① 充填采礦的優缺點
生產實踐表明,充填采礦法與其他采礦法相比較,具有以下幾個方面的優點:(1)采准切割工程量小,靈活性大;(2)礦石損失和貧化小;(3)能夠較有效地維護圍岩,減少圍岩的移動和防止其大量冒落;(4)對於薄礦脈或多品種礦石可以進行選別回採;(5)可防止礦床開採的內因火災;(6)可利用廢石、尾礦用作充填料;(7)控制地表塌陷;(8)改善地下采礦環境。充填法的主要缺點是:回採工藝和充填工藝比較復雜,采礦和充填相互影響,如果回採作業機械化問題不能妥善解決,則生產效率和能力均較低,加之充填料開采、加工、輸送及其他一系列耗費,故原礦成本較高。
② 幾種充填采礦法的特點及適用條件
分享到: 收藏推薦 0 前 言隨著回採工作面的推進 ,逐步用充填料充填采空區的采礦方法稱為充填采礦法。充填采空區的目的主要是利用充填體進行地壓管理 ,以控制圍岩崩落和地表沉陷並為回採工作創造安全和方便的條件。近年來隨著國家經濟發展及科技水平的提高 ,回採工作採用了高效率的采裝運設備 ,充填工藝實現了管路化、自動化 ,並廣泛使用了選廠尾砂作充填料 ,使充填采礦法成為效率高、成本低、礦石損失貧化小、作業安全的采礦方法 ,特別是對圍岩和地表需要保護 ,地壓大 ,有自然火災危險 ,礦體形態復雜的高品位或貴重金屬礦床 ,充填采礦法比空場法、崩落法的優越性更突出。因此 ,這種采礦法的應用范圍不斷擴大。充填采礦法主要有兩種分類方法 :一種是按礦塊結構和回採工作面推進方向來分。充填采礦法可分為 :單層充填采礦法 ;上向分層充填法 ;下向分層充填法和分采充填法等。由於礦體埋藏條件復雜 ,往往一個礦體的回採包括兩種或兩種以上的充填采礦法 ,使充填采礦法按工藝分類變的復雜化。另一種是根據充填料的不同對充填法進行分類。本文採用這種分類方法對充填法進行討論。
③ 采礦工程中,採用淺孔留礦法,使用人工裝葯,請問人工裝葯的效率是多少
根據已知礦體賦存條件而言,淺孔留礦法是比較合理的。中段高度30-50m,礦塊長度40-60m。可以根據礦石價值情況確定是留間柱還是人工礦柱。
至於人工裝葯的效率,一般說來2min/2m,基本上就是2min一個孔。裝葯系數在0.6-0.7之間(視礦岩的堅固性)
④ 采礦行業在以後的發展前景
煤礦產能過剩,參考《2016-2021年中國采礦行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示,近些年來 ,國內外地下采礦技術發展很快,很多采礦新技術、新工藝、新材料和新設備在地下礦山得到了應用。國內一些礦山和一批先進的采礦工藝技術和裝備,已步入世界先進水平的行列。
從以上統計數據看,鐵礦地下開采仍以崩落采礦法為主,有色及黃金礦山地下開采仍以空場采礦法和充填采礦法為主。近十多年來,地下金屬礦山充填采礦法和充填工藝技術發展迅速,崩落采礦法和空場采礦法在工藝技術上也在不斷地改進、創新。因而促進了我國金屬礦地下采礦技術的迅速發展,使部分礦山的工藝技術達到了國際先進水平。
⑤ 河北充填采礦技術有限公司怎麼樣
河北充填采礦技術有限公司是2013-08-07在河北省邢台市橋西區注冊成立的有限責任公司(自然人投資或控股的法人獨資),注冊地址位於邢台市橋西區團結西大街126號。
河北充填采礦技術有限公司的統一社會信用代碼/注冊號是91130500075950094H,企業法人賈靖,目前企業處於開業狀態。
河北充填采礦技術有限公司的經營范圍是:工程設計咨詢服務、其他技術研發服務;采礦專用設備、其他化工材料(不含危險化學品)銷售;其他化工產品(不含危險化學品)的加工(法律、行政法規、國務院禁止的除外,限制經營的待取得許可證後方可經營)。在河北省,相近經營范圍的公司總注冊資本為346968萬元,主要資本集中在 5000萬以上 和 1000-5000萬 規模的企業中,共126家。
河北充填采礦技術有限公司對外投資1家公司,具有0處分支機構。
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⑥ 充填技術的發展
礦山充填技術在地下采礦中一直發揮著重要的作用,完善充填工藝技術及發明新型充填材料,是采礦技術的重要發展方向:(1)要大力發展和使用低成本的可靠充填物料;(2)要做好尾砂、全尾砂高濃度、自流輸送和膏體泵送的研究,以減少充填成本,減少環境污染,建設無廢料礦山;(3)在推廣充填采礦的同時,注意采礦能力的適應,加大機械化采礦進程,綜合提高采礦能力;(4)要注意影響充填采礦效率,降低成本;(5)採用新型的膠結固化材料替代水泥,改善充填料漿的輸送條件,是膠結充填采礦今後研究的重要課題;(6)針對礦山充填料漿的濃度和流量檢測儀表壽命短、故障多、檢測失准,使得制備的充填料漿達不到設計要求,應加強對充填監測儀表新產品的研製與開發。
⑦ 河南省鋁、鉬有色金屬和貴金屬礦業企業加快發展循環經濟的新情況、新問題及建議
