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【摘 要】 自从进入新世纪以来泄界各国的环境问题日益严峻,生态失衡、能源紧缺、环境污染、温室效应等问题的出现严重威胁着人们的生活和工作,更是给社会经济发展带来了极大的制约和影响。矿产资源作为人们生活和生产中不可缺少的基础物质资源之一,它因为本身属于不可再生资源且受到长期的不科学、不合理开采技术影响,使得整个矿产开采工作存在着极大的缺陷和不足严重的影响着企业经济发展甚至是给整个国家经济带来严重威胁。
【关键词】 充填采矿法;充填技术;发展趋势
引言:
在我国当前矿业领域技术持续发展的过程中,现代化的采矿技术已经开始更多的对于高科技技术进行应用,在和高科技技术进行结合之后的机械设备在矿业开采过程中,发挥出了极为优秀的作用。在这其中,充填采矿技术由于自身所具有的减排性能以及消除地形变化的功能存在,促使其在矿业领域之中得到了较高程度的重视。本篇文章主要针对充填采矿技术的应用以及其中所存在的问题进行了深入的研究,以期为我国充填采矿技术应用发展做出贡献。
一、充填采矿技术概论及选择充填技术的基本原则
(一)充填采矿技术概论
在我国当前采矿行业持续发展的过程中,相当一部分采矿企业已经开始应用填充采矿技术,该技术的出现极大的提升了我国当前矿产资源的开发以及利用,并且切实有效的提升了采矿过程中所呈现出的采矿安全性以及回采率,并且还能够对于地表的塌陷现象,起到一定程度的控制作用。近几年来,在我国科学技术的持续发展的过程中,其充填工序本身作为回填过程中所呈现出的一个重要部分,已经直接使得生产成本大幅度的降低,促使矿产企业本身在这一过程中所呈现出来的经济效益得到了极大的提升。
(二)选择充填技术的基本原则
(1)以保护环境作为技术操作前提。在进行填充采矿技术选择的过程中,务必要先对周边的采矿环境进行调查,不仅起到了减少填充费用的作用,同样还将环境污染可能性得到了控制,同时,在进行采矿的过程中,还能够采取回收利用的方式来对煤灰以及尾砂等材料进行循环性的利用。
(2)确保做到安全生产。在针对填充技术进行选择的过程中,确保安全生产工作的执行是其中的一个关键所在,所以必须要对地压措施以及采矿方式来进行周密的考虑,这对于降低安全事故来说,起到了极其重要的防护作用。
二、目前充填采矿技术应用发展现状
我国矿山数量多,而且随着充填采矿技术的发展,该技术的工艺和类型不断得到开发和应用,充填技术的发展过程主要是废石干式充填工艺、高浓度充填工艺、膏体泵送胶结充填工艺等,如今,这些工艺随着时代的发展不断改进,新充填技术研发与应用已获得明显进步。废石干式充填工艺主要是处理废石,将开采出来的碎石直接回填,不采用任何胶结剂,现阶段已不适应该工艺,高浓度充填工艺将全尾砂活化搅拌作为填充料,并直接将处于高浓度状态下的材料送到采矿区进行充填,该工艺可应用于缺乏充填料的矿区。膏体泵送胶结充填工艺主要是采用正压排量泵输送成膏状的充填材料,以利于运输。从充填采矿技术应用发展来看,可将该技术的发展过程分为三个阶段。(1)20世纪50、60年代是第一阶段。该阶段主要采用废石干式充填工艺与水力充填工艺处理废弃物,但是由于该工艺生产能力小、充填效率低、劳动量大,难以适应采矿工业发展需求,已被淘汰。(2)20世纪70、80年代是第二阶段。对充填技术进行了改进,采用了尾砂胶结充填技术,之后由于无法取得高回采率和低贫化率的采矿要求,逐步发展并推广应用细砂胶结充填技术,该技术如今已日臻成熟。(3)20世纪90年代至今是第三阶段。为顺应时代和采矿工业发展,满足降低采矿成本、保护环境等需求,目前已在国内外各大矿区采用废石胶结充填、全尾砂胶结充填和高浓度充填等技术。
三、国内外充填采矿法应用现状
