① 充填采矿的优缺点
生产实践表明,充填采矿法与其他采矿法相比较,具有以下几个方面的优点:(1)采准切割工程量小,灵活性大;(2)矿石损失和贫化小;(3)能够较有效地维护围岩,减少围岩的移动和防止其大量冒落;(4)对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采;(5)可防止矿床开采的内因火灾;(6)可利用废石、尾矿用作充填料;(7)控制地表塌陷;(8)改善地下采矿环境。充填法的主要缺点是:回采工艺和充填工艺比较复杂,采矿和充填相互影响,如果回采作业机械化问题不能妥善解决,则生产效率和能力均较低,加之充填料开采、加工、输送及其他一系列耗费,故原矿成本较高。
② 几种充填采矿法的特点及适用条件
分享到: 收藏推荐 0 前 言随着回采工作面的推进 ,逐步用充填料充填采空区的采矿方法称为充填采矿法。充填采空区的目的主要是利用充填体进行地压管理 ,以控制围岩崩落和地表沉陷并为回采工作创造安全和方便的条件。近年来随着国家经济发展及科技水平的提高 ,回采工作采用了高效率的采装运设备 ,充填工艺实现了管路化、自动化 ,并广泛使用了选厂尾砂作充填料 ,使充填采矿法成为效率高、成本低、矿石损失贫化小、作业安全的采矿方法 ,特别是对围岩和地表需要保护 ,地压大 ,有自然火灾危险 ,矿体形态复杂的高品位或贵重金属矿床 ,充填采矿法比空场法、崩落法的优越性更突出。因此 ,这种采矿法的应用范围不断扩大。充填采矿法主要有两种分类方法 :一种是按矿块结构和回采工作面推进方向来分。充填采矿法可分为 :单层充填采矿法 ;上向分层充填法 ;下向分层充填法和分采充填法等。由于矿体埋藏条件复杂 ,往往一个矿体的回采包括两种或两种以上的充填采矿法 ,使充填采矿法按工艺分类变的复杂化。另一种是根据充填料的不同对充填法进行分类。本文采用这种分类方法对充填法进行讨论。
③ 采矿工程中,采用浅孔留矿法,使用人工装药,请问人工装药的效率是多少
根据已知矿体赋存条件而言,浅孔留矿法是比较合理的。中段高度30-50m,矿块长度40-60m。可以根据矿石价值情况确定是留间柱还是人工矿柱。
至于人工装药的效率,一般说来2min/2m,基本上就是2min一个孔。装药系数在0.6-0.7之间(视矿岩的坚固性)
④ 采矿行业在以后的发展前景
煤矿产能过剩,参考《2016-2021年中国采矿行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示,近些年来 ,国内外地下采矿技术发展很快,很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内一些矿山和一批先进的采矿工艺技术和装备,已步入世界先进水平的行列。
从以上统计数据看,铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主,有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。近十多年来,地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速,崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进了我国金属矿地下采矿技术的迅速发展,使部分矿山的工艺技术达到了国际先进水平。
⑤ 河北充填采矿技术有限公司怎么样
河北充填采矿技术有限公司是2013-08-07在河北省邢台市桥西区注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股的法人独资),注册地址位于邢台市桥西区团结西大街126号。
河北充填采矿技术有限公司的统一社会信用代码/注册号是91130500075950094H,企业法人贾靖,目前企业处于开业状态。
河北充填采矿技术有限公司的经营范围是:工程设计咨询服务、其他技术研发服务;采矿专用设备、其他化工材料(不含危险化学品)销售;其他化工产品(不含危险化学品)的加工(法律、行政法规、国务院禁止的除外,限制经营的待取得许可证后方可经营)。在河北省,相近经营范围的公司总注册资本为346968万元,主要资本集中在 5000万以上 和 1000-5000万 规模的企业中,共126家。
河北充填采矿技术有限公司对外投资1家公司,具有0处分支机构。
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⑥ 充填技术的发展
矿山充填技术在地下采矿中一直发挥着重要的作用,完善充填工艺技术及发明新型充填材料,是采矿技术的重要发展方向:(1)要大力发展和使用低成本的可靠充填物料;(2)要做好尾砂、全尾砂高浓度、自流输送和膏体泵送的研究,以减少充填成本,减少环境污染,建设无废料矿山;(3)在推广充填采矿的同时,注意采矿能力的适应,加大机械化采矿进程,综合提高采矿能力;(4)要注意影响充填采矿效率,降低成本;(5)采用新型的胶结固化材料替代水泥,改善充填料浆的输送条件,是胶结充填采矿今后研究的重要课题;(6)针对矿山充填料浆的浓度和流量检测仪表寿命短、故障多、检测失准,使得制备的充填料浆达不到设计要求,应加强对充填监测仪表新产品的研制与开发。