河南省是有色金屬工業大省,2007年1~5月份,全省10種有色金屬產量(電解鋁、鉛)、氧化鋁、鉬精礦產量,實現利潤、實現利稅及完成固定資產投資均居全國之首,金屬鎂(山西第一,為14.7萬噸)、鋁材(廣東第一,為93.3萬噸)產量和主營業務收入(江蘇第一,為707億元)居全國第二。全省有色金屬工業的主要指標及佔全國的比例詳見表1。
表1 2007年1~5月河南省有色金屬工業主要指標佔全國比例及位次
從表1可以看出,我省正在向實現全國有色金屬工業強省進行新的跨越。最近,中國有色金屬工業協會會長康義在我省召開的「全國有色金屬地勘行業改革與發展研討會」上透露,河南省有色金屬工業產量已超過美國,居世界第二位。顯然,要使我省有色金屬工業逐步實現科學發展,其潛力在於加快發展全省鋁、鉬等有色金屬礦業循環經濟。為此,根據2007年礦業循環經濟調研計劃安排,我們在6~7月份,先後考察了鄭州中鋁河南分公司(簡稱中鋁河南)及中鋁礦業分公司(簡稱中鋁礦業)、洛陽市欒川鉬業集團(簡稱洛鉬集團)及洛寧發恩德礦業有限公司(簡稱洛陽發恩德)、三門峽市靈寶金源礦業有限公司(簡稱靈寶金源)及靈寶黃金股份有限公司(簡稱靈寶黃金股份)等有色金屬和貴金屬礦業企業或綜合企業,並與上述企業有關的市、縣政府部門進行了座談。現將我們了解的新情況、發現的新問題與建議綜述如下。
一、新情況
在《河南省人民政府關於加快發展循環經濟的實施意見》(豫政[2006]38號)的指導下,今年,我省鋁、鉬、金、鉛、鋅、銀等有色金屬礦業企業推進循環經濟步伐正在加快,已初見成效。主要體現在以下4個方面:
(一)「減量化」(節能減排)
中鋁河南推進快,成效顯著,是一個較好典型。該公司確定了2007年節能減排目標:節能3.5萬噸標准煤以上,萬元生產總值能耗比2006年降低5%,二氧化硫排放總量比2006年減少5%。為了實現2007年節能減排目標,該公司堅持管理創新,實現全員節能;深化自主創新,實現科技節能;加快結構調整,實現投資節能;發展循環經濟,實現增效節能。特別是國際先進的「一水硬鋁石管道化溶出技術」、「燒結法粗液常壓深度脫硅技術」、「強化壓煮溶出技術」等在該企業應用,解決了關鍵技術,加大了節能力度。2007年1~6月份,該公司氧化鋁產量達123萬噸,完成年計劃的56%,達250萬噸年產水平,完成利稅20億元,產量及效益雙創歷史新高。與此同時,節能減排成效顯著,節能減排指標不斷優化,內控指標優化率達77%。單位產品綜合能耗比2006年末降低3%,累計節能1.1萬噸標准煤,工業水重復利用率達89%,主要產品成本比預算節約4800萬元。
(二)再利用
有色金屬礦業循環經濟的再利用是指貧礦與富礦、厚礦與薄礦、主礦產與共伴生礦產,通過技術創新,進行合理開采與綜合利用,以達到減少資源浪費、節約利用資源之目的。其再利用的部分指標是開採回採率(簡稱回採率)及選礦回收率(簡稱回收率)。
洛陽發恩德是一個比較突出的好典型,該中外合作公司十分注重以技術創新合理采礦,最大限度減少資源浪費。對洛寧沙溝薄脈型「雞窩(鉛、鋅、銀)礦」,如果用傳統技術采礦,貧化率高,回採率低,資源損失嚴重。為此,該公司投入大量資金,引進了「削壁充填法采礦」技術,以1000美元/日的高額報酬,高薪聘請美國采礦專家在開采現場指導,使該企業在短時間內掌握了先進采礦技術,並使厚度遠低於工業要求的薄礦體(0.1~0.5米)得到了合理開采,其礦山回採率高達95%。由於採用先進技術,使公司鉛、鋅、銀回收率分別達到93%、81%和90%,其資源的綜合利用率達到國際先進水平。
洛鉬集團是一個較好典型。該企業把減少資源浪費,提高回採率作為礦山開發的基點。經過多次專家論證,實施了安全系數高、資源浪費少的露采工程,已使露采能力達到了3萬噸/日的開采規模,並使回採率高達98%。該企業還以技術創新,提高選礦生產能力。該企業引進了美國艾姆克公司浮選柱選鉬新技術,以柱型浮選機代替傳統浮選槽。此舉不僅把回收率提高了8個百分點(達到86%),把精礦品位提高了4個百分點,而且每年節電50%,增加經濟效益數千萬元。
靈寶金源也是一個較好典型。該企業實施了硫鐵礦綜合利用項目。該項目的主要工藝是將含硫23%的硫鐵礦富集,製成含硫達47%的硫精礦,通過熔燒、干吸、凈化等工藝製成硫酸,作為磷復合肥生產原料,制酸過程中的余熱用於發電,副產品硫酸渣含鐵達60%,作為鐵精礦出售。一期工程已建成投產,年處理硫鐵礦20萬噸、年產硫酸12萬噸、磷肥15萬噸、鐵精粉7萬噸、余熱發電2040萬度。2006年實現利稅3000餘萬元。二期工程已施工建設,項目建成後,可使硫鐵礦中伴生的金、銀、銅等金屬得以充分回收利用,實現年產電解銅1221噸、電解鋅550噸、黃金1噸、白銀3.2噸、硫酸3萬噸,年利潤將再增加3000萬元。通過該項目的實施,打造了「采礦——選礦——制酸——化肥生產——廢渣利用——余熱發電——多金屬回收」綜合利用產業鏈。
