采礦充填技術論文

　　在高速發(fā)展的現代工業(yè)階段，逐漸擴大了采礦規(guī)模。這是學習啦小編為大家整理的采礦充填技術論文，僅供參考!

　　采礦充填技術論文篇一

　　淺析充填采礦技術應用及現狀

　　[摘 要]本文總結了充填采礦的發(fā)展現狀歷程與成功應用的經驗，并且分析了國內外充填采礦的情況，對礦山充填采礦技術發(fā)展趨勢和所應解決關鍵技術問題進行了評述。最后得出在資源利用和環(huán)境保護協(xié)同并進的地下礦山，充填采礦技術必將得到優(yōu)先發(fā)展。

　　[關鍵詞]充填采礦;資源利用;環(huán)境保護

　　中圖分類號：TD853.34 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2015)14-0067-01

　　1 我國充填采礦技術應用現狀

　　我國的充填采礦技術經歷了廢石干式充填、分級尾砂水力充填、碎石水力充填、混凝土膠結充填、磨砂膠結充填、分級尾砂或天然砂充填、廢石膠結充填、全尾砂膠結充填、赤泥膠結充填和膏體充填的發(fā)展過程。但中國礦山數量多，開發(fā)與應用的充填工藝與技術類型多，尤其是近十余年來，在新的充填技術的研究開發(fā)和推廣應用方面均取得了長足的進步。綜合起來，中國的充填采礦技術發(fā)展大體分以下幾個階段。

　　第一階段是20世紀50年代、60年代，均是以處理廢棄物為目的的廢石干式充填工藝。但廢石干式充填因其效率低、生產能力小和勞動強度大，滿足不了采礦工業(yè)的發(fā)展，國內干式充填采礦所占比重逐年下降，幾乎處于被淘汰的地位。

　　第二階段是2O世紀70年代、80年代，開始應用尾砂膠結充填技術，由于非膠結充填體無自立能力，難以滿足采礦工藝高回采率和低貧化率的需要。所以在水砂充填工藝得以發(fā)展并推廣應用后，開始采用膠結充填技術。這一時期的細砂膠結充填料主要以尾砂、天然砂和棒磨砂等作為充填集料，膠結劑為水泥。

　　第三階段是20世紀90年代以來，隨著采礦工業(yè)的迅速發(fā)展，原充填工藝已不能滿足回采工藝的要求和進一步降低采礦成本或環(huán)境保護的需要。因而發(fā)展了高濃度充填、膏體充填、廢石膠結充填和全尾砂膠結充填等技術新。

　　2 國外充填采礦法的使用概況

　　2.1 加拿大充填采礦技術的發(fā)展

　　加拿大地下礦山充填技術從20世紀30年代開始，普遍采用沖擊砂作為充填料，到40年代末廣泛采用選廠沖積尾砂進行充填。50年代中期到末期，用尾砂膠結充填澆面作為扒礦底板，采用分層水砂充填代替勞動強度大且靈活性差的方框支架采礦法。1985～1991年，加拿大在充填材料、充填工藝方面的研究取得了很大的成就。加拿大礦山相繼采用塊石膠結充填、高濃度管道輸送充填、膏體充填等，不僅提高了礦山的綜合生產能力，降低了充填成本，而且改善了井下的生產環(huán)境。

　　2.2 德國充填采礦技術

　　德國在過去的幾年間，發(fā)展了不同的膠結充填采礦系統(tǒng)。其中比較典型的有：拉梅爾斯貝格鉛鋅礦，采用了下向分層膠結充填采礦法結合風力充填，回采了高品位的鉛鋅銅礦，采用碎石和高爐爐渣水泥的混合物作充填料。梅根鉛鋅礦，根據礦體各部位的情況不同，采用了不同的采礦方法，主要是分層充填法和巷道充填法回采脈狀鉛鋅礦，用帶式拋擲充填車輸送和拋放含水泥和飛灰的漿液塊石充填料。格隆德鉛鋅礦，在20世紀60年代至70年代初，該礦采用無底柱分段崩落法采礦，由于礦巖不穩(wěn)固，采礦條件差，礦石損失和貧化大，故改用分段充填采礦法。

　　3 充填采礦的優(yōu)勢

　　3.1 減排功能

　　充填采礦技術的作用和意義已遠遠超出了礦山開采的范疇。在世界上已經出現了少數典型的無廢料排棄的礦山。例如，德國格隆德鉛鋅礦利用浮選后的全尾砂和重選碎石制備膏體充填料回填下向充填進路，不再有尾礦排棄到尾礦庫。勿庸置疑，這類礦山開采的首先條件是能否將大量工業(yè)固體廢物回填到地下。大量處理工業(yè)固體廢料將是礦山今后設計優(yōu)先考慮的重要任務，是解決礦區(qū)環(huán)境污染問題的最好方法。