⑦ 河南省铝、钼有色金属和贵金属矿业企业加快发展循环经济的新情况、新问题及建议
河南省是有色金属工业大省,2007年1~5月份,全省10种有色金属产量(电解铝、铅)、氧化铝、钼精矿产量,实现利润、实现利税及完成固定资产投资均居全国之首,金属镁(山西第一,为14.7万吨)、铝材(广东第一,为93.3万吨)产量和主营业务收入(江苏第一,为707亿元)居全国第二。全省有色金属工业的主要指标及占全国的比例详见表1。
表1 2007年1~5月河南省有色金属工业主要指标占全国比例及位次
从表1可以看出,我省正在向实现全国有色金属工业强省进行新的跨越。最近,中国有色金属工业协会会长康义在我省召开的“全国有色金属地勘行业改革与发展研讨会”上透露,河南省有色金属工业产量已超过美国,居世界第二位。显然,要使我省有色金属工业逐步实现科学发展,其潜力在于加快发展全省铝、钼等有色金属矿业循环经济。为此,根据2007年矿业循环经济调研计划安排,我们在6~7月份,先后考察了郑州中铝河南分公司(简称中铝河南)及中铝矿业分公司(简称中铝矿业)、洛阳市栾川钼业集团(简称洛钼集团)及洛宁发恩德矿业有限公司(简称洛阳发恩德)、三门峡市灵宝金源矿业有限公司(简称灵宝金源)及灵宝黄金股份有限公司(简称灵宝黄金股份)等有色金属和贵金属矿业企业或综合企业,并与上述企业有关的市、县政府部门进行了座谈。现将我们了解的新情况、发现的新问题与建议综述如下。
一、新情况
在《河南省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见》(豫政[2006]38号)的指导下,今年,我省铝、钼、金、铅、锌、银等有色金属矿业企业推进循环经济步伐正在加快,已初见成效。主要体现在以下4个方面:
(一)“减量化”(节能减排)
中铝河南推进快,成效显著,是一个较好典型。该公司确定了2007年节能减排目标:节能3.5万吨标准煤以上,万元生产总值能耗比2006年降低5%,二氧化硫排放总量比2006年减少5%。为了实现2007年节能减排目标,该公司坚持管理创新,实现全员节能;深化自主创新,实现科技节能;加快结构调整,实现投资节能;发展循环经济,实现增效节能。特别是国际先进的“一水硬铝石管道化溶出技术”、“烧结法粗液常压深度脱硅技术”、“强化压煮溶出技术”等在该企业应用,解决了关键技术,加大了节能力度。2007年1~6月份,该公司氧化铝产量达123万吨,完成年计划的56%,达250万吨年产水平,完成利税20亿元,产量及效益双创历史新高。与此同时,节能减排成效显著,节能减排指标不断优化,内控指标优化率达77%。单位产品综合能耗比2006年末降低3%,累计节能1.1万吨标准煤,工业水重复利用率达89%,主要产品成本比预算节约4800万元。
(二)再利用
有色金属矿业循环经济的再利用是指贫矿与富矿、厚矿与薄矿、主矿产与共伴生矿产,通过技术创新,进行合理开采与综合利用,以达到减少资源浪费、节约利用资源之目的。其再利用的部分指标是开采回采率(简称回采率)及选矿回收率(简称回收率)。
洛阳发恩德是一个比较突出的好典型,该中外合作公司十分注重以技术创新合理采矿,最大限度减少资源浪费。对洛宁沙沟薄脉型“鸡窝(铅、锌、银)矿”,如果用传统技术采矿,贫化率高,回采率低,资源损失严重。为此,该公司投入大量资金,引进了“削壁充填法采矿”技术,以1000美元/日的高额报酬,高薪聘请美国采矿专家在开采现场指导,使该企业在短时间内掌握了先进采矿技术,并使厚度远低于工业要求的薄矿体(0.1~0.5米)得到了合理开采,其矿山回采率高达95%。由于采用先进技术,使公司铅、锌、银回收率分别达到93%、81%和90%,其资源的综合利用率达到国际先进水平。
洛钼集团是一个较好典型。该企业把减少资源浪费,提高回采率作为矿山开发的基点。经过多次专家论证,实施了安全系数高、资源浪费少的露采工程,已使露采能力达到了3万吨/日的开采规模,并使回采率高达98%。该企业还以技术创新,提高选矿生产能力。该企业引进了美国艾姆克公司浮选柱选钼新技术,以柱型浮选机代替传统浮选槽。此举不仅把回收率提高了8个百分点(达到86%),把精矿品位提高了4个百分点,而且每年节电50%,增加经济效益数千万元。
灵宝金源也是一个较好典型。该企业实施了硫铁矿综合利用项目。该项目的主要工艺是将含硫23%的硫铁矿富集,制成含硫达47%的硫精矿,通过熔烧、干吸、净化等工艺制成硫酸,作为磷复合肥生产原料,制酸过程中的余热用于发电,副产品硫酸渣含铁达60%,作为铁精矿出售。一期工程已建成投产,年处理硫铁矿20万吨、年产硫酸12万吨、磷肥15万吨、铁精粉7万吨、余热发电2040万度。2006年实现利税3000余万元。二期工程已施工建设,项目建成后,可使硫铁矿中伴生的金、银、铜等金属得以充分回收利用,实现年产电解铜1221吨、电解锌550吨、黄金1吨、白银3.2吨、硫酸3万吨,年利润将再增加3000万元。通过该项目的实施,打造了“采矿——选矿——制酸——化肥生产——废渣利用——余热发电——多金属回收”综合利用产业链。
