现代采矿理念与充填采矿探析

摘 要：在矿产资源大规模开发的前提下，采用传统采矿模式会在开发过程中排出大量固体废料，如尾砂、冶炼渣、废石块等，这些固体废料的排放会造成严重的环境破坏，甚至会引发各类事故。大规模开发矿产资源，排放的大量工业废料、废水、废气使环境污染严重，为此，加强矿山环保及矿山资源综合利用的重要性和紧迫性受到人们越来越多的重视，并寄望于绿色采矿能有效解决这类问题。因此，在新形势下，采矿模式应倡导绿色采矿。在绿色采矿中，矿山固体废料充填采矿工艺是主体的支撑技术。

关键词：现代采矿 充填采矿 绿色采矿

中图分类号：C35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0091-01

1 传统采矿理念

传统采矿理念认为，采矿与矿区生态恢复和环境治理分属于矿产资源开发利用中的两个不同的工序。传统采矿开发造成大量土地遭到不同程度的破坏，导致大量固体废料堆放于地表、井下形成大量采空区、开采区地表塌陷等各类问题和安全隐患。据不完全统计，采矿所破坏的土地面积达到2万平方公里以上。

2 绿色采矿

绿色采矿即为能最大程度地使废料的产出和排放减少，资源综合利用率全面提高，矿产资源开发所带来的负面影响降低的采矿模式。它能最大限度地使采矿对环境和资源的不利影响减轻，进而使经济、环境和社会效益达到最佳。

其基本内涵有三个：首先，使资源的综合利用程度能够提高，回收低品位矿石能有规划地进行，做到既要充分回收可利用矿物，又要实行保护性的良性开采；其次，实现废料排放最低化，在采矿过程中，应尽可能地降低废气、尾气产出排放量，削弱采矿对环境的污染和危害，减弱或者消除地表沉降导致的人文生态环境的破坏；再次，推动废料的资源化，实现废料的回收再利用。

3 绿色采矿与充填采矿技术

矿山固体废料充填采矿工艺为绿色采矿的主体支撑技术。充填法即在采矿作业完成后，用一些廉价或者是废弃的物料填充矿区，避免地表发生塌陷，这样不仅使资源能有效利用，还能对地质灾害进行有效控制，其适用的条件有：首先，地表没有塌陷情况；其次，矿产价值较高的矿体适合用充填法，因用的多是廉价的物料或者废石，故有较高的回收率，在开采镍矿、金矿等高价值矿体中适合采用；最后，适合含有破碎岩体的矿体。在充填法中，胶结充填法在未来或将获得逐步推广。其是混合胶结剂和尾砂、废石等来作为材料，生成一种有膏体性质的充填浆体，再用这种充填物填充采空区，充填时，工作人员可以在充填体的下方作业，提高了充填的安全性，充填法适用于矿体埋藏比较深的情况。在矿体埋藏深度较深的情况下，采完矿之后，会引起岩石局部爆裂，这种情况下，就需要对采空区充填充填浆体，这样才能使岩石的应力变化得到有效控制，防止岩石爆裂。

4 充填采矿技术的主要功能

4.1 降排功能

大量的煤矸石、粉煤灰、冶炼渣以及废石伴随矿产资源开发利用时也产生了，这些废弃物也是我国工业废弃物中排放量最大的，在固体废弃物总量中占到了85%左右。若能将这类工业废弃物用于充填，使其深埋于地下，不仅可以实现矿产资源的合理充分利用，还能有效改善自然环境。但充填采矿技术的降排功能不仅局限于改善矿山开采的环境，还能有效解决矿区环境污染问题。在未来，想必如何集中处理工业固体废料将成为矿山设计重点考虑的方向之一。

4.2 消除地表沉降、改善采矿应力环境

充填技术可有效支撑采空区围岩、防止其变形，并能有效防止大规模的移位发生。充填技术可在充填的时候能使新的工作面快速形成，为后续工作提供了便利的环境，使采充循环周期最大限度地缩短了，全面提高采矿综合生产能力。它还能有效阻止岩层大幅度位移，从而使得在水体下、建筑物下开展采矿作业能够实现，还能有效保护地表，保护好生态环境。采空区周围二次应力分布的状况通过充填体能得到显著改善，从而使矿柱围岩自身的稳定性提高。

4.3 充低贫损开采功能

废石、尾矿、废碴中含有的一些有用物质是当前技术所不能回收的，放在地表造成了大量土地的浪费，还破坏了生态环境。充填采矿技术则是一种可靠的保护方式，它为开采复杂的难采矿床提供了强有力的技术支撑，它能够对特定需要优先开采下部、底盘富矿的矿山实行“采富保贫”，并能减少矿产资源的破坏和损失。

5 充填采矿的研究方向

综上，矿产资源开发企业及矿山应科学制定矿产资源综合开发规划与设计方案，进行必要的环境影响评价，开展资源开发利用、生态环境保护、水土保持、地质灾害防治、废弃地复垦等方面的规划。矿山固体废料充填采矿工艺是绿色采矿的主体支撑技术，基于目前充填工艺技术的研究和发展现状，尾砂与废石仍为矿山充填的主要物料。因此，矿产资源开发企业及矿山应着力研究并推广尾矿干排技术，全面推广充填采矿。

参考文献

[1] 乔登攀，程伟华，张磊，等.现代采矿理念与充填采矿[J].有色金属科学与工程，2011（2）：7-14.

[2] 贺兵红.近十年来充填技术在铁矿山的应用进展[J].工程建设，2011（4）：28-32+41.

[3] 王谦源，李洋，曹春蕾.矿山充填技术与胶凝材料的选用[J].采矿技术，2013（3）：34-36+107.

[4] 陈偶，乔登攀，张国龙，等.现代矿山充填采矿法浅析[J].矿冶，2013（3）：30-32+35.

[5] 李东印.科学采矿评价指标体系与量化评价方法[D].河南理工大学，2012.