综合利用是露天开采节约用地的重要途径.pdf

*廿*_*** 采 矿 ****** 综合利用是露天开采节约 用地 的重要途径 - t l l轲工业火学陈遘 提耍 目 前矿业存栏的问 题有投资大 建设周期妊 经济效益差．占地多． 影响农业生 艘环境 保护等 ．本文主 要介绍 露天 开采有 关综合 和用节 约用地方 面所采用 的方 法 措施 及国 内外的 实例 一 、优先发展露天开采 由于采掘运输 设备的发展，使露天采矿 得到了巨大的进步，并达到了一 个 新 的 高 度 。 根 据 I n t e r n a t i o n a l Mi n i n g 杂 志 1 9 8 5 年对1 3 1 0 个矿 山的统计，露天开采 的 比 的重是磁铁矿7 8 ％、褐 铁 矿8 4 、 锰 矿 8 6 ％、铜矿9 O 、铝 土矿9 1 、镍矿4 5 ％、 铀 矿3 0 、磷酸盐8 7 ． 5 、石棉7 5 ％、沥青 煤2 5 ％、建筑材料近1 O 0 、其他4 0 。 近年来 ，我国露天开采 发展也很快 ，铁 矿石 已超过 9 O ， 有色金属矿石 已超过5 0 ， 建材矿石近1 0 0 ％。 露天开采发展这么快， 除它本身 的优越 性外，最主要 的原 因是 1 ． 金属需要量增加 近几年来，我国钢铁工业每 年 2 O 0 ～ 3 0 0 万 t 的 速度 递增 。有色金属工业不 但保持 了与钢铁工业 同步增 加的势 头， 还提前完 成 丫 七、五”计划指标 。但钢铁 和有 色金 属 还满足不 了生产发鼹的需要 ，每年需要进 “ 大量的金属材料。 2 ． 矿石品位的降低 随着大量的矿石被开采 ，矿石 的 品位越 有 色矿 山一 l 9 9 0 。 5 米越低。某些矿 山的 资源 已接近 牯竭 ，不 得 不开采过 去堆积的尾矿 。由于矿石 品位急剧 下 降，冶炼出相 同金属量 所需 的原矿 数量 成 倍 、甚至 成几倍增 加。 3 ． 老矿 生产 能力消失 随着时间的推移 ，老矿 生产 能力 在不断 消失 ，现 有的生产能力将 降低。 由于 以上几个 原因，我 国矿石的需求量 将成儿何 级数 增加，为此不 得不建设更多的 矿 山。而露天矿 在台适的开采技术条件 下， 生产能力大 、建设期 短、投产快 、达产快， 优先 发展露 天开采就能满 足生产的需要。 二、 当前发展露天开 采的问题 露 天开 采也 有缺 点，如受气候条件的影 响较大 ，单位投 资颡 较大 等，其中最 主要 的 缺点 是 占地多 ，影 响农业生 产、破坏周围环 境和生态平衡 ，这是 当前急 待解决的 问题。 要 开矿 就要 占地 ，露天开采 占用的和破 坏 的土 地特别多 ，下 面以苏联几个采选公 刊 为倒 见表 。 我国露天矿 占地与苏联近似 。由于占地 多，有 露天矿 已无地 町征 丁，困而 使露 天 矿 的正常生产受 到了影响。 一 9 一 维普资讯 苏联采避公司主蜜工程项目占地襄 矿 刊 涅 科 夫 通 科 斯 塔 矿 石 索 稃 洛 卡 恰 尔 李 萨 可 阿 塞 拜 嚣 翳 高 山 采 巴 卡 尔 卡 奇 卡 【科 尔 韶 戈 尔 采 尔 采 选 木 克 竹 山 ” 采 夫 萨 尔 采 选 公 夫 采 选 疆 采 选 选 公 司 秉 选 甚 蓥 銮 嚣 囊 蠢 指 标 选 公 司 盐 司 采 选 公 选 公 司 l 拜 采 选 司 公 司 公 司 司 司 公司 计算矿岩年产量，百万 5 4 8 2 2 2 ． 5 【 6 2 ． 5 1 2 0 3 4 1 0 ． 【 4 ． 2 4 ． 2 4 0 ． 9 6 4 ． 3 5 4 采 扬 运 输方式 铁 { 气 汽 汽 汽 链 、汽 铁 牲 汽 汽 汽 铁 ．汽 链 汽 铁 矿区地髟 丘睦 高丘 陵 丘 陵 平原 平原 平原 平原 高 山 平原 高丘艟 高丘陵 高 丘陵 萨酸 征用 土地面 积 ，km 2 6 9 ． 