灵宝黄金股份已成立了矿业技术开发中心和博士后科研工作站,积极开展成矿规律、采选工艺、低品位矿冶炼、多金属回收等方面的科研。已形成日采选矿石2400吨、日处理金精矿700吨,年产黄金10吨、白银30吨、电解铜1万吨、硫酸15万吨综合利用规模,其利润2亿元以上。该公司综合冶炼二期工程,2007年8月份已投产,日处理金精矿达880吨。该公司铜金矿多金属综合利用项目已开工建设,该项目建成后,年生产铜金精矿3.3万吨、黄金3万两、白银5吨、电解铜1万吨、硫酸2.8万吨。灵宝黄金股份,对多金属综合利用也是十分重视的。
总之,我们调研的洛阳发恩德等有色金属矿业企业,对再利用均较为重视。这些企业不仅合理开采,综合利用,减少资源损失,节约利用资源,而且也产生了较好的经济效益。
(三)资源化
有色金属矿业循环经济的资源化是指将低品位矿石作为资源利用及尾矿中低品位多金属再回收为可用资源。
中铝矿业按照资源化的新观念,供矿的铝硅比已由8~9降至最低3.5。中铝河南及中铝中州等企业,通过联合攻关,首创国际先进的“选矿拜耳法生产氧化铝新工艺”,其已建规模达60万吨(中铝中州),目前在建有220万吨(中铝河南150万吨、中铝中州70万吨),累计可达300万吨规模。这将有效提高我省数亿吨低品位铝土矿的利用率,对节约利用我省铝土矿资源,实现氧化铝工业的可持续发展有重大意义,值得其他氧化铝企业学习。
中铝河南自主研发了树脂法提取稀有金属镓技术及精炼高纯镓技术。从氧化铝生产过程的尾矿母液中提取镓,回收率75%以上,处于国际领先水平,基本实现了资源化。该企业已成为亚洲最大的镓系列产品的研发和生产基地,制成了金属镓、高纯镓、氧化镓、医用镓盐等系列产品,处于国际领先水平。
洛钼集团针对尾矿中每年有8000吨白钨精矿损失的局面,与俄罗斯国家有色金属设计院合作,攻克白钨回收技术,建成白钨回收公司,已达到1.5万吨/日回收能力,每年节约尾矿排放费用1000万元,增加效益数亿元。其二期工程正在建设,至2008年可将下属全部选矿企业建成配套白钨回收工程,届时可年产白钨精矿8000吨,增加效益6亿元,成为洛钼集团又一个经济增长点。
灵宝市一些黄金企业对黄金尾矿中有价值的废弃金矿石进行资源化利用,还对一些废弃坑口进行回采及残采,一年可开发低品位矿石5万余吨,既变废为矿,又产生了较好经济效益。
总之,所调研的几个企业,对资源化均有一定重视程度。
(四)无害化
有色金属矿业循环经济的无害化是指在“减排”的基础上,企业对排出的尾矿、气、水的无害化处理及对采矿破坏生态环境的恢复性保护。
洛阳发恩德严格按照环评要求,进行环境保护,是一个好典型。该企业所采用的采矿削壁充填国际领先技术,可对地下采空区进行动态充填,尽快恢复地下生态环境。与此同时,该企业对矿坑水进行沉淀处理,对生活污水进行集中无害处理,选厂污水进行再循环使用,显示了中外合作企业注重绿色矿业生产的特色。
灵宝黄金股份投资3000万元建成了黄金冶炼厂污水处理系统,达到零排放标准。灵宝金源采用两转两吸工艺,使二氧化硫浓度和硫酸雾浓度均低于国家排放标准,对铜、锌萃取余液置换后的贫液进行循环使用,实现了零排放。
按照“既要金山银山,也要绿水青山”的理念,洛钼集团投入3亿元环保专项资金,对环境进行整体保护。针对露天开采对周围水土造成的影响,委托洛阳市园艺公司对矿山绿化进行了规划,在排渣场植树3万余棵,矿山绿化面积达17万平方米,为全国矿山绿化开启了成功范例。该企业通过科研攻关,利用除尘脱硫新技术,生产了市场紧俏的亚硫酸钠产品,变废为宝,为企业实现废气零排放创造了条件。针对传统钼流程使用剧毒氰化物对废水造成的影响,该企业经过技术攻关,以巯基乙酸钠取代了氰化钠,实现了选矿厂无害药剂推广使用,为废水无害化排放创造了条件。
总之,我们所调研的洛阳发恩德等有色金属矿业企业,从认识到行动,对“无害化”都比较重视。
综上所述,洛阳发恩德、洛钼集团、中铝矿业、灵宝金源等有色金属矿业企业,是我省加快发展循环经济的好典型或较好典型。这些典型在合理开发及节约资源,保护环境方面,均取得明显效果,充分体现了科学发展的较大潜力。
二、新问题
1992年联合国环境发展大会可持续发展宣言的签署,标志着循环经济的诞生,1998年我国引入德国循环经济概念,确立了“3R”原则的核心地位,因此,我们了解循环经济的时间是在2000年前后,我省铝、钼等有色金属和贵金属矿业企业了解循环经济的时间仅是最近两三年。由于时间短,加之上述矿业企业发展循环经济步伐较快,出现了一些新问题是难免的。本次调研中发现的新问题较多,归纳起来,主要有以下4点。
(一)对循环经济理念缺乏比较全面、系统、准确的认识
