试论现代采矿理念及充填采矿

摘 要：传统的采矿理念的作用下采矿业对自然环境的破坏作用极其明显，资源浪费的现象也极其普遍，而在现代采矿理念下催生出的充填采矿技术，弥补了传统采矿所具有的缺陷，对于改善自然环境，提高资源的利用率具有极其重要的作用。文章详细的分析了传统矿产资源开采中存在的问题，提出了现代采矿理念绿色采矿，及其具体的技术措施填充采矿技术，然后对这项技术的发展前景进行了展望。

关键词：现代采矿理念；地表塌陷；充填采矿

前言

现代社会的发展与矿产资源的开发利用密不可分。各种各样的矿产资源对社会的进步与发展起到了不可忽视的作用。但是由于某些矿产资源所处的地质环境比较复杂，所以增加了矿产资源的开采难度，以及开采的成本。而且由于采矿理念以及技术的原因，传统的开采方式往往会对自然环境产生一定的破坏。同时由于人们对矿产资源需求的增加，开采的深度不断增加，随之而来的是开采难度的增大。这种情况已经引起了人们的关注，所以为了保护人类赖以生存的环境，有效地控制开采矿产资源对环境的破坏，将现代化开采理念及填充采矿技术应用到矿物开采中，已经成为矿产资源水平有效提升的必然趋势。

1 传统采矿理念指导下矿产资源开采中存在的问题

在长期的矿物开采中人们往往只注重矿物的开采，而对在开采的过程中所造成的地表塌陷、采空区以及固体废料堆积于地表则视而不见。因此，开采所造成的破坏环境的问题长时间得不到妥善解决。

1.1 资源浪费严重的问题

我国是一个矿产资源总量非常丰富的国家，但是人均矿产资源量却不高的国家，在传统采矿理念的影响下人们对矿产资源的开采与利用的过程中浪费现象十分严重。虽然目前已经认识到这个问题的严重性，并且采取了一些办法做了相应的改进，但是与与发达国家相比还存在着很大的差距。如我国有色金属的回收率虽然由1995年的百分之三十八提升到现在的百分之六十四，但是发达国家的有色金属回收率却达到了百分之七十六至百分之九十。而与浪费现象相反的是我国可利用的有色金属资源储量却日渐减少，已经不到总量的百分之三十。矿产资源短缺的问题以日益突出。

1.2 矿区地表塌陷问题严重

由于开采形成了大面积的地下空洞，所以在开采后的矿区极易发生地表塌陷现象，据统计因开采矿产所造成的地表塌陷面积已经达到了1.8万平方千米，而且这情况并没有得到有效地控制还在不断地发展之中。致使大量的耕地被破坏，土壤中的营养成分大量流失，地下水位下降甚至断流枯竭。使当地的生态资源遭到严重破坏。带来一系列难以解决的社会问题。

2 绿色采矿

为了改变开采矿产所造成的污染与浪费，绿色采矿逐渐成为开采矿产的发展方向，所谓的绿色采矿就是最大限度地降低开采矿产过程中的排放及废料的产出。全面提高资源的综合利用率。尽可能的降低开采矿产所产生的负面作用。在促进经济发展的情况下，也保护了环境。绿色采矿的核心内容主要有三个：第一，提高了资源的综合利用率。通过有计划的回收低品位矿石，使矿产资源得到充分的利用，避免了资源的浪费。第二，使用先进技术降低采矿过程中尾气、废气的排放量，最大限度的降低废料的排放，通过以上措施降低开采矿产对环境所造成的负面影响。第三，可以将肥料也变成一种资源加以回收利用。