靈寶黃金股份已成立了礦業技術開發中心和博士後科研工作站,積極開展成礦規律、采選工藝、低品位礦冶煉、多金屬回收等方面的科研。已形成日采選礦石2400噸、日處理金精礦700噸,年產黃金10噸、白銀30噸、電解銅1萬噸、硫酸15萬噸綜合利用規模,其利潤2億元以上。該公司綜合冶煉二期工程,2007年8月份已投產,日處理金精礦達880噸。該公司銅金礦多金屬綜合利用項目已開工建設,該項目建成後,年生產銅金精礦3.3萬噸、黃金3萬兩、白銀5噸、電解銅1萬噸、硫酸2.8萬噸。靈寶黃金股份,對多金屬綜合利用也是十分重視的。
總之,我們調研的洛陽發恩德等有色金屬礦業企業,對再利用均較為重視。這些企業不僅合理開采,綜合利用,減少資源損失,節約利用資源,而且也產生了較好的經濟效益。
(三)資源化
有色金屬礦業循環經濟的資源化是指將低品位礦石作為資源利用及尾礦中低品位多金屬再回收為可用資源。
中鋁礦業按照資源化的新觀念,供礦的鋁硅比已由8~9降至最低3.5。中鋁河南及中鋁中州等企業,通過聯合攻關,首創國際先進的「選礦拜耳法生產氧化鋁新工藝」,其已建規模達60萬噸(中鋁中州),目前在建有220萬噸(中鋁河南150萬噸、中鋁中州70萬噸),累計可達300萬噸規模。這將有效提高我省數億噸低品位鋁土礦的利用率,對節約利用我省鋁土礦資源,實現氧化鋁工業的可持續發展有重大意義,值得其他氧化鋁企業學習。
中鋁河南自主研發了樹脂法提取稀有金屬鎵技術及精煉高純鎵技術。從氧化鋁生產過程的尾礦母液中提取鎵,回收率75%以上,處於國際領先水平,基本實現了資源化。該企業已成為亞洲最大的鎵系列產品的研發和生產基地,製成了金屬鎵、高純鎵、氧化鎵、醫用鎵鹽等系列產品,處於國際領先水平。
洛鉬集團針對尾礦中每年有8000噸白鎢精礦損失的局面,與俄羅斯國家有色金屬設計院合作,攻克白鎢回收技術,建成白鎢回收公司,已達到1.5萬噸/日回收能力,每年節約尾礦排放費用1000萬元,增加效益數億元。其二期工程正在建設,至2008年可將下屬全部選礦企業建成配套白鎢回收工程,屆時可年產白鎢精礦8000噸,增加效益6億元,成為洛鉬集團又一個經濟增長點。
靈寶市一些黃金企業對黃金尾礦中有價值的廢棄金礦石進行資源化利用,還對一些廢棄坑口進行回採及殘采,一年可開發低品位礦石5萬余噸,既變廢為礦,又產生了較好經濟效益。
總之,所調研的幾個企業,對資源化均有一定重視程度。
(四)無害化
有色金屬礦業循環經濟的無害化是指在「減排」的基礎上,企業對排出的尾礦、氣、水的無害化處理及對采礦破壞生態環境的恢復性保護。
洛陽發恩德嚴格按照環評要求,進行環境保護,是一個好典型。該企業所採用的采礦削壁充填國際領先技術,可對地下采空區進行動態充填,盡快恢復地下生態環境。與此同時,該企業對礦坑水進行沉澱處理,對生活污水進行集中無害處理,選廠污水進行再循環使用,顯示了中外合作企業注重綠色礦業生產的特色。
靈寶黃金股份投資3000萬元建成了黃金冶煉廠污水處理系統,達到零排放標准。靈寶金源採用兩轉兩吸工藝,使二氧化硫濃度和硫酸霧濃度均低於國家排放標准,對銅、鋅萃取余液置換後的貧液進行循環使用,實現了零排放。
按照「既要金山銀山,也要綠水青山」的理念,洛鉬集團投入3億元環保專項資金,對環境進行整體保護。針對露天開采對周圍水土造成的影響,委託洛陽市園藝公司對礦山綠化進行了規劃,在排渣場植樹3萬余棵,礦山綠化面積達17萬平方米,為全國礦山綠化開啟了成功範例。該企業通過科研攻關,利用除塵脫硫新技術,生產了市場緊俏的亞硫酸鈉產品,變廢為寶,為企業實現廢氣零排放創造了條件。針對傳統鉬流程使用劇毒氰化物對廢水造成的影響,該企業經過技術攻關,以巰基乙酸鈉取代了氰化鈉,實現了選礦廠無害葯劑推廣使用,為廢水無害化排放創造了條件。
總之,我們所調研的洛陽發恩德等有色金屬礦業企業,從認識到行動,對「無害化」都比較重視。
綜上所述,洛陽發恩德、洛鉬集團、中鋁礦業、靈寶金源等有色金屬礦業企業,是我省加快發展循環經濟的好典型或較好典型。這些典型在合理開發及節約資源,保護環境方面,均取得明顯效果,充分體現了科學發展的較大潛力。
二、新問題
1992年聯合國環境發展大會可持續發展宣言的簽署,標志著循環經濟的誕生,1998年我國引入德國循環經濟概念,確立了「3R」原則的核心地位,因此,我們了解循環經濟的時間是在2000年前後,我省鋁、鉬等有色金屬和貴金屬礦業企業了解循環經濟的時間僅是最近兩三年。由於時間短,加之上述礦業企業發展循環經濟步伐較快,出現了一些新問題是難免的。本次調研中發現的新問題較多,歸納起來,主要有以下4點。
(一)對循環經濟理念缺乏比較全面、系統、准確的認識
我們初步認為循環是「形」,「3R」原則是「魂」,科學發展是「本」,這是對循環經濟的本質理解,我省相關礦業企業對循環經濟的理解,尚難達到如此深刻程度。部分市、縣政府部門及礦業企業既不能將省政府目前狠抓落實的「節能減排」約束指標體系〔萬元GDP能耗、萬元GDP電耗、萬元企業生產增加值能耗、二氧化硫(SO2)排放總量,化學需氧量(COD)排放總量〕與循環經濟「3R」原則的減量化聯系起來操作,也未認識到,對鋁、鉬、金等資源開采總量控制及相關環境承受容量控制是「3R」原則減量化的本質體現;更未認識到「3R」原則是有序的,其優先順序是:減量化——再利用——(再循環)資源化。總之,礦業企業對循環經濟比較全面、系統、准確地提高認識,還有一個較長學習和理解過程。