我们初步认为循环是“形”,“3R”原则是“魂”,科学发展是“本”,这是对循环经济的本质理解,我省相关矿业企业对循环经济的理解,尚难达到如此深刻程度。部分市、县政府部门及矿业企业既不能将省政府目前狠抓落实的“节能减排”约束指标体系〔万元GDP能耗、万元GDP电耗、万元企业生产增加值能耗、二氧化硫(SO2)排放总量,化学需氧量(COD)排放总量〕与循环经济“3R”原则的减量化联系起来操作,也未认识到,对铝、钼、金等资源开采总量控制及相关环境承受容量控制是“3R”原则减量化的本质体现;更未认识到“3R”原则是有序的,其优先顺序是:减量化——再利用——(再循环)资源化。总之,矿业企业对循环经济比较全面、系统、准确地提高认识,还有一个较长学习和理解过程。
(二)发展循环经济的总体水平不高
一是价值高的伴生矿产资源综合利用总体水平差。如我省铝矿石中伴生的稀有金属镓的价值很高,镓是做激光器、大规模高速集成电路、超导等不可缺少的高级材料,但只有中铝河南及中铝中州对其进行了有效综合回收,其他氧化铝企业在生产过程中都让其白白流失;又如栾川钼矿中有丰富的稀有金属铼,其价值甚高,铼是火箭、导弹、宇宙飞船等高温部件必需的材料,但现在尚未综合回收利用。二是尾矿资源基本上未实现(再循环)资源化。我省铝土矿尾矿(赤泥)有2000万吨以上,钼矿尾矿有3000万吨以上,均储存尾矿库中,未开发利用。三是有色金属资源再生利用水平差,致使有色金属资源开采总量居高不下,逐年攀升。以上三点说明,从总体看,我省有色金属矿业企业循环经济发展水平还不高。
(三)我省有色金属矿业企业均未建立评价其循环经济发展水平的技术、经济、环境、效益指标体系
(四)部分市(县)政府部门对运用政策及市场力量加快发展铝、钼、金等矿业循环经济,认识不足,措施不力
一些市(县)政府部门对加快发展矿业循环经济中政府自身的角色及市场居位分析不够深刻,定位不够准确,尚未主动创造适宜的市场环境,形成矿业企业加快发展循环经济的激励机制与约束机制,也未深入研究如何运用合理经济规模及价格杠杆导向,推动矿业企业加快发展循环经济。
发展矿业循环经济任重道远,出现这些新问题,是不可避免的。它们均是约束我省矿业企业加快发展循环经济的新困难,我们必须及时帮助企业排忧解难。
三、建 议
(1)加强培训,使矿业行业的主要企业及有关市(县)政府部门全面、系统、准确地提高循环经济的理性认识。
建议由省政府循环经济主管部门牵头,对重点矿业企业及有关市政府部门进一步加强培训,使他们认识到加快发展循环经济是将发展经济、节约利用资源、保护环境三者有机结合起来的战略举措;也要使他们认识到循环经济的主要特征是新的系统观、新的经济观、新的价值观、新的生产观及新的消费观;还要使他们进一步认识到省政府目前狠抓落实的“节能减排”乃是实施循环经济的基础工作——“3R”原则的减量化,清洁生产是企业内部“小循环”;节约型社会基本上是社会层面的“大循环”。此外,我们还必须清醒认识到循环经济绝不是万能的,那种认为循环经济是一种最终实现全新的封闭式的零排放资源利用方式,它可以解决一切环保问题,这是一种认识误区。如日本、西欧等循环经济发达国家,由于受技术与成本—效益的限制,不可能都是“封闭式的零排放的资源利用方式”,最终不可避免要出现尾矿废弃物,经无害化处理后,再进行排放。
总之,只有提高认识,加强培训,我们在加快发展矿业循环经济过程中,才能少走弯路。
(2)进一步为矿业企业加快发展循环经济营造更为宽松的政策环境。
一是逐步制定铝、钼等有色和贵金属资源开采中的资源循环利用政策。地质勘查部门在地质勘查报告中应有资源循环利用篇章,开发利用设计部门在确定开采方案的同时,应当提出切实可行的共生、伴生矿回收利用方案、矿井水循环利用方案、尾矿循环利用方案和安全处置方案;有关矿业企业要在政府监管下,自觉执行上述方案,努力提高资源循环利用率及无害化处理率;二是政府主管部门与行业协会相结合,逐步制定考核矿业企业循环经济发展水平的技术、经济、环境、效益指标体系,特别要加快制定矿产资源循环利用率及无害化处理率的指标体系;三是在《河南省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见》的指导下,逐步制定加快发展矿业循环经济的鼓励与扶持政策,主要包括税收优惠、投资倾斜、设立铝、钼、金等金属矿循环经济专项基金、合理定价、财政贴息、技术创新、政府绿色采购等。
(3)典型引路,紧抓试点。
据本次调研,发现洛阳发恩德(中外合作)矿业公司在利用国际先进技术进行有色金属探矿与采矿、管理严格、节约资源、保护环境、提高生产效率、依法纳税等方面均较突出,我们建议省政府有关主管部门可进一步调研总结并推广其经验与做法,以便推动全省有色金属矿业循环经济加快发展。我们还建议洛阳发恩德、洛钼集团、中铝矿业、灵宝金源及灵宝股份等矿业企业,发展循环经济已初见成效,并具有典型意义,可按程序纳入我省循环经济试点企业范围。
(4)在铝、钼、金、银、铅、锌等矿产资源整合中,应向上述循环经济初见成效的典型矿业企业倾斜。
(5)在保证我省煤矿安全生产的前提下,逐步破解上煤下铝矿权设置难题,加大煤下铝的找矿力度,可能新增3亿吨铝土矿资源储量,延长铝土矿保障年限;要提高铝土矿中的稀有金属镓的评价及回收利用率;要利用国际先进技术,开展铝矿尾矿(赤泥)中的铝、铁、硅等低品位矿的综合回收试验研究,争取对这一世界难题的解决有所进展;在提高铝土矿资源循环利用率及无害化处理率的前提下,争取在2012年前后将三门峡铝工业园区建设成为全国领先的循环经济示范铝工业园区。