在国外充填法应用较广,特别是20世纪80年代,发达国家对环境保护的要求越来越严格,制定了环境保护法,要求井下开采的矿区固体废物必须妥善处理,违者罚款、停产治理。例如由于生态环境的要求,澳大利亚几乎不用崩落法采矿,德国煤矿发展坑口电站,将产生的粉煤灰回填到井下,每吨奖励5马克,加拿大采用充填采矿法的比例已经占到40%以上,加上空场嗣后充填,总量达到70%--80%,世界著名的南非金矿开采深度已达到3000m以上,现在大都采用充填法开采来控制上下盘闭合和减少岩爆事件发生。有关资料显示,国外开采深度超过1200m的矿山,虽然继续采用空场法和崩落法,但是充填采礦法的比重逐渐加大。根据俄罗斯科学院矿物综合开发问题研究所的预测,近几年内充填采矿法采矿量在黑色冶金矿山占15%-20%,而在有色冶金矿山将超过50%。
四、充填采矿技术应用发展存在的主要问题及解决对策
(一)改善充填采矿技术
矿产企业根据矿山特点选择合理的充填技术进行矿石开采,可以满足采矿作业与时代发展要求。在当今社会发展过程中,采矿技术的选择直接影响矿产企业的生产发展,导致矿产开采工作出现各种问题。此外,采矿区形状的不合理设计,会给充填作业、矿石开采及充填质量产生严重影响,若无法采取措施解决这些问题,极易影响开采的工作效率和质量。所以,矿产企业在进行实际开采作业前,应根据这些问题有针对性的制定解决方案,对矿山的数据资料进行充分收集、掌握与分析,合理制定采矿区设计方案,并选择适宜该矿区环境和地质特点的充填工艺。
(二)加强充填设备研制以提高充填作业效率
目前,由于矿区充填设备落后,充填系统自动控制与自动化水平低,制约了充填技术的发展,也降低了充填作业效率和质量。所以,应加强高效充填设备与高浓度传输设备的研制,并运用压排设备有效调节和输送各段压力,以免发生堵管现象。此外,适当研制和引进自动化仪表和设备,进行自动监测与添加,有利于自动控制系统的建立,可以提高充填自动控制与自动化水平,保证充填作业质量和效率。 (三)建立健全的充填管理和检查制度
加大充填监督管理力度,对于充填采矿技术施工中出现的问题有针对性的制定解决方案,并定期使用现代化检测设备检测充填区域,可有效保证充填质量。为保证矿区生产需要的充填材料质量,必须在充填站采用先进的电子设备与机械设备。充填站大多设于矿区内或附近区域,该站属于地表设施,是制备矿区所需充填料的重要场所。在充填站材料制备流程中,需要运用阀、泵、流量计、浓度计及胶结计量等装置,这些装置目前以采用电子控制方式,显著提高了材料制备效率。保证充填材料质量的关键因素是有效控制混合浆体与胶结剂材料浓度剂量,而这些剂量的有效控制,通常需要经过称重装置与流量监测装置精确测定。
五、我国充填采矿技术的发展方向
(一)加强充填站的管理制度现阶段,由于大多数的充填站都装备了相应的机械设备和电子设备,为生产所需的充填材料提供了方便。然而大多数充填料制备站对充填料制备流程的设备缺乏定期的系统的严格检查,大多流于形式。因此,为了保持松散充填材料的合理速度控制,应加强充填站的管理制度,对充填站的机械和设备进行定期采样检查,确保充填料的质量达标。
(二)创造新型的填充采矿工艺
充填采矿技术应结合矿山自身的特点,创造适宜的新型采矿法。对于矿岩区稳固的厚大矿体,宜选用中深孔和浅孔空场采矿法来进行开采,开采后出现的空区宜选用块石胶结、尾砂胶结或高水材料来进行充填,这样能有效的降低成本,提高矿区的利用效率,同时对采空区又进行了合理的处理。因此,因地适宜的采取新型的填充采矿工艺是很关键的一个环节。
(三)研制高强度低成本的新型充填固化材料
充填材料的物理特征主要取决于胶结材料的成分及组成方式,骨料的结构成分,这两个方面都对采场的稳定性和充填体的强度有关键的影响。我国目前研制的高水材料,具有充填效率高,充填体固结速度快,低浓度远距离输送便利,充填料无重力水排出的特点。然而存在强度不足、极易风化的缺点。因此需要加强对高水材料的长期性能的进一步研究和开发。
六、结束语
要想满足时代的要求采矿企业要不断完善采矿技术以及对采矿技术进行不断的创新,归纳总结采矿过程中充填技术中存在的问题对其进行修改和更正确保充填采矿技术切实可行提高采矿事业的工作效率,满足新时期对充填采矿技术提出的新要求。
参考文献:
[1]万海涛,方勇,肖广哲,秦杨.充填采矿法的应用现状及发展方向[J].世界有色金属,2009,08:26-28.