(二)發展循環經濟的總體水平不高
一是價值高的伴生礦產資源綜合利用總體水平差。如我省鋁礦石中伴生的稀有金屬鎵的價值很高,鎵是做激光器、大規模高速集成電路、超導等不可缺少的高級材料,但只有中鋁河南及中鋁中州對其進行了有效綜合回收,其他氧化鋁企業在生產過程中都讓其白白流失;又如欒川鉬礦中有豐富的稀有金屬錸,其價值甚高,錸是火箭、導彈、宇宙飛船等高溫部件必需的材料,但現在尚未綜合回收利用。二是尾礦資源基本上未實現(再循環)資源化。我省鋁土礦尾礦(赤泥)有2000萬噸以上,鉬礦尾礦有3000萬噸以上,均儲存尾礦庫中,未開發利用。三是有色金屬資源再生利用水平差,致使有色金屬資源開采總量居高不下,逐年攀升。以上三點說明,從總體看,我省有色金屬礦業企業循環經濟發展水平還不高。
(三)我省有色金屬礦業企業均未建立評價其循環經濟發展水平的技術、經濟、環境、效益指標體系
(四)部分市(縣)政府部門對運用政策及市場力量加快發展鋁、鉬、金等礦業循環經濟,認識不足,措施不力
一些市(縣)政府部門對加快發展礦業循環經濟中政府自身的角色及市場居位分析不夠深刻,定位不夠准確,尚未主動創造適宜的市場環境,形成礦業企業加快發展循環經濟的激勵機制與約束機制,也未深入研究如何運用合理經濟規模及價格杠桿導向,推動礦業企業加快發展循環經濟。
發展礦業循環經濟任重道遠,出現這些新問題,是不可避免的。它們均是約束我省礦業企業加快發展循環經濟的新困難,我們必須及時幫助企業排憂解難。
三、建 議
(1)加強培訓,使礦業行業的主要企業及有關市(縣)政府部門全面、系統、准確地提高循環經濟的理性認識。
建議由省政府循環經濟主管部門牽頭,對重點礦業企業及有關市政府部門進一步加強培訓,使他們認識到加快發展循環經濟是將發展經濟、節約利用資源、保護環境三者有機結合起來的戰略舉措;也要使他們認識到循環經濟的主要特徵是新的系統觀、新的經濟觀、新的價值觀、新的生產觀及新的消費觀;還要使他們進一步認識到省政府目前狠抓落實的「節能減排」乃是實施循環經濟的基礎工作——「3R」原則的減量化,清潔生產是企業內部「小循環」;節約型社會基本上是社會層面的「大循環」。此外,我們還必須清醒認識到循環經濟絕不是萬能的,那種認為循環經濟是一種最終實現全新的封閉式的零排放資源利用方式,它可以解決一切環保問題,這是一種認識誤區。如日本、西歐等循環經濟發達國家,由於受技術與成本—效益的限制,不可能都是「封閉式的零排放的資源利用方式」,最終不可避免要出現尾礦廢棄物,經無害化處理後,再進行排放。
總之,只有提高認識,加強培訓,我們在加快發展礦業循環經濟過程中,才能少走彎路。
(2)進一步為礦業企業加快發展循環經濟營造更為寬松的政策環境。
一是逐步制定鋁、鉬等有色和貴金屬資源開采中的資源循環利用政策。地質勘查部門在地質勘查報告中應有資源循環利用篇章,開發利用設計部門在確定開采方案的同時,應當提出切實可行的共生、伴生礦回收利用方案、礦井水循環利用方案、尾礦循環利用方案和安全處置方案;有關礦業企業要在政府監管下,自覺執行上述方案,努力提高資源循環利用率及無害化處理率;二是政府主管部門與行業協會相結合,逐步制定考核礦業企業循環經濟發展水平的技術、經濟、環境、效益指標體系,特別要加快制定礦產資源循環利用率及無害化處理率的指標體系;三是在《河南省人民政府關於加快發展循環經濟的實施意見》的指導下,逐步制定加快發展礦業循環經濟的鼓勵與扶持政策,主要包括稅收優惠、投資傾斜、設立鋁、鉬、金等金屬礦循環經濟專項基金、合理定價、財政貼息、技術創新、政府綠色采購等。
(3)典型引路,緊抓試點。
據本次調研,發現洛陽發恩德(中外合作)礦業公司在利用國際先進技術進行有色金屬探礦與采礦、管理嚴格、節約資源、保護環境、提高生產效率、依法納稅等方面均較突出,我們建議省政府有關主管部門可進一步調研總結並推廣其經驗與做法,以便推動全省有色金屬礦業循環經濟加快發展。我們還建議洛陽發恩德、洛鉬集團、中鋁礦業、靈寶金源及靈寶股份等礦業企業,發展循環經濟已初見成效,並具有典型意義,可按程序納入我省循環經濟試點企業范圍。
(4)在鋁、鉬、金、銀、鉛、鋅等礦產資源整合中,應向上述循環經濟初見成效的典型礦業企業傾斜。
(5)在保證我省煤礦安全生產的前提下,逐步破解上煤下鋁礦權設置難題,加大煤下鋁的找礦力度,可能新增3億噸鋁土礦資源儲量,延長鋁土礦保障年限;要提高鋁土礦中的稀有金屬鎵的評價及回收利用率;要利用國際先進技術,開展鋁礦尾礦(赤泥)中的鋁、鐵、硅等低品位礦的綜合回收試驗研究,爭取對這一世界難題的解決有所進展;在提高鋁土礦資源循環利用率及無害化處理率的前提下,爭取在2012年前後將三門峽鋁工業園區建設成為全國領先的循環經濟示範鋁工業園區。
(6)要組織有關專家對全省鉬業進行調研,制定發展規劃,適度控制產量,提高我省在國際市場上鉬價的話語權。應將欒川鉬礦田進行資源整合,逐步實現統一規劃、統一設計、統一開采供礦、拉長產業鏈。綜合回收利用鎢及錸等很有價值的稀有金屬,抓緊利用國際先進技術進行尾礦資源化試驗,減少環境破壞,實現科學發展,爭取在2012年前後,將洛陽建設成為世界領先的新型鉬工業基地。