(6)要组织有关专家对全省钼业进行调研,制定发展规划,适度控制产量,提高我省在国际市场上钼价的话语权。应将栾川钼矿田进行资源整合,逐步实现统一规划、统一设计、统一开采供矿、拉长产业链。综合回收利用钨及铼等很有价值的稀有金属,抓紧利用国际先进技术进行尾矿资源化试验,减少环境破坏,实现科学发展,争取在2012年前后,将洛阳建设成为世界领先的新型钼工业基地。
参加调研人员名单:
省政府参事 姚公一、林效森、蔡德龙、刘 勇
特 邀 专 家 孙志顺(河南省矿业协会)
预 备 参 事 王志光
⑧ 充填采矿法
用充填采矿法回采矿体时,也是将采区划分为矿房和矿柱两个步骤回采,先采矿房,后采矿柱。其特点是随回采工作的进行,用充填材料将回采后的空间允填起来。充填料的作用有两个方面:一是维护矿房的上下盘围岩;二是形成工作台,工作人员站在充填料上面进行凿岩、爆破、出矿等工作。这种采矿方法主要用于:
① 矿石稳固而围岩不够稳固;
② 地表不允许崩落;
③ 开采稀有、贵重金属或高品位富矿,要求损失率、贫化率小;
④ 矿床有自燃发火危险;
⑤ 矿体倾角一般在50°~60°以上。
(一)水砂冲填采矿法:
1.概述
由于生产的不断发展,允填采矿法也有新的改进。近年来,我国地下金属矿山使用水砂充填采矿法的逐渐增多。水砂允填法的实质是借助水力沿管道系统,将允填材料输送到回采工作面进行充填。
2.典型方案
图5-5-16为我国铜绿山铜矿上向水平分层护壁炉渣水力冲填采矿法的
图5-5-16 上向水平分层护壁炉渣水力充填采矿法
一个典型方案。该矿的矿床为急倾斜、极厚矿体的铜矿,品位很高,矿石为含铜磁铁矿,坚硬而稳固。围岩为矽卡岩、大理岩和花岗闪长岩等,属中等稳固。地表有湖泊,不允许崩落。根据上述特点,采用水砂冲填采矿法。
采区划分和构成要素为在每个阶段上划分若干个采区。当矿体厚度大于10~12m时,采区垂直矿体走向布置;当矿体厚度小于10~12m时,采区则沿走向布置。每个采区又划分为矿房和矿柱,当采区垂直走向布置时,矿房宽度为7m,矿柱宽度为9m。矿房顶柱厚为4~6m,底柱高为5~7m,阶段高度为60m。
3.采准切割工作
采准包括掘进穿脉巷道、采场充填井、放矿闸门硐室、拉底巷道以及拉底水平以下的放矿溜井和滤水进风行人井等。
穿脉巷道掘进在矿房及间柱的分界线上,以兼顾矿房与矿柱两者回采的需要。穿脉巷道主要起运输矿石并兼以探矿作用。其断面为2.4m×2.75m,铺设有单轨。
充填天井按设计要求沿矿房长度每隔30~40m设置一个。充填井原则上应位于采场中央,以便等距离地充填整个采场。充填井规格有两种:用吊罐法施工时,其断面为1.8m×2m;用普通法掘进时,其断面为1.8m×1.5m。充填井分两格,即分梯子间与充填管子间。充填井主要用来下放充填料和作回风用。
人行滤水井主要用作行人、滤水、进风和提升材料设备等。根据安全生产的要求,一个采场至少设有两个人行滤水井,当采场很长时,还应设立两个以上。滤水井的断面为1.8m×1.8m,应分成两个格:一格为梯子间,一格为提升材料间。
溜矿井主要作为放矿用,其断面规格为1.5m×1.5m和1.8m×1.5m两种。它的断面尺寸应大于允许最大块度的3倍。溜矿井下部安装有单缸或双缸的扇形风动闸门。
人行滤水井和溜矿井在采场内应间隔布置,便于人行、滤水和出矿工作。
切割工作就是在底柱之上,沿矿房长轴方向掘进拉底巷道(切割巷道),联通各滤水井和溜矿井、然后以该巷道为自由面,进行扩帮,将矿房底部全部拉开,形成高2.0m的拉底空间,再进行挑顶2.5~3.0m。将矿石全部运出后,砌筑钢筋混凝土底板,其厚度为0.8~1.0m,要求混凝土标号为100~150号。
4.回采工作
该矿采用上向水平分层的回采方式,分层高度为2.0m,矿石稳固时,可以增加采高达4~5m,即连续回采两个分层后再进行充填。这样可以减少辅助作业时间,提高劳动生产率。
凿岩用凿岩机,打向上炮孔崩矿,孔深1.6m。崩下矿石后,再用凿岩机打水平炮孔进行压顶,高度为1m,既增加了落矿高度,又保证了采场的规格和稳定性。
5.矿石运搬
每个采场设有一台气动装运机出矿。这种装运机在充填法采场装运灵活、速度快、功效高、能力强,特别是矿石装得比较干净,节省大量人工劳动,深受工人欢迎。目前井下ZYQ-14装运机出矿平均台班工效可达80~90t,ZYQ-12台班出矿可达60t。为了进一步提高装运机出矿效率,应尽量减少大块产出率,加强底板铺面质量管理,搞好装运机的维修与保养工作。当采场出矿完毕后,将装运机吊挂在采场顶板上或转移到邻近采场,以便进行充填作业。
6.采场通风
新鲜风流从滤水井进入采场,炮烟和污浊空气经充填天井排到上部回风平巷经风井抽到地表。这种采准布置通风条件较好。
7.充填工作
一个分层崩下的矿石,全部出完后,采场形成4~4.5m的空间,开始进行充填。充填工作包括砌筑护壁、浇注人行滤水井和溜矿井、水砂充填以及浇注混凝土底板和隔墙等。