　　3.2 消除地表變形及下沉功能

　　利用充填技術快速、有效地充填采空區(qū)，可以及時支撐采空區(qū)頂部巖層，阻止和抵抗圍巖進一步變形，防止大幅度的位移發(fā)生。通過充填可以快速形成新的工作面，為后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造條件，縮短采充循環(huán)周期，提高采礦綜合生產能力。充填采礦技術可以有效地阻止巖層發(fā)生大規(guī)模移動，實現水體下、建筑物下采礦，同時保護了地表不遭破壞，維持原有的生態(tài)環(huán)境。

　　4 充填采礦發(fā)展存在的問題及改進措施

　　從上面的原因可以看出，充填采礦法從某些方面代表了國內外礦山發(fā)展的趨勢，但是充填采礦的技術研究和應用方面還存在著某些問題，下面筆者對充填采礦發(fā)展提出一些粗淺的改進觀點，供研討。

　　4.1 創(chuàng)造新型采礦工藝，保證充填質量

　　充填采礦技術要結合礦山特點，礦床開采技術條件，發(fā)明或創(chuàng)造一些與其他采礦技術相結合的新型采礦法。對于緩傾斜極薄礦脈開采，可用礦巖分掘，廢石拋擲充填空區(qū)，即削壁充填和爆力運礦相結合的采礦法。對于厚大而礦巖較穩(wěn)固的礦體，可用淺孔和中深孔空場采礦法開采，采后空區(qū)采用尾砂膠結、塊石膠結或高水材料充填，即階段連續(xù)回采快速充填工藝，既降低成本，又提高效率，也做到對采空區(qū)的合理處理。

　　4.2 開發(fā)研制低成本、高強度的新型充填固化材料

　　充填料的物理特性包含：孔隙率、濕度、容重、粒度、固體含量及其級配、滲水度、抗壓、抗剪力學強度、可壓縮性等。充填體的物理力學特征與許多因素有關，主要取決于骨料的成分及其結構，膠結材料的成分及其組成方式等，它直接影響充填體的強度和采場的穩(wěn)定性，這是充填采空區(qū)必不可少的材料基本性能研究，因此各國都對此進行了深入研究。

　　4.3 研制高效礦山充填設備和提高礦山充填自動控制化

　　礦山充填系統(tǒng)的自動化程度的高低直接影響和制約礦山充填采礦技術的發(fā)展，但是由于國產的相關設備技術性能穩(wěn)定性差，遏止了礦山充填技術的發(fā)展。所以必須加強研制高效濃密設備(如：高效濃密機、陶瓷過濾機、真空過濾機、盤式過濾機等)，為高濃度全尾礦漿的制造提供有效保證，同時研究減少或消除充填設備磨損和腐蝕的方法。更重要的是要研制高濃度輸送設備，采用壓排設備輸送調節(jié)各段輸送壓力，防止輸送堵管現象。對于充填系統(tǒng)卸料濃度和物料流量的自動控制技術正?；?，最為關鍵的是要研制和引進適合于礦山應用的自動化設備和儀表，建立真正意義上的自動控制系統(tǒng)，從而調節(jié)充填系統(tǒng)的全尾礦卸料、充填固化材料和清水等物流量來自動調節(jié)充填濃度。

　　5 結束語

　　為保證我國礦產資源的正常需求，必須發(fā)展綠色采礦模式，無廢料采礦技術已納入我國中長期科技發(fā)展規(guī)劃，而礦山固體廢料充填采礦工藝是綠色采礦的主體支撐技術，無廢、少廢采礦工藝技術的創(chuàng)新及其技術的工程化集成配套，將成為我國礦山技術的主要發(fā)展方向。

　　參考文獻

　　[1]解偉，隋利軍，何哲祥.基于采礦充填的尾礦處置技術應用前景[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34(8)：37-39.

　　[2]《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊(第4卷)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

　　采礦充填技術論文篇二

　　現代采礦理念和充填采礦研究

　　摘 要：在高速發(fā)展的現代工業(yè)階段，逐漸擴大了采礦規(guī)模。傳統(tǒng)采礦理念已經嚴重破壞了環(huán)境，因此迫切需要研究現代采礦理念和充填采礦。本文主要分析了我國傳統(tǒng)采礦理念存在的問題，現代采礦理念概述，綠色采礦理念下的充填采礦技術。

　　關鍵詞：采礦理念;充填;現代

　　中圖分類號：TD853 文獻標識碼：A

　　我國在發(fā)展礦產行業(yè)過程中，充分結合現代化采礦理念與充填采礦技術，不但極大提升了礦產資源的生產水平，還有效保護了附近的生態(tài)環(huán)境，進一步保證了我國可持續(xù)發(fā)展社會主義市場經濟。

　　一、我國傳統(tǒng)采礦理念存在的問題

　　在我國傳統(tǒng)開采礦產過程中，人們一般都將開發(fā)礦產資源擺在第一位，而在后期工作中沒有積極治理與恢復礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。同時很多開采礦產企業(yè)在開發(fā)利用礦產資源的過程中，僅僅重視開采礦床工作的經濟行為，對保護附近自然環(huán)境問題進行了忽略，因此，嚴重影響了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