參加調研人員名單:
省政府參事 姚公一、林效森、蔡德龍、劉 勇
特 邀 專 家 孫志順(河南省礦業協會)
預 備 參 事 王志光
⑧ 充填采礦法
用充填采礦法回採礦體時,也是將采區劃分為礦房和礦柱兩個步驟回採,先採礦房,後采礦柱。其特點是隨回採工作的進行,用充填材料將回採後的空間允填起來。充填料的作用有兩個方面:一是維護礦房的上下盤圍岩;二是形成工作台,工作人員站在充填料上面進行鑿岩、爆破、出礦等工作。這種采礦方法主要用於:
① 礦石穩固而圍岩不夠穩固;
② 地表不允許崩落;
③ 開采稀有、貴重金屬或高品位富礦,要求損失率、貧化率小;
④ 礦床有自燃發火危險;
⑤ 礦體傾角一般在50°~60°以上。
(一)水砂沖填采礦法:
1.概述
由於生產的不斷發展,允填采礦法也有新的改進。近年來,我國地下金屬礦山使用水砂充填采礦法的逐漸增多。水砂允填法的實質是藉助水力沿管道系統,將允填材料輸送到回採工作面進行充填。
2.典型方案
圖5-5-16為我國銅綠山銅礦上向水平分層護壁爐渣水力沖填采礦法的
圖5-5-16 上向水平分層護壁爐渣水力充填采礦法
一個典型方案。該礦的礦床為急傾斜、極厚礦體的銅礦,品位很高,礦石為含銅磁鐵礦,堅硬而穩固。圍岩為矽卡岩、大理岩和花崗閃長岩等,屬中等穩固。地表有湖泊,不允許崩落。根據上述特點,採用水砂沖填采礦法。
采區劃分和構成要素為在每個階段上劃分若干個采區。當礦體厚度大於10~12m時,采區垂直礦體走向布置;當礦體厚度小於10~12m時,采區則沿走向布置。每個采區又劃分為礦房和礦柱,當采區垂直走向布置時,礦房寬度為7m,礦柱寬度為9m。礦房頂柱厚為4~6m,底柱高為5~7m,階段高度為60m。
3.采准切割工作
采准包括掘進穿脈巷道、采場充填井、放礦閘門硐室、拉底巷道以及拉底水平以下的放礦溜井和濾水進風行人井等。
穿脈巷道掘進在礦房及間柱的分界線上,以兼顧礦房與礦柱兩者回採的需要。穿脈巷道主要起運輸礦石並兼以探礦作用。其斷面為2.4m×2.75m,鋪設有單軌。
充填天井按設計要求沿礦房長度每隔30~40m設置一個。充填井原則上應位於采場中央,以便等距離地充填整個采場。充填井規格有兩種:用吊罐法施工時,其斷面為1.8m×2m;用普通法掘進時,其斷面為1.8m×1.5m。充填井分兩格,即分梯子間與充填管子間。充填井主要用來下放充填料和作回風用。
人行濾水井主要用作行人、濾水、進風和提升材料設備等。根據安全生產的要求,一個采場至少設有兩個人行濾水井,當采場很長時,還應設立兩個以上。濾水井的斷面為1.8m×1.8m,應分成兩個格:一格為梯子間,一格為提升材料間。
溜礦井主要作為放礦用,其斷面規格為1.5m×1.5m和1.8m×1.5m兩種。它的斷面尺寸應大於允許最大塊度的3倍。溜礦井下部安裝有單缸或雙缸的扇形風動閘門。
人行濾水井和溜礦井在采場內應間隔布置,便於人行、濾水和出礦工作。
切割工作就是在底柱之上,沿礦房長軸方向掘進拉底巷道(切割巷道),聯通各濾水井和溜礦井、然後以該巷道為自由面,進行擴幫,將礦房底部全部拉開,形成高2.0m的拉底空間,再進行挑頂2.5~3.0m。將礦石全部運出後,砌築鋼筋混凝土底板,其厚度為0.8~1.0m,要求混凝土標號為100~150號。
4.回採工作
該礦採用上向水平分層的回採方式,分層高度為2.0m,礦石穩固時,可以增加采高達4~5m,即連續回採兩個分層後再進行充填。這樣可以減少輔助作業時間,提高勞動生產率。
鑿岩用鑿岩機,打向上炮孔崩礦,孔深1.6m。崩下礦石後,再用鑿岩機打水平炮孔進行壓頂,高度為1m,既增加了落礦高度,又保證了采場的規格和穩定性。
5.礦石運搬
每個采場設有一台氣動裝運機出礦。這種裝運機在充填法采場裝運靈活、速度快、功效高、能力強,特別是礦石裝得比較干凈,節省大量人工勞動,深受工人歡迎。目前井下ZYQ-14裝運機出礦平均台班工效可達80~90t,ZYQ-12台班出礦可達60t。為了進一步提高裝運機出礦效率,應盡量減少大塊產出率,加強底板鋪面質量管理,搞好裝運機的維修與保養工作。當采場出礦完畢後,將裝運機吊掛在采場頂板上或轉移到鄰近采場,以便進行充填作業。
6.采場通風
新鮮風流從濾水井進入采場,炮煙和污濁空氣經充填天井排到上部回風平巷經風井抽到地表。這種采准布置通風條件較好。
7.充填工作
一個分層崩下的礦石,全部出完後,采場形成4~4.5m的空間,開始進行充填。充填工作包括砌築護壁、澆注人行濾水井和溜礦井、水砂充填以及澆注混凝土底板和隔牆等。
(1)砌築預制塊:為了保證礦柱的順利回採,在采場充填前要澆注混凝土隔牆(也稱護壁)。過去在澆注混凝土時要架設木模板,現改為砌築混凝土預制塊代替木模板,節省大量木材。
混凝土預制塊規格為300m×200m×500mm,每塊重21kg。隔牆厚度不小於0.6m。為了防止已砌好的混凝土預制塊牆被充填料壓倒,在預制塊牆與礦壁間每隔5~7m加砌混凝土預制塊橫撐進行加固。