(1)砌筑预制块:为了保证矿柱的顺利回采,在采场充填前要浇注混凝土隔墙(也称护壁)。过去在浇注混凝土时要架设木模板,现改为砌筑混凝土预制块代替木模板,节省大量木材。
混凝土预制块规格为300m×200m×500mm,每块重21kg。隔墙厚度不小于0.6m。为了防止已砌好的混凝土预制块墙被充填料压倒,在预制块墙与矿壁间每隔5~7m加砌混凝土预制块横撑进行加固。
(2)加高顺路天井:在混凝土砖墙施工的同时,加高顺路行人井与溜矿井。加高的高度为2.0m,顺路井内檗架设3cm厚的木模板,外砌混凝土预制块。木模板与所砌混凝土预制块之间留0.2~0.3m的空隙,以便浇灌混凝土。滤水井取0.2m,溜矿井取0.3m。滤水井在砌筑预制块时,每边需留1~2个滤水孔,在水砂允填时,将这些孔用1~2层草袋堵住,待充填后滤水。等充填完毕水滤出后,再用混凝土浇灌木模板与混凝土块之间的空隙。这种滤水措施简易可靠,但只适用于滤水性能好的充填料如炉碴。铜录山矿是采用炉碴充填的。
(3)炉碴充填:在进行水砂充填前必须做好一切准备工作,包括安装充填信号、接管、放水试管等。采场充填管是用4英寸的普通钢管。充填方式采用前进式,即由充填天井向矿房两端前进式充填,这样充积的炉碴堆可以作为采场架设允填管子的支架,边充砂边往前接管子,同时也便于作业人员工作。炉碴充填高度为1.8~1.9m。充砂能力每小时达40~45m3。充砂浓度为40%左右。炉碴充填完毕后,采场中所充炉碴面总是高低不平,因此还需要进行人工平场,劳动强度大,应实现平场机械化。这是一个重要的研究课题。
(4)浇灌混凝土:在地表设置混凝土搅拌站,混凝土制备好后,运送至地下,经采场充填井由管路下放到采场,用矿车运到浇灌地点。在混凝土隔墙中,浇灌混凝土的厚度为0.4m。
混凝土底板的作用是将崩落的矿石和允填料隔开,也是减少矿房回采中矿石损失和贫化的一个必要措施。同时也是为装运机创造良好的出矿条件,有利于提高装运机的出矿效率。混凝土底板厚度为0.15~0.2m,此厚度只要保证崩矿时不被打坏即可。
浇灌混凝土隔墙、底板以及顺路井均应同时施工。混凝土施工完毕后,还要经过一定的养护期,达到一定强度后才能开始作业。
8.水砂充填采矿法评价
充填材料采用水力管道输送,简化了工艺和设备,提高了冲填能力并降低了充填成本。水砂充填的充填体较致密,抗压强度大,能较有效地控制矿山压力和防止围岩移动。如果用选厂的尾砂作充填材料,不仅价格便宜,材料来源广,而且还可以减少尾砂堆积的设施,减少占地面积。因此,只要条件允许,应尽量利用尾砂作充填料。从我国金属矿山应用这种采矿方法的发展趋势来看,尾砂允填的应用更加广泛。
水砂充填采矿法也存在不少缺点,如充填料的制备工作和充填设施工程比较复杂,增加了充填用水、井下脱水、排水的设施等。另外,泥砂污染巷道和清理水仓工作繁重。今后应进一步简化充填料制备工艺,提高凿岩和运搬机械化水平,改善脱泥、脱水及排水的管理,以及寻求有效的接顶工艺。
根据我国使用水砂充填法的矿山实践,认为回采工艺复杂主要是由砌筑隔墙引起的,这项工序体力劳动强度大、效率低。若用胶结充填法回采矿柱,形成人工混疑土矿柱,代替砌筑隔墙和留矿柱,然后用水砂充填回采矿房,这样就简化了工艺,提高了生产效率。
图5-5-17 矿房沿走向布置的干式充填采矿法示意图(a—投影图,b—立体图)
图5-5-18 方框支架充填采矿法示意图
图5-5-17、图5-5-18、图5-5-19分别为干式充填采矿法、方框支架充填采矿法、胶结充填采矿法的采矿方法示意图。
图5-5-19 胶结充填采矿法示意图
⑨ 充填采矿的使用条件
1)品位较高的富矿,并且要求有较高的回采率和较低的贫化率。
2)赋存条件和开采技术条件比较复杂的矿床,如水文地质条件,矿体形状比较复杂、矿体埋藏较深而且地压较大,矿石或围岩有自然发火的危险,地表或围岩不允许大面积沉陷或剧烈移动且需要特殊保护,需要选别回采或优先开采富矿、保护岩石移动区的贫矿和滞后开采的矿石露天地下同时开采,以及采掘的大量废石或选厂尾砂无处堆积需要回填到采空区等。
3)适用于矿石稳固、围岩不稳固的矿床,但如能采用特殊的支护方法或下向分层充填法,也可以用来开采矿石不稳固的矿体。
4)一般适用于开采急倾斜矿体,因为便于向采场输送充填料并可以减少充填不到的空间和充填料接顶的面积,如能采用水力充填和风力充填,也可用于缓倾斜薄矿体。
5)适用于开采厚度不大的矿体。这样可以沿走向布置采场或连续回采而减少矿柱矿量,并且使采场暴露面积不致过大而有利于安全。但是,如果能够采用胶结充填和有效的支护顶板,也可以用于开采厚矿体。
⑩ 国外一些专家对矿业的某些看法
关于国外一些专家对新世纪矿业和矿业可持续发展的看法,我们在2001年出版的《国外矿产勘查形势与发现》(国土资源部信息中心,2001)中做过介绍。目前看来,这些看法还是有相当道理,值得注意的。我们把有些认识在此重述一下,并再介绍一些最近几年新提出来的某些看法,供参考。
