浅析现代采矿理念及充填采矿技术

浅析现代采矿理念及充填采矿技术

王新阁王永玺

山东能源淄矿集团葛亭煤矿山东济宁272053

摘要：在如今这个经济社会飞速发展的时代，我国的矿产资源也是非常重要的，但它随着发展也日渐缺稀，因此我们在开采矿石的时候不仅要注重质量，也要注重节能环保的问题，有利于绿色环保的采矿模式。但是，传统的采矿模式严重影响了环境的污染，因为他排放了大量的废料废气，给人们的生命也带来严重的危害。本文主要是对现代采矿理念和天秤那个采矿技术进行详细的分析，并对其中的不足提出了改正和完善，以供相关人士的参考。

关键词：现代采矿理念；充填采矿技术；绿色；环保

1现代采矿的理念

随着自然环境、生态环境的逐渐恶化，可持续发展的理念日益深入人心，成为了具有划时代意义的全新的发展观和理念。可持续发展主要包含三个方面，即社会可持续、经济可持续以及生态可持续。我国可持续发展的根本目标即社会可持续，并且以经济可持续作为核心，将生态可持续作为前提和基本保障。生态可持续的目的是促进和维护生态系统正常功能的发挥和实现，主要体现在环境容量和资源环境两个方面，基于生态环境的有限条件而开展。而生态可持续的实现，则需要充分利用资源并循环利用资源，其中高新技术更是必不可少的关键要素。

1.1现代采矿理念与充填采矿

为了解决煤炭开采造成环境问题，基于可持续发展观的理念，提出了煤炭绿色开采的概念，目前绿色开采的技术框架已经初步建立。绿色开采模式所涉及到的资源是比较广义的资源，涵盖一切可以利用的资源，如矸石、地下水、煤、土地、瓦斯等。绿色开采以减少采煤对于环境的影响和破坏为目的，因此要形成一种全新的开采技术，使环境和资源能够相互协调，从而在开采的过程中减轻或者避免因开采煤矿而引发的各类不良影响，获得更好的社会效益、环境效益和经济效益。

1.2绿色采矿模式与充填技术

通过分析绿色开采的理念可知，符合科学发展观的绿色采矿模式应具备三个要素，即废料排放小、资源综合利用率高、地表不受破坏，而绿色采矿的主体技术则是充填采矿工艺，也是矿山固体废料处理的有效方法。充填采矿技术不仅可以改善采矿应力环境，还能够有效消除地表下沉的现象，提高资源的综合利用率，有效保护环境。除此之外，充填采矿技术的适用性很强，可以适应各类复杂的、难开采的矿床，能够降低固体废料的排放，如废石尾砂等，甚至能够实现无废开采，消除采矿末端处理。

2传统采矿概念和利弊

传统的采矿模式下，人们较为忽视矿床开采对自然环境产生的影响，只注重了经济利益的获取，将采矿作为矿产资源开发利用的前端工序，不重视环境治理和生态恢复，并将其视为末端工序。在这种采矿理念下，矿区的环境受到污染、生态遭到破坏，甚至于出现重大危险源后才采取相应的末端治理。没有做到生态环境和矿产资源开发的相互协调，没能从每一个工序入手，解决开采和环保之间的矛盾问题。

2.1资源浪费与资源不足

当前，我国在市场资源配置和利用程度之间存在很多矛盾，短缺矿产的资源利用程度远远低于优势矿产。很多矿山企业仅仅重视短期利益的获得，对于优势矿产资源过度利用，开发强度过高。而与之相对的，矿产资源的后备资源却存在不足，对优势资源的地位造成了严重的威胁。我国的很多矿山企业成立的时间较早，经过多年来的开采和利用，超过一半的矿山进入到中晚期。此外，很多企业现有的装备较为落后，技术水平不高，资金也不够充足，导致矿山深部找矿以及生产勘探受到影响，不利于矿山企业的发展。