[2]夏长念,孙学森.充填采矿法及充填技术的應用现状及发展趋势[J].中国矿山工程,2014,01:61-64.
[3]杨泽,侯克鹏,乔登攀.我国充填技术的应用现状与发展趋势[J].矿业快报,2008,04:1-5.
【关键词】 充填采矿法;充填技术;发展趋势
引言:
在我国当前矿业领域技术持续发展的过程中,现代化的采矿技术已经开始更多的对于高科技技术进行应用,在和高科技技术进行结合之后的机械设备在矿业开采过程中,发挥出了极为优秀的作用。在这其中,充填采矿技术由于自身所具有的减排性能以及消除地形变化的功能存在,促使其在矿业领域之中得到了较高程度的重视。本篇文章主要针对充填采矿技术的应用以及其中所存在的问题进行了深入的研究,以期为我国充填采矿技术应用发展做出贡献。
一、充填采矿技术概论及选择充填技术的基本原则
(一)充填采矿技术概论
在我国当前采矿行业持续发展的过程中,相当一部分采矿企业已经开始应用填充采矿技术,该技术的出现极大的提升了我国当前矿产资源的开发以及利用,并且切实有效的提升了采矿过程中所呈现出的采矿安全性以及回采率,并且还能够对于地表的塌陷现象,起到一定程度的控制作用。近几年来,在我国科学技术的持续发展的过程中,其充填工序本身作为回填过程中所呈现出的一个重要部分,已经直接使得生产成本大幅度的降低,促使矿产企业本身在这一过程中所呈现出来的经济效益得到了极大的提升。
(二)选择充填技术的基本原则
(1)以保护环境作为技术操作前提。在进行填充采矿技术选择的过程中,务必要先对周边的采矿环境进行调查,不仅起到了减少填充费用的作用,同样还将环境污染可能性得到了控制,同时,在进行采矿的过程中,还能够采取回收利用的方式来对煤灰以及尾砂等材料进行循环性的利用。
(2)确保做到安全生产。在针对填充技术进行选择的过程中,确保安全生产工作的执行是其中的一个关键所在,所以必须要对地压措施以及采矿方式来进行周密的考虑,这对于降低安全事故来说,起到了极其重要的防护作用。
二、目前充填采矿技术应用发展现状
我国矿山数量多,而且随着充填采矿技术的发展,该技术的工艺和类型不断得到开发和应用,充填技术的发展过程主要是废石干式充填工艺、高浓度充填工艺、膏体泵送胶结充填工艺等,如今,这些工艺随着时代的发展不断改进,新充填技术研发与应用已获得明显进步。废石干式充填工艺主要是处理废石,将开采出来的碎石直接回填,不采用任何胶结剂,现阶段已不适应该工艺,高浓度充填工艺将全尾砂活化搅拌作为填充料,并直接将处于高浓度状态下的材料送到采矿区进行充填,该工艺可应用于缺乏充填料的矿区。膏体泵送胶结充填工艺主要是采用正压排量泵输送成膏状的充填材料,以利于运输。从充填采矿技术应用发展来看,可将该技术的发展过程分为三个阶段。(1)20世纪50、60年代是第一阶段。该阶段主要采用废石干式充填工艺与水力充填工艺处理废弃物,但是由于该工艺生产能力小、充填效率低、劳动量大,难以适应采矿工业发展需求,已被淘汰。(2)20世纪70、80年代是第二阶段。对充填技术进行了改进,采用了尾砂胶结充填技术,之后由于无法取得高回采率和低贫化率的采矿要求,逐步发展并推广应用细砂胶结充填技术,该技术如今已日臻成熟。(3)20世纪90年代至今是第三阶段。为顺应时代和采矿工业发展,满足降低采矿成本、保护环境等需求,目前已在国内外各大矿区采用废石胶结充填、全尾砂胶结充填和高浓度充填等技术。
三、国内外充填采矿法应用现状
在国外充填法应用较广,特别是20世纪80年代,发达国家对环境保护的要求越来越严格,制定了环境保护法,要求井下开采的矿区固体废物必须妥善处理,违者罚款、停产治理。例如由于生态环境的要求,澳大利亚几乎不用崩落法采矿,德国煤矿发展坑口电站,将产生的粉煤灰回填到井下,每吨奖励5马克,加拿大采用充填采矿法的比例已经占到40%以上,加上空场嗣后充填,总量达到70%--80%,世界著名的南非金矿开采深度已达到3000m以上,现在大都采用充填法开采来控制上下盘闭合和减少岩爆事件发生。有关资料显示,国外开采深度超过1200m的矿山,虽然继续采用空场法和崩落法,但是充填采礦法的比重逐渐加大。根据俄罗斯科学院矿物综合开发问题研究所的预测,近几年内充填采矿法采矿量在黑色冶金矿山占15%-20%,而在有色冶金矿山将超过50%。