加拿大艾伯塔大学J.P.理查兹在论21世纪矿产资源可持续开发的挑战中,提到经济、环境、社会方面的挑战,还论述了赢得采矿许可的问题,以及非政府组织的挑战等。除他提到的这些挑战之外,目前我国矿业生产方面值得特别予以重视的一项很突出的挑战是安全问题。我国矿难严重,虽然党和政府高度重视,经采取多项措施有所减轻,但矿工在工作中因事故伤亡仍众,事故死亡率仍很高,令人痛心。这是严重的社会问题、经济问题,也是政治问题。相比之下,美国2004年矿难死亡共53人(2005年为57人),其中煤矿仅27人(美国目前年产煤约10亿吨),2006年初虽有西弗吉尼亚州萨戈煤矿矿难造成12人死亡,但仍比我国好上百倍。
关于未来采矿发展趋势方面,里奥廷托公司的技术负责人J.O'Reilly提出一个令人吃惊的意见。他根据现有储量预计在今后约15年,该公司会从井采矿山采出多于露采坑产的铜。如其预计正确,这一变化将是矿业生产长期趋势的一个重大逆转。过去相当长一段时间,由于采选技术改进,使越来越低品位的近地表铜(及其他金属)矿可有利开采,同时也使经济方面的平衡有利于矿体露采而非井采(地下坑道开采)。全球露采法开采的金产量在1990年刚刚超过25%,而2000年已升至约40%。铜矿也有类似变化,但更早就大量转为露采。世界所采铜平均品位剧降可资说明。20世纪30年代开采品位稍低于2%,而80年代中约为0.8%,后来变化不大,20世纪末约为0.7%。该公司铜及勘查方面的首席执行官T.Albanese预期的向井采回归是由若干因素驱动的,首先是“几何条件的严酷”,主要是露采一特定矿体越深,剥采比就越高。该公司的若干大露采铜矿相对已进入老年期,如南非帕拉博腊现已完全井采,美国宾厄姆峡谷和印尼格拉斯贝格因深度增大而要往地面运出更多废石,由于能源成本提高而更成问题。他还论证新开发的可能更多的是赋存在深处的矿体,这些矿体是在已由传统技术很好勘查过地区用新技术发现的,如该公司在美国亚利桑那州的Resolution合营铜项目就是一例(见后“铜”一节介绍),该地矿体顶面深约1公里。另一因素是要减少矿山的环境影响。井采不仅可见的环境影响小于露采,它产生的废物也较少,这对于在已有社区附近采矿可能是重要的。在这种情况下,用井采方法来满足环境要求的成本可能比露采低得多,而且甚或当地规划部门会完全不允许露采。不过井采方法有待改进,要降低每吨矿石开采成本,提高总资源的利用率,提高井采安全程度,准备所需人才。此外对一些矿产可发展通过钻井进行地下原位浸出开采的方法。
21世纪前半叶将是气(甲烷)经济,并将延伸至发展氢经济。氢作为未来能源正受到更多关注。目前认为它主要可用于燃料电池车辆和在一定地区发电。现正积极研究开发,可逐步减少使用和替代石油、天然气等燃料矿产。氢经济的出现和发展与矿业有密切关系,也离不开矿业。首先制取氢要用水来电解,这就需更多电能,将电能转换成H2,然后H2在车辆等的应用中转换成能源。目前大部分消费的氢是由甲烷(天然气)和水(蒸汽)通过镍催化剂起反应产生H2和CO2,或用煤、蒸汽与O2(或空气)在高温高压下起反应制取的。这说明需由这些矿产来制取氢。除煤、天然气,可能还有铀之外,还有其他一些矿产会在发展氢经济中得到直接或间接的利用,如电力设施中的铜、铝,汽车中的铝、铂等等。
在世纪之交和经济全球化以及“新经济”出现和发展的形势下,作为传统产业的矿业面临什么样的问题和挑战?地位和前景如何?究竟是不是“夕阳工业”?如何达到持续发展等?有不少议题值得我们思考。
В.П.奥尔洛夫指出,自然资源(矿产是其中非常重要的部分)是人类文明发展的基础。国家经济和政治独立、应有的生活环境,以及人民的繁荣幸福,在许多方面取决于国家的自然资源。矿产消费量在稳步增长。人类生活质量的水平首先取决于能源的保证程度,目前能源中百分之九十以上来自能源矿产。他还在最近发表了题为“经济全球化条件下的俄罗斯矿物原料基地”一文,认为经济全球化是现实,在21世纪不可避免。他提到矿物原料基地在全球人类中的作用和地位问题、可利用的主要因素、负面影响、目前全球化规模,并对俄罗斯在这些方面的状态和能做些什么提出了一些意见。
油气资源在国际政治、经济上的极其重要性一直是显而易见的,中东问题和OPEC就是突出的例子。在争夺固体矿产资源方面,目前很明显的例子是非洲一些国家(如刚果(金)、塞拉利昂和安哥拉等国)的内战,甚至是多国介入的战争。
加拿大多伦多金罗斯黄金集团公司勘查副总裁R.W.谢弗(Schafer)提到,新全球经济出现新的电信产业、电子商务、基因工程及其他时髦产业,“高技术”时代将在21世纪改变世界!然而人们日常生活对物质的需要,是要人们用物质制造出来的。即使那些生活在因特网和蜂窝电话环境中的人,也要依赖矿产资源的供给才能生活舒适。矿产品是他们爱用机件的关键组分。人民、国家和经济需要矿产和矿产品。“新经济”只能与旧经济并存,而不是取代它。矿产采选冶将更有效、更干净和更少影响环境,但是对矿产资源生产的需要将永存!矿业也在变化,必须继续研究推进矿产发现、开采和提取技术,使经营途径能有革命性变化。矿业及其所支撑的生活方式将是新世纪“新经济”的一个组成部分。矿业是“新全球经济”基础的一部分。