5 7 8 ． 4 2 5 ． 0 2 6 ． 8 1 T 4 【 6 9 ． 5 1 6 5． 0 1 4 ． 4 4 7 ． 6 【 2． I 2 8 ． 4 7 【 ． 01 8 6． 5 ●● 其中 露 天栗场 ，轴 4 3 7 ． 4 2 4 ． 【 1 o ． 8 1 5 ． 4 6 ． 3 3 3 ． 3 2 T ． B 1 0 ． 8 8． 3 7 ． 8 T ． O 4． 0 排土场和 尾 倒 ，霸 4 9 ． 2 5 0 ． 6 4 8 ． 0 3 e ． 3 4 3 ． 0 5 T ． 6 【 5 ． 7 2 7 ， 8 5 2 5 6 5 ． 2 5 7 ． 3 6 2 ． 9 ‘ 5 ． I 工业建 筑 区 畴 5 ． 8 7 ． T 4 ． 9 4 ． 5 5 ． i ． 【 5 ． 8 7 ． 0 2 ． 9 9 ． 0 T ． 4 T ． 2 2 ． 5 ●● ● 居民材，畴 7 ． 0 ． 6 9 ． 8 5 ． 3 0 ． 9 7 ． 5 I 2 ． 2 7 ． 6 2 9 8 ． 口 ． 0 ／I 6 ． 1 运 输线路 及管线 ，舜 2 5 ． 5 ． 2 2． T 1 9 ． - f 6 ． 9 3． 8 4 ． B i 7 ． 3 6 ． 5 8 ． 3 1 7 ． B 1 2 j 5 ． 6 卫生防护带和来占甩 ， 区．啼 6 ． 9 2 4 ． 5 9 ． 8 2 0 ． 4 2 8 ． 1 7 2 I ． 7 2 B ． 2 1 2 5 2 4 4 ／ i o ． 3 5 ． 8 盘业 征地指 标 k in2 ／ 百万t 矿 I ． 2 g O ． 8 9 0 ． 9 I 1 ． I 9 【 ． 0 8 I ． 3 2 4 ． 8 5 【 ． 4 8 【 ． 1 0 2 ． 8 0 0 ． T 0 1 ． I 【 1 ． 6 生 产 能 力 是 1 9 T 8 年 指 标 ； ⋯索科洛夫一萨尔拜采选公司居民村面积包括临时詹民村 而不包括矿山区域 索科洛夫一萨尔拜采违公司征地中包括地下开采占并 I 郭舒． 综上所述，褥天采矿 占用和破坏了大量 母可用来作油毡的原料，从而达到了综合利 的 土地，反 过来 ，矿 山征购不 到 所 需 的’ 土 用， 无尾矿 选矿 的 目标 。 地 ，又 影响矿 山本身 的正常生产 。为此提出 2 ． 马钢凹山铁矿 合理开发，综合利用。 铁矿石中含有硫，磷等有用矿物 ，每年 、 三、 综 ，誊 銎 无 翟 尾矿 或少 尾矿 一个回收硫的装置 ，每年可 回 收 硫 精 矿 9 从表 中数据 廿1以看 出，要减少 占地，首 先 必须从尾矿坝 着手 、实 行综台利用减少尾 矿数量，实现无尾矿或少 尾矿选矿。 一 般地讲，从地下采出来的矿石 建制 矿 除外含有多种有用组分 ，现在 只是 利用 了其中的一小部 分，其余的都 排弃 到丁尾矿 坝，因而 综合利用是可能 的，或者在选矿过 程中回收，或者从尾矿 中回收 ，例如 1 ． 湖北 通城 长石矿 该矿 的矿石 主要 含钽铌 石 榴子石 石 、石英 、云母 等，通过磁 选和 重选，可 以 将 它们分离。钽铌乖『 石{ { { i 予石灶贵重 的矿 物 原料， 睦石和石英 町用来制作平板玻璃 、 五 万t 磷精矿 3 0 万t ，投资回收期为5 ． 3 年 ， 收 益率达1 5 ． 7 ，利润达4 9 ． 1 8 万 元。 3 ． 河北 省输山铁矿 该 矿的矿石 是制碱原料 ，通过 回收 建材 尾矿 ，使原矿的利用率达9 2 以上，从l 9 8 0 ～ 1 9 8 5 年 6 年 间共 创 ] 6 6 7 万元 。 4 ． 苏联蕾蔼蕾 罗夫 斯竟采选 公司 该公 司现 有一 个处 理能力为 1 2 0 万m ／a 的分 级装 置，尾矿 脱 混 后 分 为 三 级； 粗 2 ． 