充填采矿技术的应用

【摘要】矿产资源开发过程中会产生大量的固体废料

,堆放地表易造成严重污染，诱发泥石流、

尾矿溃坝等事故

,目前必须发展绿色采矿,而充填采矿工艺是绿色采矿的主体支撑技术。

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　　【关键词】资源；绿色采矿；采空区；充填采矿
　　前言
　　我国已进入矿产资源消耗的高峰期，而采矿业面临深部岩爆、冲击地压等地质灾害问题

;

地表下沉、塌陷等生态环境问题

;生产能力、生产成本等技术经济问题。由于大量工业废水、废

料、废气的排放造成了自然生态环境的恶化，人们越来越认识到加强矿山环保和矿产资源综
合利用的重要性

,迫切需要实现绿色采矿,而充填采矿工艺便是绿色采矿的主体支撑技术。

　　

1.我国目前资源开采存在的问题

　　

1.1 资源浪费与不足

　　有色金属矿床大多是多金属矿床，伴生许多种有用矿物，其综合回收是关键。美国、日
本的铜、铅

 、锌、镍等多金属矿山综合利用率为 76 %～90 %;前苏联的胡杰斯克矿回收了铜、

锌、镉、钴、铁、硫、碲、硒等

 8 种有用成分,利用率为 87%以上。而我国的综合利用水平还很低，

大约在

35%左右。

　　另外

,我国还面临资源不足，从总体上看，我国矿产资源总量较丰富，居世界第三位，

但是人均占有量远低于世界平均水平。在

45 种主要矿产资源中，我国人均储量仅居世界第

80 位，只达到世界平均水平的 58 %,目前能够满足国民经济发展需要的矿产资源仅有 20 多
种，金属矿产资源缺口达到约

2 亿吨。

　　

1.2 地下开采引起的地面变形和塌陷

　　我国大多数是地下矿山，由于地下进行大面积开采、挖掘，往往形成较大的采空区。一
旦采空区放顶后，采空区上部的岩层便形成冒落带、裂隙带和变形带，造成地面沉降，地表
形成低洼地。随着地下开采强度和广度的扩大，地面变形和塌陷的危害不断加剧，目前地面
塌陷已在我国

23 个省区发现了 800 多处，塌陷坑约 3 万多个，全国每年因地面塌陷造成的

经济损失约

10 多亿元。

　　

1.3 矿山废石和尾矿对环境的影响

　　无论是地下还是露天开采，都会产生大量废石

;选矿过程则会产生大量的尾矿。据估计,

由矿业生产所排放的工业固体废弃物占到了全国工业固体废弃物排放总量的

80%，仅金属

矿山排放堆积的废石和尾砂就已超过

50 亿 t，并且每年以 4-5 亿 t 的排放量剧增。废石和尾

矿对环境的影响主要表现在以下几个方面：
　　

(1)固体废料往往就地堆放,不可避免地要覆盖农田、草地或堵塞水体，从而破坏生态环

境。
　　

(2)某些废石堆或尾矿场会不断溢出或渗滤析出各种有毒有害物质，污染大气、地下或

地表水体。
　　

2.绿色采矿模式与充填技术

　　本世纪初，钱鸣高院士及其研究团队提出了煤炭绿色开采的理念并构建了绿色开采技
术框架。绿色采矿模式，就是最大限度地减少废料的产出、排放，提高资源综合利用率，减
轻或杜绝矿产资源开发的负面影响的采矿模式。
　　符合科学发展观的绿色采矿应基本满足资源综合利用效率高、废料排放最小、地表不受
破坏三要素。在目前众多的采矿方法中，充填采矿工艺是绿色采矿的主体支撑技术。
　　

3.充填采矿的优势

　　

3.1 降排功能

　　充填采矿的作用和意义已远远超出了矿山开采的范畴。在世界上已经出现了少数典型的