世界数一数二的固体矿产公司英国里奥廷托联合锌公司主任经济师D.汉弗莱斯,前几年在一次会议上谈到“新经济”对矿业(指固体矿产矿业)的影响。他指出的一个影响是股市投资者对矿业的看法,认为矿业获利需很长时间,对这一古老工业的前景缺乏信心。他估计5年前矿业在全球股市中约占5%,目前已降至占1%(应该指出,美国所谓的“新经济”在发展过程中有相当泡沫成分,现在调整中)。他认为矿业界也应向投资者说明矿业是持续性的、耐久的,仍能有吸引人的回报,矿业界也能够提高自身能力,有能力做到这一点。他认为原材料是仍旧要使用的,金属仍是需要的。“新经济”活动事实上惊人地依赖传统原料,美国过去10年使用的矿产就明显增加,电子产品是要用铜、用电的。“新经济”对不同矿种、不同地区的影响可能有不同,但总的是促进全球发展,因而对矿产和金属的需求来说也是有利的。世界上贫穷国远远未满足其需要,仍为矿产保留了相当大的需求远景。他根据统计资料提到,当一个国家向人均每年GDP 5000美元这一水平上升时,原料消费量的增长趋于最快。他认为矿产基地不是可以容易地“再生产”的,优质长寿命的资源是难找的,不过一旦找到将在很长时期内可作盈利经营的基础。他认为所有经济是多样、复杂地交织在一起的,新老可共存和共同发展,不是取代,更多的是改变。他也提到在财富的生产上,知识的产生与开发利用起着越来越大的作用,要更重视智力资产。
对加拿大西北地区金刚石矿床发现和开发有重要贡献的咨询地质师H.T.达默特在题为“矿产资源开发——我们新的挑战”的2000年杰克林讲演中提到,现在矿业已与10年前不同了,发生了一些事件,迫使矿业界要工作得更好、更快。这些事件包括:大多数矿产品的实际价格下跌;公司持股人回报低并且在减少;矿业通过合并、合伙和联合在大规模重组;黄金的角色从支持货币的作用到只是一种商品;当地居民问题的重要性增长及“可持续发展”的惊人的强制性。现在要求资源公司尊重所在国的社会、道德和社会价值,并且担负更多责任。
世界第五大金矿公司Franco-Nevada公司首席执行官P.拉森在2000年春的一次会议上指出,近年矿业信誉受损,投资者转向高科技股(这不仅是受1997年布雷克斯公司布桑金矿勘查项目丑闻事件影响及矿产品价格低的问题,或者是重大发现少的问题)。多伦多股票交易所指数的变化说明矿业(指固体矿产矿业)和贵金属股票价值急剧下跌。1996年金属和矿产及金银合起来占该交易所的22%多,2000年春只占6.5%。对矿业界未来的一个重要挑战是要与通过因特网交易的世界关联起来,矿业必须自我创新去继续吸引投资和人才,矿业需要金钱和未来毕业的天才。矿业公司也在合并、兼并、经营合理化、联合和降低成本,在技术快速进步的发展的世界经济里开发新市场。光合并是不够的,主要是要提高竞争力,做得更好、更有利。RioAlgom公司首席执行官P.M.詹姆斯在同一会议上做了关于矿业可持续发展的发言,指出要将经济、环境、社会发展机会统一结合于经营战略以达到其经营目的。现在除注意环境问题外,还要重视社会问题,取得社会和公众的认可,力求处于积极进取、成本有效和负责任状态,这样才能在竞争中取胜。在该会议上,加拿大自然资源部部长R.古德尔指出,矿业对加拿大经济很重要,它是深深植根于加拿大历史的。矿业界必须通力合作,驱除那种认为矿业主要是过去的事的虚妄错误观点。这种观点认为,矿业是支持我们度过20世纪的旧经济的一种残余,在新的以知识为基础的因特网交易经济中其重要性已缩减。他指出“我们的愿望是要人们知道我们是世界上最好的矿业国,有最高技术,最爱护环境,最对社会负责任,生产率最高,最有竞争力”。这些状态对于21世纪矿业处于朝阳而不是夕阳工业的地位是非常关键的。矿业要向持怀疑态度的公众和媒体证明,矿产开发可以一种负责任的、可持续的状态进行。矿业界在新技术上有大量投资,在走向以知识为基础的经济方面已有显著进展。加拿大《北部矿工》编辑V.丹尼尔森也在会上发言指出,矿业面临这一传统产业要在新经济中找到地位的挑战。目前矿业被社会、环境、政治和技术等不确定性所包围。要重视技术和智力成就,向社会提供更多利益和提高环境管理水平,需要促使自己成为高技术产业,成为新经济的一个组成部分,要宣传,要更好运用因特网。
石油公司和矿业公司的并购仍在继续。矿业公司1998年并购交易额超过250亿美元,1999年为190亿美元,其中超过1000万美元的有100项,2000年并购仍在继续,1~9月已达175亿美元,最近在进行的重要并购活动是(南非)英美公司与德比尔斯公司的合并和英国里奥廷托公司收购澳大利亚阿什顿矿业公司。矿业界的这些最大并购活动与石油界合并后的英美石油公司(BPAmoco)和埃克森美孚公司(Exxon Mobil)具有5200亿美元的合计市场资本价值相比(里奥廷托公司市场资本价值约为240亿美元),真是小巫见大巫。与2000年属于高科技产业的美国在线公司与时代华纳公司的合并(价值1820亿美元)相比,也不可同日而语。据H.T.达默特认为,矿业公司兼并后情况变好、基本未变和反而不好的约各占1/3。不少公司在调整经营战略,调整结构,采取有关措施。
“新经济”对一些矿产的需求会增长,如对能源矿产、铜、钽等等。矿产的电子交易(如能源矿产、铜、一些非金属矿产等的网上交易)已经开始,矿业设备的电子采购等也已开始。电子商务市场能为矿业提供明显的降低成本和产生价值的机会。