5 、 中 2～2 ． 5 、细 I ． 5 ～ 2 ， 甩 来制作重混凝 土、建筑 液、多孔致密 蒸雎 或 非蒸 雎的硅酸盐泓 凝土 、泡沫硅酸盐 、气 孔混凝 上及 气孔硅酸扯 的原料，教果很 好。 有 色矿 山一 1 9 9 0 ． 5 维普资讯 四、强化剥离土岩 的 综合利用 剥离土岩过去很少 利用 ，因而称之 为废 石，但绝对的废物是没有 的， 只要采取一些 强有力 的措施 ，强化剥离土岩的综合 利用， 就可 以变废 为宝，使之为社会主 义 建 设 服 务。笔 者认 为，剥离 土岩综 合利用的途径是 很多的，例如 1 ． 用 作矿 物原料 抚顺 西露天煤矿 的油母 页岩就 了属于这 一 类，它是煤的 附产 品，完全 可 用 来提炼 石 油，是一种名符其实的矿物 。 铜矿当其品位较低，或者是 袁 外 矿 石 时，一般都 作废 石处 理，但这 类矿 石完 全可 以作为 堆浸 的原料，或 者将其 中品位相对较 高的矿 _石直接 进选矿 厂，作为选矿的原料。 这样做在经济上是合理 的。 苏联乌克 兰德涅 普洛夫斯克采选公 ， 大量的非金 属矿物及表外矿石都 运 往 排 土 场 ，每年排弃的量达 1 0 0 0 万t 现在 只有大约 1 ／3 的含铁石英岩用于选矿，其余2 ／3 都排 弃于排土场 。只要 降低精矿 品位 1～1 ． 5 ， 或者稍为增加一点精矿成本 ，全部矿石就可 以利用。 2 ． 用 作建 材殛建材原料 从露天矿中 采出来的土岩，其 中很多可 用作 建筑材 料或建材原料，例如我国大 连 甘井 子石 灰石矿 ，其矿石 用作冶金熔 荆、化 工及 水泥 原料，而 褥采 出来的岩 石加工成建 材 ，每年 可增 加利税逾 百万 元。 苏联尼 可波尔斯基锰矿 区，每年排弃 的 土岩达2 0 0 万m。 ，其膨胀的绿色和黑 色 泥 可 用来制造4 0 0 6 0 0 号的 陶瓷砾 、细砂 ，中砂 可用来制混凝 士，红褐 色泥可用 来制砖 ，石 灰石 可用来制水泥。土岩综合 利用的经济价 值很 高。 苏联 新克 里沃罗格 采进公司1 露 天 矿 ，後矿采用半 连续工艺 ，硬岩经破碎、筛 有 色矿 山一 1 9 9 O ． 5 分及分级后可供建筑行业及本矿使用，用作 路基 、路面 、铁道道碴 、水 工，尾矿坝及其 他工程。 综合利用的价值高 ，每 加 工 1 t 岩 石可获利 l卢布。 3 。 用 作矿 山路基殛路面材料 我国露 天矿 公路的质量 较差。为 了修筑 及维护矿 山公路，特 别是 排土场和工作面公 路，需要大 量的碎石作 路基及 路面材 料。露 天矿的剥离岩石是廉价 的，取 之 不 尽 的 来 源。上面讲的苏联新克里 沃罗格采选公 司 1 号露天矿就 是这样做的，效果很好 我国一些 露天矿 也是这 样做 的，如德 兴 铜矿 、南芬露 天铁矿 等，都 大量 使用了剥离 岩石作路基及 路面材 料 。若将 土岩经破碎 ， 筛分 及分 级后使用 ，其效果会更 好。 4 ． 作 为充填料来充壤采空逸 5 ． 用于农 田水 羊 孽 工程 剥离土岩 的综 合利用，特别 是 充 分 利 用，不是一件 轻而易举 就能 办到的事，它有 时使露采工艺 复杂化 、设备效 率 降低，甚至 生产 成本增 加，但会产生 巨大 的社 会效益， 这是我们考虑 问题的出 发点 。 五、露天矿采 空区的利用 ’ 露天矿的采空 鹾 占 地 比 较 多4 3 ～ 3 3 ． 3 ，特别是水平或 缓倾斜矿 体。这些 采 空区是可能利用和虚该 利用的，在国外有 的学者把它看成是一种资源。 目前 ，露天矿 的采空区主要作 为剥离土 岩 回填的场所 使用，即作为内部 排 土 场 使 用。根据矿体埋藏条件和开采程序，内排的 方式 有； 1 ． 