(2)加高順路天井:在混凝土磚牆施工的同時,加高順路行人井與溜礦井。加高的高度為2.0m,順路井內檗架設3cm厚的木模板,外砌混凝土預制塊。木模板與所砌混凝土預制塊之間留0.2~0.3m的空隙,以便澆灌混凝土。濾水井取0.2m,溜礦井取0.3m。濾水井在砌築預制塊時,每邊需留1~2個濾水孔,在水砂允填時,將這些孔用1~2層草袋堵住,待充填後濾水。等充填完畢水濾出後,再用混凝土澆灌木模板與混凝土塊之間的空隙。這種濾水措施簡易可靠,但只適用於濾水性能好的充填料如爐碴。銅錄山礦是採用爐碴充填的。
(3)爐碴充填:在進行水砂充填前必須做好一切准備工作,包括安裝充填信號、接管、放水試管等。采場充填管是用4英寸的普通鋼管。充填方式採用前進式,即由充填天井向礦房兩端前進式充填,這樣充積的爐碴堆可以作為采場架設允填管子的支架,邊充砂邊往前接管子,同時也便於作業人員工作。爐碴充填高度為1.8~1.9m。充砂能力每小時達40~45m3。充砂濃度為40%左右。爐碴充填完畢後,采場中所充爐碴面總是高低不平,因此還需要進行人工平場,勞動強度大,應實現平場機械化。這是一個重要的研究課題。
(4)澆灌混凝土:在地表設置混凝土攪拌站,混凝土製備好後,運送至地下,經采場充填井由管路下放到采場,用礦車運到澆灌地點。在混凝土隔牆中,澆灌混凝土的厚度為0.4m。
混凝土底板的作用是將崩落的礦石和允填料隔開,也是減少礦房回採中礦石損失和貧化的一個必要措施。同時也是為裝運機創造良好的出礦條件,有利於提高裝運機的出礦效率。混凝土底板厚度為0.15~0.2m,此厚度只要保證崩礦時不被打壞即可。
澆灌混凝土隔牆、底板以及順路井均應同時施工。混凝土施工完畢後,還要經過一定的養護期,達到一定強度後才能開始作業。
8.水砂充填采礦法評價
充填材料採用水力管道輸送,簡化了工藝和設備,提高了沖填能力並降低了充填成本。水砂充填的充填體較緻密,抗壓強度大,能較有效地控制礦山壓力和防止圍岩移動。如果用選廠的尾砂作充填材料,不僅價格便宜,材料來源廣,而且還可以減少尾砂堆積的設施,減少佔地面積。因此,只要條件允許,應盡量利用尾砂作充填料。從我國金屬礦山應用這種采礦方法的發展趨勢來看,尾砂允填的應用更加廣泛。
水砂充填采礦法也存在不少缺點,如充填料的制備工作和充填設施工程比較復雜,增加了充填用水、井下脫水、排水的設施等。另外,泥砂污染巷道和清理水倉工作繁重。今後應進一步簡化充填料制備工藝,提高鑿岩和運搬機械化水平,改善脫泥、脫水及排水的管理,以及尋求有效的接頂工藝。
根據我國使用水砂充填法的礦山實踐,認為回採工藝復雜主要是由砌築隔牆引起的,這項工序體力勞動強度大、效率低。若用膠結充填法回採礦柱,形成人工混疑土礦柱,代替砌築隔牆和留礦柱,然後用水砂充填回採礦房,這樣就簡化了工藝,提高了生產效率。
圖5-5-17 礦房沿走向布置的乾式充填采礦法示意圖(a—投影圖,b—立體圖)
圖5-5-18 方框支架充填采礦法示意圖
圖5-5-17、圖5-5-18、圖5-5-19分別為乾式充填采礦法、方框支架充填采礦法、膠結充填采礦法的采礦方法示意圖。
圖5-5-19 膠結充填采礦法示意圖
⑨ 充填采礦的使用條件
1)品位較高的富礦,並且要求有較高的回採率和較低的貧化率。
2)賦存條件和開采技術條件比較復雜的礦床,如水文地質條件,礦體形狀比較復雜、礦體埋藏較深而且地壓較大,礦石或圍岩有自然發火的危險,地表或圍岩不允許大面積沉陷或劇烈移動且需要特殊保護,需要選別回採或優先開采富礦、保護岩石移動區的貧礦和滯後開採的礦石露天地下同時開采,以及採掘的大量廢石或選廠尾砂無處堆積需要回填到采空區等。
3)適用於礦石穩固、圍岩不穩固的礦床,但如能採用特殊的支護方法或下向分層充填法,也可以用來開采礦石不穩固的礦體。
4)一般適用於開采急傾斜礦體,因為便於向采場輸送充填料並可以減少充填不到的空間和充填料接頂的面積,如能採用水力充填和風力充填,也可用於緩傾斜薄礦體。
5)適用於開采厚度不大的礦體。這樣可以沿走向布置采場或連續回採而減少礦柱礦量,並且使采場暴露面積不致過大而有利於安全。但是,如果能夠採用膠結充填和有效的支護頂板,也可以用於開采厚礦體。
⑩ 國外一些專家對礦業的某些看法
關於國外一些專家對新世紀礦業和礦業可持續發展的看法,我們在2001年出版的《國外礦產勘查形勢與發現》(國土資源部信息中心,2001)中做過介紹。目前看來,這些看法還是有相當道理,值得注意的。我們把有些認識在此重述一下,並再介紹一些最近幾年新提出來的某些看法,供參考。
加拿大艾伯塔大學J.P.理查茲在論21世紀礦產資源可持續開發的挑戰中,提到經濟、環境、社會方面的挑戰,還論述了贏得采礦許可的問題,以及非政府組織的挑戰等。除他提到的這些挑戰之外,目前我國礦業生產方面值得特別予以重視的一項很突出的挑戰是安全問題。我國礦難嚴重,雖然黨和政府高度重視,經採取多項措施有所減輕,但礦工在工作中因事故傷亡仍眾,事故死亡率仍很高,令人痛心。這是嚴重的社會問題、經濟問題,也是政治問題。相比之下,美國2004年礦難死亡共53人(2005年為57人),其中煤礦僅27人(美國目前年產煤約10億噸),2006年初雖有西弗吉尼亞州薩戈煤礦礦難造成12人死亡,但仍比我國好上百倍。