四、充填采矿技术应用发展存在的主要问题及解决对策
(一)改善充填采矿技术
矿产企业根据矿山特点选择合理的充填技术进行矿石开采,可以满足采矿作业与时代发展要求。在当今社会发展过程中,采矿技术的选择直接影响矿产企业的生产发展,导致矿产开采工作出现各种问题。此外,采矿区形状的不合理设计,会给充填作业、矿石开采及充填质量产生严重影响,若无法采取措施解决这些问题,极易影响开采的工作效率和质量。所以,矿产企业在进行实际开采作业前,应根据这些问题有针对性的制定解决方案,对矿山的数据资料进行充分收集、掌握与分析,合理制定采矿区设计方案,并选择适宜该矿区环境和地质特点的充填工艺。
(二)加强充填设备研制以提高充填作业效率
目前,由于矿区充填设备落后,充填系统自动控制与自动化水平低,制约了充填技术的发展,也降低了充填作业效率和质量。所以,应加强高效充填设备与高浓度传输设备的研制,并运用压排设备有效调节和输送各段压力,以免发生堵管现象。此外,适当研制和引进自动化仪表和设备,进行自动监测与添加,有利于自动控制系统的建立,可以提高充填自动控制与自动化水平,保证充填作业质量和效率。 (三)建立健全的充填管理和检查制度
加大充填监督管理力度,对于充填采矿技术施工中出现的问题有针对性的制定解决方案,并定期使用现代化检测设备检测充填区域,可有效保证充填质量。为保证矿区生产需要的充填材料质量,必须在充填站采用先进的电子设备与机械设备。充填站大多设于矿区内或附近区域,该站属于地表设施,是制备矿区所需充填料的重要场所。在充填站材料制备流程中,需要运用阀、泵、流量计、浓度计及胶结计量等装置,这些装置目前以采用电子控制方式,显著提高了材料制备效率。保证充填材料质量的关键因素是有效控制混合浆体与胶结剂材料浓度剂量,而这些剂量的有效控制,通常需要经过称重装置与流量监测装置精确测定。
五、我国充填采矿技术的发展方向
(一)加强充填站的管理制度现阶段,由于大多数的充填站都装备了相应的机械设备和电子设备,为生产所需的充填材料提供了方便。然而大多数充填料制备站对充填料制备流程的设备缺乏定期的系统的严格检查,大多流于形式。因此,为了保持松散充填材料的合理速度控制,应加强充填站的管理制度,对充填站的机械和设备进行定期采样检查,确保充填料的质量达标。
(二)创造新型的填充采矿工艺
充填采矿技术应结合矿山自身的特点,创造适宜的新型采矿法。对于矿岩区稳固的厚大矿体,宜选用中深孔和浅孔空场采矿法来进行开采,开采后出现的空区宜选用块石胶结、尾砂胶结或高水材料来进行充填,这样能有效的降低成本,提高矿区的利用效率,同时对采空区又进行了合理的处理。因此,因地适宜的采取新型的填充采矿工艺是很关键的一个环节。
(三)研制高强度低成本的新型充填固化材料
充填材料的物理特征主要取决于胶结材料的成分及组成方式,骨料的结构成分,这两个方面都对采场的稳定性和充填体的强度有关键的影响。我国目前研制的高水材料,具有充填效率高,充填体固结速度快,低浓度远距离输送便利,充填料无重力水排出的特点。然而存在强度不足、极易风化的缺点。因此需要加强对高水材料的长期性能的进一步研究和开发。
六、结束语
要想满足时代的要求采矿企业要不断完善采矿技术以及对采矿技术进行不断的创新,归纳总结采矿过程中充填技术中存在的问题对其进行修改和更正确保充填采矿技术切实可行提高采矿事业的工作效率,满足新时期对充填采矿技术提出的新要求。
参考文献:
[1]万海涛,方勇,肖广哲,秦杨.充填采矿法的应用现状及发展方向[J].世界有色金属,2009,08:26-28.
[2]夏长念,孙学森.充填采矿法及充填技术的應用现状及发展趋势[J].中国矿山工程,2014,01:61-64.
[3]杨泽,侯克鹏,乔登攀.我国充填技术的应用现状与发展趋势[J].矿业快报,2008,04:1-5.