水平或缓 颤斟矿体 当开采水平或缓倾斜矿 体时， 剥离 土岩 可以利用捣堆 法，横 向移 运或 纵向移运法直 接 捣往或 运往采空区 ，然后进行排弃和 土地 复 原工作。 我国一些嚣天矿，如常德6 0 1 矿 ， 广 东 坂圹锡矿等都做得 比较好 ，已有整套 的开采 维普资讯 方法及 复出措施， 受 当地政府及农 民的 欢 迎 。 2 ． 倾斜矿 体 对于急斜矿 体，其采空区一般是难 以作 内部排 土场使用的，但对于走 向长度大的倾 斜 矿体 ，当采取一定的技术措施后 ，其采空 区还是可 以作为内部排土场使用的。 3 ． 意倾斜矿体 对于急倾斜矿体，其采空区更难作内部 排土场 使用 ，但 目前有下 面几种办 法 1 对于走向长度大的急倾斜矿 体， 其采 空区可以作 为内部排 土场。此时先 开采 第一个采 区，并将 土岩运往外部排 土场。 当 采区延深到最终位置后，工作线沿全深横向 推进 ， 并将土岩运往 内部排 土场 ， 即采空区。 还 可 以采用盘 区开采 法， 即将矿 山分 成 几个 盘区，剥采工作首先在 第一个盘 区内进 行 ，土岩运往 外部排 土场。当第 一个 盘区采 到最 终深 度后 ，立 即开 采第 二个盘区，土岩 排弃到第一个盘区的采空 区，此时工作线纵 向推进 。 2 对 于走向长度 相对 不大 的急倾斜 矿 体， 也可 以实行 内部排土 当开采采场的一 端 时， 剥离 土岩就运往采场的另一端，当开 采采场的另一端时， 土岩就倒运 回来 ，此时 土岩需来回倒运，故费用增加。但土岩无需 二 次穿孔爆 破、采装费用亦不高，还 可以大 大碱少运距和运输费用，故经济 上 是 台 驰 的。此时土岩允许倒 遂次数视其减少的运距 而定 。 此项技术在苏联 已获专利， 但未 见使 J H 实例。 3划 午站 犬矿 已结 束’ I 采 的 采 空 ，完全可 姒实施 内部排 L ， 作为另一 个碡； ‘ 天矿或 采区 采场的排土场。我国一些锘 天矿就 是这样做的，例如 白银露天矿， 当 1 号采 场采完 以后， 就作 2 号 采场的排土场 这样，既 减少 了 占地， 叉缩 短 丁运距，是一 举多得。 露犬矿 的采 空区还 可以作其 他 一 些 用 途．如水库、拉圾倾倒场，枵水处理场等， 这里就不一一 介绍 了。 六、结论 【 ． 台理开 发，综 台利用是发展我国露天 开采 的方 向。 2 。 合理开发，箍合利用又是一项十分复 杂、十分艰 巨的工 作， 需要 各行各业 通力 合 作、共同努力 才能 成功的事业 。 3 ． 考 虑综 合利用问题时，既要照顾本 位的利益，还要考虑 家和社会 的利益 当 两 者发生矛盾 时，域 把社会效 益 放 在 第 一 位， 斑先考虑 家的 利益 、社会 的利益。 参考文献 略 善嚣∞； 薪 毒￡ 靛 J k接第 2 2 页 竖井 施工 至少 应做 好以下三方 面 的 技 术 工 作 1 ． 加强工程 地质工 作。井塔塔基要做 好 工 程地质勘察，井筒要打工程 地质 钻，为设 计 和施工提供好基础贤料， 以便采取辐应的 措施。 2 ． 认 真选择合理的 竖井位置 。按照金川 矿 区的实 际情况，尽量选择牛 H 对较好的岩体 适 当增 I j 石 门或 平巷 的工 程量 电值 得， 尤其是竖井、马头门要尽力避开断层，以减 一 l 2一 少施工中的困难。 3 ． 不 良岩层 中的井筒 支护 也应 和千巷支 护 栩似 ，适宜采用先 柔后刚的二 次 支 护 方 法，一次支护用喷锚网或钢圈_点护，二次．H j 现浇钢筋 砼支 护，可得到较好的效果。 本文 简要 的归 纳分析、 总结龙首矿新 _ Ⅲ ‘ 行 竖井工程 建设 中遇到 的井筒 变 形 破 坏 特 ，加 固处理经验，探讨保持 竖井 旌划 稳定 帕措施仆 、』 J 今后 。 构参 考。 参考资料 略 有 色矿 山一l 9 9 0 ． 5 维普资讯