(chǎn)生變化，自然生態(tài)系統(tǒng)也沒有受到不良影響。利用填充體可以將采空區(qū)的二次應(yīng)利分布狀況進(jìn)行妥善的調(diào)整增強(qiáng)采空區(qū)礦柱圍巖的穩(wěn)定性。

5 充填采礦今后的發(fā)展

為了增加礦產(chǎn)資源的利用率，減少浪費(fèi)節(jié)約資源，礦山以及礦產(chǎn)資源開發(fā)企業(yè)應(yīng)將礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用制定出一個(gè)切實(shí)可行的計(jì)劃與方案，然后對(duì)開采環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的內(nèi)容要全面、科學(xué)，其內(nèi)容包括地質(zhì)災(zāi)害防治、水土保持、資源的開發(fā)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(xiàng)綠色技術(shù)得到廣凡的應(yīng)用與推廣，從填充工藝技術(shù)使用的原料廢石與尾砂，礦產(chǎn)資源開采以及利用來看，應(yīng)進(jìn)一步的研究與完善尾礦干排技術(shù)，在更廣的范圍內(nèi)應(yīng)用該技術(shù)，解決開采礦產(chǎn)過程中所遇到的難題。

6 結(jié)束語

工業(yè)的發(fā)展使得社會(huì)對(duì)資源與能源的需求量急劇增加，礦產(chǎn)資源緊張問題及其開采所帶來的污染問題也逐漸凸顯，對(duì)此人們逐漸摸索出了一套行之有效的辦法，解決礦產(chǎn)資源開采中浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，為提高礦產(chǎn)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(gè)有效的途徑，值得借鑒與推廣。

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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(tuán)塔山煤礦，職務(wù)：科長，研究方向：采礦。