3 填充采矿技术与绿色采矿理念的融合

绿色采矿的目的就是实现资源利用的综合与高效，其支撑技术是将开采矿产所产生的固体废料填充矿区，地下开采所形成的空洞被填满以后，就不会发生地面塌陷现象。从以上我们可以看出绿色采矿的主要支撑技术就是矿山固体废料充填采矿工艺。该项技术必须在没有发生地表塌陷的矿区实行。因为填充料大多为废石或者是廉价的物料，有助于废料的回收，这种方法适用于矿产价值比较高的矿体。其甚至可以实现无废开采。如在开采金矿、镍矿的时候可以使用这项技术。此外使用这项技术开采含有破碎岩体的矿，还可以增加采矿的效率与安全性。在开采这类矿的时候，可以将由尾砂、混合胶结剂以及废石等为主要材料制作的充填浆体将采空区填满。这种方法在填充法中被称为胶结充填法。在填充的时候，填充体的下方还可以允许工人进行作业。其还特别适用于埋藏较深矿藏的开采。因为这类矿体在开采完之后，岩石局部爆裂的现象非常严重，为了避免这种现象的发生就可以使用胶结充填法。

4 充填采矿技术的功效

4.1 充低贫损

由于技术条件的限制目前废碴、尾矿以及废石中所含的一些有用物质还不能够被有效地利用。这些物质放在地表不仅占用了大量的土地，而且其中的有害物质还会释放到环境中对环境造成污染，使人们的生活环境变得更加恶劣。填充采矿技术的出现有效地解决了这一难题，不仅如此对于我国的复杂难采矿床的开采提供了一条可行之路。利用填充采矿技术可以实现“采富保贫”的保护性开采，即可以优先开采下部的、底盘富矿，而将贫矿保留了下来，等待技术成熟后再加以开采利用。避免了矿产资源的损失与浪费。

4.2 降排功能

生存环境的日益恶劣不仅严重的影响了人们的身体健康，而且已经成为制约经济发展的一个重要因素。填充采矿不仅可以在杂难采矿床中发挥采富保贫的作用，还可以填充活动将大量的工业废料深埋入地下，避免了占用土地，同时也避免了这些工业废料对水源与空气等的污染，使人类生存的环境得到保护，资源得到充分的利用回收。是与科学发展观相适应的一项环保技术，也是开采矿产向绿色矿业发展所迈进的一大步。而通过向地下回填大量工业固体废物，则是建设无废料、排气矿山开采的重要技术手段。为矿山有效的处理废料提供了一个有效的途径，也是目前解决该问题的最为有效的办法之一。

4.3 使地表下沉的的状况得到控制

在采空区如果的能及时的采取措施进行填充极有可能引起采空区围岩的变形，使采空区的地表发生大幅度的位移，及时填充则可避免上述现象发生。填充还可以形成新的作业面为，为接下来的操作顺利地进行创造了有利条件，采充循环周期也会进一步缩短。同时在此技术的支持下强化开采也得以实现，采矿综合生产能力提高的也极为迅速。使用该项技术可以起到防止岩层产生大规模移动的作用。使工人可以在复杂的地质环境中继续作业，如在建筑物下、水体下进行采矿作业。但是地表却没有因此而产生变化，自然生态系统也没有受到不良影响。利用填充体可以将采空区的二次应利分布状况进行妥善的调整增强采空区矿柱围岩的稳定性。

5 充填采矿今后的发展

为了增加矿产资源的利用率，减少浪费节约资源，矿山以及矿产资源开发企业应将矿产资源的开发利用制定出一个切实可行的计划与方案，然后对开采环境进行综合评价，评价的内容要全面、科学，其内容包括地质灾害防治、水土保持、资源的开发与利用等方面。全面推广矿山固体废料充填采矿工艺使这项绿色技术得到广凡的应用与推广，从填充工艺技术使用的原料废石与尾砂，矿产资源开采以及利用来看，应进一步的研究与完善尾矿干排技术，在更广的范围内应用该技术，解决开采矿产过程中所遇到的难题。

6 结束语

工业的发展使得社会对资源与能源的需求量急剧增加，矿产资源紧张问题及其开采所带来的污染问题也逐渐凸显，对此人们逐渐摸索出了一套行之有效的办法，解决矿产资源开采中浪费严重的问题，为提高矿产资源的回收与利用率，以及降低开采过程中所造成的污染找到了一个有效的途径，值得借鉴与推广。

参考文献

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作者简介：王磊（1987-），男，山西省大同市人，工作单位：同煤集团塔山煤矿，职务：科长，研究方向：采矿。