關於未來采礦發展趨勢方面,里奧廷托公司的技術負責人J.O'Reilly提出一個令人吃驚的意見。他根據現有儲量預計在今後約15年,該公司會從井采礦山采出多於露采坑產的銅。如其預計正確,這一變化將是礦業生產長期趨勢的一個重大逆轉。過去相當長一段時間,由於采選技術改進,使越來越低品位的近地表銅(及其他金屬)礦可有利開采,同時也使經濟方面的平衡有利於礦體露采而非井采(地下坑道開采)。全球露采法開採的金產量在1990年剛剛超過25%,而2000年已升至約40%。銅礦也有類似變化,但更早就大量轉為露采。世界所采銅平均品位劇降可資說明。20世紀30年代開采品位稍低於2%,而80年代中約為0.8%,後來變化不大,20世紀末約為0.7%。該公司銅及勘查方面的首席執行官T.Albanese預期的向井採回歸是由若干因素驅動的,首先是「幾何條件的嚴酷」,主要是露采一特定礦體越深,剝采比就越高。該公司的若干大露采銅礦相對已進入老年期,如南非帕拉博臘現已完全井采,美國賓厄姆峽谷和印尼格拉斯貝格因深度增大而要往地面運出更多廢石,由於能源成本提高而更成問題。他還論證新開發的可能更多的是賦存在深處的礦體,這些礦體是在已由傳統技術很好勘查過地區用新技術發現的,如該公司在美國亞利桑那州的Resolution合營銅項目就是一例(見後「銅」一節介紹),該地礦體頂面深約1公里。另一因素是要減少礦山的環境影響。井采不僅可見的環境影響小於露采,它產生的廢物也較少,這對於在已有社區附近采礦可能是重要的。在這種情況下,用井采方法來滿足環境要求的成本可能比露采低得多,而且甚或當地規劃部門會完全不允許露采。不過井采方法有待改進,要降低每噸礦石開采成本,提高總資源的利用率,提高井采安全程度,准備所需人才。此外對一些礦產可發展通過鑽井進行地下原位浸出開採的方法。
21世紀前半葉將是氣(甲烷)經濟,並將延伸至發展氫經濟。氫作為未來能源正受到更多關注。目前認為它主要可用於燃料電池車輛和在一定地區發電。現正積極研究開發,可逐步減少使用和替代石油、天然氣等燃料礦產。氫經濟的出現和發展與礦業有密切關系,也離不開礦業。首先製取氫要用水來電解,這就需更多電能,將電能轉換成H2,然後H2在車輛等的應用中轉換成能源。目前大部分消費的氫是由甲烷(天然氣)和水(蒸汽)通過鎳催化劑起反應產生H2和CO2,或用煤、蒸汽與O2(或空氣)在高溫高壓下起反應製取的。這說明需由這些礦產來製取氫。除煤、天然氣,可能還有鈾之外,還有其他一些礦產會在發展氫經濟中得到直接或間接的利用,如電力設施中的銅、鋁,汽車中的鋁、鉑等等。
在世紀之交和經濟全球化以及「新經濟」出現和發展的形勢下,作為傳統產業的礦業面臨什麼樣的問題和挑戰?地位和前景如何?究竟是不是「夕陽工業」?如何達到持續發展等?有不少議題值得我們思考。
В.П.奧爾洛夫指出,自然資源(礦產是其中非常重要的部分)是人類文明發展的基礎。國家經濟和政治獨立、應有的生活環境,以及人民的繁榮幸福,在許多方面取決於國家的自然資源。礦產消費量在穩步增長。人類生活質量的水平首先取決於能源的保證程度,目前能源中百分之九十以上來自能源礦產。他還在最近發表了題為「經濟全球化條件下的俄羅斯礦物原料基地」一文,認為經濟全球化是現實,在21世紀不可避免。他提到礦物原料基地在全球人類中的作用和地位問題、可利用的主要因素、負面影響、目前全球化規模,並對俄羅斯在這些方面的狀態和能做些什麼提出了一些意見。
油氣資源在國際政治、經濟上的極其重要性一直是顯而易見的,中東問題和OPEC就是突出的例子。在爭奪固體礦產資源方面,目前很明顯的例子是非洲一些國家(如剛果(金)、獅子山和安哥拉等國)的內戰,甚至是多國介入的戰爭。
加拿大多倫多金羅斯黃金集團公司勘查副總裁R.W.謝弗(Schafer)提到,新全球經濟出現新的電信產業、電子商務、基因工程及其他時髦產業,「高技術」時代將在21世紀改變世界!然而人們日常生活對物質的需要,是要人們用物質製造出來的。即使那些生活在網際網路和蜂窩電話環境中的人,也要依賴礦產資源的供給才能生活舒適。礦產品是他們愛用機件的關鍵組分。人民、國家和經濟需要礦產和礦產品。「新經濟」只能與舊經濟並存,而不是取代它。礦產采選冶將更有效、更干凈和更少影響環境,但是對礦產資源生產的需要將永存!礦業也在變化,必須繼續研究推進礦產發現、開采和提取技術,使經營途徑能有革命性變化。礦業及其所支撐的生活方式將是新世紀「新經濟」的一個組成部分。礦業是「新全球經濟」基礎的一部分。