2.2开采区地表塌陷造成的破坏

2.2.1地形地貌受到损坏

采煤造成的沉陷会使地形地貌的稳定性下降，地表变形，导致塌陷坑和地裂缝的产生，并形成地表移动盆地，即比采空区面积还要大的，位于采空区上方的洼地。这种洼地对于土地的原有形态造成了破坏，严重的情况下，甚至会使土地质量下降，地面长期积水，地表下沉到潜水以下，失去使用的价值，造成耕地面积的减少。即使破坏的程度较轻，也会使地面起伏不平，不利于灌溉和耕种。地表裂缝的存在使岩体和土地的连续性遭到破坏，导致水土流失，不利于耕种，同时也容易发展成为重大地质灾害的危险源。

2.2.2土地资源受到损坏

因采空塌陷而导致的地表变形，使土地的营养成分遭到破坏，土壤酸化，土地的自然形态也发生了改变，逐渐形成干旱地或者沼泽地，使土地的质量下降甚至失去使用的价值。

2.2.3水资源受到污染

人为疏干排水是传统的采煤系统所采用的方法，这种方式下形成的导水裂隙会自然疏干煤系的含水层，使地下水源干枯，对地下水资源造成了严重的破坏。采空区沉降还会使机井、水渠、地面河道和池塘发生变形甚至干枯，给矿区居民的生活也造成了严重的影响，出现饮水困难的问题。

3充填采矿发展存在的问题及改进措施

从上面的原因可以看出，充填采矿法从某些方面代表了国内外矿山发展的趋势，但是充填采矿的技术研究和应用方面还存在着某些问题，下面笔者对充填采矿发展提出一些粗浅的改进观点，供研讨。

3.1创造新型采矿工艺

充填采矿技术要结合矿山特点，矿床开采技术条件，发明或创造一些与其他采矿技术相结合的新型采矿法。对于缓倾斜极薄矿脉开采，可用矿岩分掘，废石抛掷充填空区，即削壁充填和爆力运矿相结合的采矿法。对于厚大而矿岩较稳固的矿体，可用浅孔和中深孔空场采矿法开采，采后空区采用尾砂胶结、块石胶结或高水材料充填，即阶段连续回采快速充填工艺，既降低成本，又提高效率，也做到对采空区的合理处理。

3.2低成本、高强度的新型充填固化材料的开发研制

充填料的物理特性包含：孔隙率、湿度、容重、粒度、固体含量及其级配、渗水度、抗压、抗剪力学强度、可压缩性等。充填体的物理力学特征与许多因素有关，主要取决于骨料的成分及其结构，胶结材料的成分及其组成方式等，它直接影响充填体的强度和采场的稳定性，这是充填采空区必不可少的材料基本性能研究，因此各国都对此进行了深入研究。

3.3高效矿山充填设备和提高矿山充填自动控制化的研制

矿山充填系统的自动化程度的高低直接影响和制约矿山充填采矿技术的发展，但是由于国产的相关设备技术性能稳定性差，遏止了矿山充填技术的发展。所以必须加强研制高效浓密设备（如：高效浓密机、陶瓷过滤机、真空过滤机、盘式过滤机等），为高浓度全尾矿浆的制造提供有效保证，同时研究减少或消除充填设备磨损和腐蚀的方法。更重要的是要研制高浓度输送设备，采用压排设备输送调节各段输送压力，防止输送堵管现象。对于充填系统卸料浓度和物料流量的自动控制技术正常化，最为关键的是要研制和引进适合于矿山应用的自动化设备和仪表，建立真正意义上的自动控制系统，从而调节充填系统的全尾矿卸料、充填固化材料和清水等物流量来自动调节充填浓度。

结束语

总的来说，对于现代开采技术来讲，最符合我国绿色开采的理念就是充填采矿技术的应用，而且还是一种高效节能的采矿技术，能一定程度上节约矿产资源的频繁使用，而且还对生态环境有所保护，满足了社会经济发展的需求。通常在爱用充填采矿技术的时候，不仅需要对原先存在的问题进行改进，对而且还要不断引进新的技术，确保了采矿的质量和效率，同时也注重了环保问题。

参考文献

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