　　(一)嚴重浪費資源現象

　　目前，我國利用豐富儲量的礦產資源效率極高，造成我國短缺后備資源，我國回收有色金屬率已經提升至64%，但是相較于世界發(fā)達國家還是產生了極大的差異，因此回收有色金屬率依然很低，形成了嚴重的浪費現象。雖然我國擁有豐富的礦產資源總量，但是由于我國人口基數很大，因此礦產人均資源占有量要比世界平均水平低，導致了礦產資源的嚴重短缺。

　　(二)開采礦區(qū)地表出現了嚴重的塌陷

　　我國由于開采礦產造成1.8萬km2土地遭到破壞，并且出現了不斷增長的趨勢。開采礦產極易形成地面塌陷，導致在礦區(qū)土地上種植作物更加困難，降低了土地使用的價值。開采礦產資源還會極大影響生態(tài)環(huán)境，破壞了動植物的生存環(huán)境，進一步產生了惡化現象，促使生態(tài)環(huán)境不斷惡性循環(huán)。此外，地面塌陷還會影響土壤中的營養(yǎng)成分，引發(fā)地下水枯竭，加重了土壤沙漠化問題，隨之產生很多社會問題。

　　二、現代采礦理念概述

　　可持續(xù)發(fā)展已經成為跨時代全新發(fā)展觀，是人類觀念在20世紀的主要變革。為了可以更好的推動我國可持續(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)展就是科學協(xié)調環(huán)境容量和資源，獲得穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。綠色開采理念是將廣義資源作為基礎進一步對全部可利用的資源正確認識，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，進而獲得一種可以對環(huán)境和資源關系有效協(xié)調的開采技術，它的價值是盡可能減少采礦破壞生態(tài)環(huán)境的程度，在這個前提下可以收獲最大的社會、經濟和環(huán)境效益。綜合分析，推行綠色采礦著重表現為企業(yè)對科學發(fā)展觀的貫徹落實，在推行綠色采礦的過程中，礦山企業(yè)應當對各項因素綜合考慮，減少污染和破壞問題。

　　三、綠色采礦理念下的充填采礦技術

　　聯系綠色采礦理念，目前與科學發(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、不會破壞地表等。不可否認，支撐綠色采礦的主要技術是礦山固體廢料充填采礦工藝。充填采礦技術擁有對采動造成的地表下沉問題積極消除以及不斷完善采礦應力環(huán)境功能，低貧損開采、提高綜合應用資源效率功能以及保護采富保貧遠景資源功能，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現無廢開采的功能。

　　(一)降排功能

　　當前，充填采礦技術的應用更加頻繁，不斷加快了充填技術的發(fā)展與進步。事實上，充填采礦的功能與意義已經跨越了礦山開采的應用范圍。因為通過地下深埋大量工業(yè)廢料進而有效保護環(huán)境，以及最大程度科學應用資源，也是我國國民經濟可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略要求。構建無廢礦山，能夠完全實現綠色礦業(yè)。世界范圍內已經產生了少量典型的沒有排氣廢料的礦山。開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。礦山未來迫切需要解決的問題是合理處理大量固體廢料，這也是對礦區(qū)環(huán)境污染問題積極解決的最佳方法。

　　(二)消除地表下沉和改善采礦應力環(huán)境功能

　　1在采空區(qū)通過充填技術迅速有效的實施充填，可以對采空區(qū)圍巖及時進行支撐，避免圍巖出現更加嚴重的變形，防止出現較大程度的位移。

　　2充填體能夠對采空區(qū)附近分布二次應力情況積極改善，確保礦柱圍巖本身的穩(wěn)固性。

　　3利用充填能夠迅速產生全新的工作面，為接下來的操作提供必要條件，減少了采充循環(huán)時間，進一步加強了開采，提升綜合采礦生產能力。

　　4充填體能夠對釋放地壓能量速度放緩，防止或者減少出現深部沖擊地壓現象。

　　(三)低貧損開采功能和保護遠景資源功能

　　1在各種角度、薄厚、復雜多變的礦體中能夠科學運用膠結充填采礦技術，尤其是針對較為厚大的礦體，將會積極提升礦柱回收效率以及保證出礦質量，因此能夠最大程度對礦石進行回收。

　　2對于難采復雜的礦床可以通過充填采礦技術為其提供強大的技術支持。

　　3對下部優(yōu)先開采或者底盤富礦的礦山通過充填采礦技術形成采富保貧而不會損失與破壞礦產資源。

　　4在廢石、尾礦中包含了目前技術無法回收的重要物質，長期保存于地表，填充屬于一種科學的保護模式。

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

　　結語

　　21世紀是迅速發(fā)展現代科學以及不斷增長的現代工業(yè)時期，形成了巨大的礦產資源開發(fā)規(guī)模。開發(fā)礦產資源難度增加，開采難度加大，開采對象逐漸轉變?yōu)楦邞Νh(huán)境中的難采礦體。采礦行業(yè)不僅出現了地質災害問題，還形成了大量的經濟問題。人們逐漸意識到保護礦山與合理應用礦產資源的重要性，迫切希望大力推行綠色采礦。

　　參考文獻

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

　　[2]陳德敏，謝斐.我國資源安全戰(zhàn)略內涵屬性表征的結構分析[J].中國軟科學，2012(06).