世界數一數二的固體礦產公司英國里奧廷托聯合鋅公司主任經濟師D.漢弗萊斯,前幾年在一次會議上談到「新經濟」對礦業(指固體礦產礦業)的影響。他指出的一個影響是股市投資者對礦業的看法,認為礦業獲利需很長時間,對這一古老工業的前景缺乏信心。他估計5年前礦業在全球股市中約佔5%,目前已降至佔1%(應該指出,美國所謂的「新經濟」在發展過程中有相當泡沫成分,現在調整中)。他認為礦業界也應向投資者說明礦業是持續性的、耐久的,仍能有吸引人的回報,礦業界也能夠提高自身能力,有能力做到這一點。他認為原材料是仍舊要使用的,金屬仍是需要的。「新經濟」活動事實上驚人地依賴傳統原料,美國過去10年使用的礦產就明顯增加,電子產品是要用銅、用電的。「新經濟」對不同礦種、不同地區的影響可能有不同,但總的是促進全球發展,因而對礦產和金屬的需求來說也是有利的。世界上貧窮國遠遠未滿足其需要,仍為礦產保留了相當大的需求遠景。他根據統計資料提到,當一個國家向人均每年GDP 5000美元這一水平上升時,原料消費量的增長趨於最快。他認為礦產基地不是可以容易地「再生產」的,優質長壽命的資源是難找的,不過一旦找到將在很長時期內可作盈利經營的基礎。他認為所有經濟是多樣、復雜地交織在一起的,新老可共存和共同發展,不是取代,更多的是改變。他也提到在財富的生產上,知識的產生與開發利用起著越來越大的作用,要更重視智力資產。
對加拿大西北地區金剛石礦床發現和開發有重要貢獻的咨詢地質師H.T.達默特在題為「礦產資源開發——我們新的挑戰」的2000年傑克林講演中提到,現在礦業已與10年前不同了,發生了一些事件,迫使礦業界要工作得更好、更快。這些事件包括:大多數礦產品的實際價格下跌;公司持股人回報低並且在減少;礦業通過合並、合夥和聯合在大規模重組;黃金的角色從支持貨幣的作用到只是一種商品;當地居民問題的重要性增長及「可持續發展」的驚人的強制性。現在要求資源公司尊重所在國的社會、道德和社會價值,並且擔負更多責任。
世界第五大金礦公司Franco-Nevada公司首席執行官P.拉森在2000年春的一次會議上指出,近年礦業信譽受損,投資者轉向高科技股(這不僅是受1997年布雷克斯公司布桑金礦勘查項目丑聞事件影響及礦產品價格低的問題,或者是重大發現少的問題)。多倫多股票交易所指數的變化說明礦業(指固體礦產礦業)和貴金屬股票價值急劇下跌。1996年金屬和礦產及金銀合起來占該交易所的22%多,2000年春只佔6.5%。對礦業界未來的一個重要挑戰是要與通過網際網路交易的世界關聯起來,礦業必須自我創新去繼續吸引投資和人才,礦業需要金錢和未來畢業的天才。礦業公司也在合並、兼並、經營合理化、聯合和降低成本,在技術快速進步的發展的世界經濟里開發新市場。光合並是不夠的,主要是要提高競爭力,做得更好、更有利。RioAlgom公司首席執行官P.M.詹姆斯在同一會議上做了關於礦業可持續發展的發言,指出要將經濟、環境、社會發展機會統一結合於經營戰略以達到其經營目的。現在除注意環境問題外,還要重視社會問題,取得社會和公眾的認可,力求處於積極進取、成本有效和負責任狀態,這樣才能在競爭中取勝。在該會議上,加拿大自然資源部部長R.古德爾指出,礦業對加拿大經濟很重要,它是深深植根於加拿大歷史的。礦業界必須通力合作,驅除那種認為礦業主要是過去的事的虛妄錯誤觀點。這種觀點認為,礦業是支持我們度過20世紀的舊經濟的一種殘余,在新的以知識為基礎的網際網路交易經濟中其重要性已縮減。他指出「我們的願望是要人們知道我們是世界上最好的礦業國,有最高技術,最愛護環境,最對社會負責任,生產率最高,最有競爭力」。這些狀態對於21世紀礦業處於朝陽而不是夕陽工業的地位是非常關鍵的。礦業要向持懷疑態度的公眾和媒體證明,礦產開發可以一種負責任的、可持續的狀態進行。礦業界在新技術上有大量投資,在走向以知識為基礎的經濟方面已有顯著進展。加拿大《北部礦工》編輯V.丹尼爾森也在會上發言指出,礦業面臨這一傳統產業要在新經濟中找到地位的挑戰。目前礦業被社會、環境、政治和技術等不確定性所包圍。要重視技術和智力成就,向社會提供更多利益和提高環境管理水平,需要促使自己成為高技術產業,成為新經濟的一個組成部分,要宣傳,要更好運用網際網路。
石油公司和礦業公司的並購仍在繼續。礦業公司1998年並購交易額超過250億美元,1999年為190億美元,其中超過1000萬美元的有100項,2000年並購仍在繼續,1~9月已達175億美元,最近在進行的重要並購活動是(南非)英美公司與德比爾斯公司的合並和英國里奧廷托公司收購澳大利亞阿什頓礦業公司。礦業界的這些最大並購活動與石油界合並後的英美石油公司(BPAmoco)和埃克森美孚公司(Exxon Mobil)具有5200億美元的合計市場資本價值相比(里奧廷托公司市場資本價值約為240億美元),真是小巫見大巫。與2000年屬於高科技產業的美國在線公司與時代華納公司的合並(價值1820億美元)相比,也不可同日而語。據H.T.達默特認為,礦業公司兼並後情況變好、基本未變和反而不好的約各佔1/3。不少公司在調整經營戰略,調整結構,採取有關措施。
「新經濟」對一些礦產的需求會增長,如對能源礦產、銅、鉭等等。礦產的電子交易(如能源礦產、銅、一些非金屬礦產等的網上交易)已經開始,礦業設備的電子采購等也已開始。電子商務市場能為礦業提供明顯的降低成本和產生價值的機會。