金川充填胶凝材料研究进展与废弃物综合利用展望

矿山废弃物排放面临严峻的环保压力,同时随着开采深度增加,充填采矿成本逐年提高.利用废弃物开发低成本充填胶凝材料和废石作为充填骨料,是提高充填采矿经济效益和实现可持续发展的必由之路.首先简要介绍充填胶凝材料研究进展,分析开发金川矿山充填胶凝材料存在的困难和问题;然后提出利用酒钢矿渣开发低成本充填胶凝材料的技术路线与关键技术;最后针对金川镍矿资源开采和废弃物利用现状,提出以新型充填胶凝材料开发为突破口,开展废石、废渣、尾砂等固体废弃物资源化综合利用的技术途径,展望金川固体废弃物资源化综合利用的发展前景.     

现代采矿理念与充填采矿探析

在矿产资源大规模开发的前提下,采用传统采矿模式会在开发过程中排出大量固体废料,如尾砂、冶炼渣、废石块等,这些固体废料的排放会造成严重的环境破坏,甚至会引发各类事故。大规模开发矿产资源,排放的大量工业废料、废水、废气使环境污染严重,为此,加强矿山环保及矿山资源综合利用的重要性和紧迫性受到人们越来越多的重视,并寄望于绿色采矿能有效解决这类问题。因此,在新形势下,采矿模式应倡导绿色采矿。在绿色采矿中,矿山固体废料充填采矿工艺是主体的支撑技术。     

充填胶凝材料研究进展与金川废弃物利用展望

金川镍矿开采深度增加地压增大和品位降低,既增大采矿难度,也降低了采矿经济效益。与此同时,矿山每年排放出大量废弃物,使矿山面临严峻的环保压力。利用固体废弃物开发新型充填胶凝材料,并以此为契机,实施废弃物资源化应用,是金川矿山实现绿色开采和可持续发展的必由之路。首先,简要介绍充填胶凝材料研究进展,分析金川矿山开发新型充填胶凝材料面临的困难和问题;然后,提出利用矿渣开发金川矿山新型充填胶凝材料的技术路线与关键技术;最后,针对金川矿山镍钴资源开采与利用现状,提出以新型充填胶凝材料为突破口,开展废石、废渣、尾砂等废弃物资源化综合利用技术途径,展望金川矿山固体废弃物资源化综合利用发展前景。     

充填采煤技术的现状与发展分析

充填采煤一般是将矸石等固体废料用作充填材料进行井下充填,一方面能够减少矸石废料的排放量,另一方面还能够控制岩层移动与开采沦陷,保证地面建筑物的安全,保护土地资源。充填采煤是一种对环境破坏小、回收率高的矿井开采方法,能够提高煤矿作业对开采条件的适应性,尤其能够避免对地表造成的破坏。本文分析了充填采煤的技术现状及发展,对于煤矿充填开采实践具有一定的参考意义。     

矿山尾矿和煤矸石是资源 重新开发前景广阔

我国8 843个县级以上国有矿山中，2/3已进入老年期，资源形势严峻。现有2 000多座矿山尾矿库储有50×108t尾矿，1900座煤矸石山储有38×108t煤矸石，应用近年开发成功的矿山固体废料综合利用技术，可以将之变为新的矿物资源，可开发成为矿山、矿业城市经济转型的资源基础和接续产业。通过示范矿山的地质评价和试验研究，提出把矿山固体废物作为建材原料和硅材料原料开发；把煤矸石作为非金属矿产的接续资源；对尾矿进行开发利用。     

从采充均衡论煤矿部分充填开采模式的选择

针对矿山充填开采中的3个采充均衡问题:采矿生产能力与充填生产能力、回填体积量与充填料供应量、充填成本与采矿效益;通过对比分析金属矿和煤矿的采充均衡问题,揭示金属矿选择采空区全部充填法可以实行采充均衡,煤矿淘汰该充填法的本质原因是不能实现采充均衡;提出的煤矿部分充填新概念是结合煤系矿床工程特点和充填目的的,从采充均衡角度阐述了部分充填可行性.     

实行无废开采,促进矿业可持续发展

矿山开采排出废水、废气、废矸石等废弃物对环境造成污染,对生态产生破坏,对经济造成损失.为使矿业持续发展,维护经济效益、社会效益和环境效益的统一,必须采取有效措施,如研究单一煤层集中开拓、集中准备、集中回采的开采技术,采用全煤巷布置,杜绝或减少出矸量;井下设充填硐室,将采掘的矸石充填采空区,实现肥料不出窿;废料资源化等,实行矿山无废开采.使矿产资源开发和矿区发展走向可持续发展的健康之路.     

固结粉胶凝材料开发与胶结充填体强度试验

针对金川矿山开采面临的采矿经济与环保压力,利用酒钢低活性酸性矿渣,开展新型充填胶凝材料开发,获得称为固结粉的早强型新型充填胶凝材料。为了实现固结粉在金川矿山工业化应用,针对金川矿山废石、棒磨砂、戈壁砂和河沙等骨料,开展了4种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度试验。结果表明,除了戈壁粗砂骨料胶结充填体3 d抗压强度小于设计抗压强度外,其他3种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度均满足金川矿山安全采矿要求,说明早强型固结粉胶凝材料应用于金川矿山充填法采矿中能够替代水泥。     

“矿山灾害预防与控制”研究专栏征稿

<正>征稿范围:矿山岩层控制煤炭科学开采理论、方法与技术采动岩体力学安全监测监控与信息化资源规划与绿色开采井下充填开采矿井瓦斯与火灾治理现代化矿井生产技术矿山震动与冲击地压瓦斯的抽采与利用欢迎相关领域专家学者和工程技术人员踊跃投稿,来稿请注明"矿山灾害预防与控制"专栏。稿件通过     

水力充填管道挤压输送方法试验研究

针对矿山充填料自流输送和传统的膏体泵送方法存在的问题,研究了一种利用机械力和浆体重力的挤压输送充填料的新方法,其思路是在井下充填管道中安装不同于传统正排量泵的挤压输送设备,使高浓度/膏体充填料浆在挤压输送设备的机械力和重力作用下,沿充填输送管道流至采空区.采用理论分析与实验的方法,研究了挤压输送方法的原理.研究结果证明,挤压输送方法原理可行,它利用了矿山充填特有的垂直管道和其内的充填料浆自重以及浆体的屈服应力,使得挤压输送设备无分配阀,因而输送设备结构简单,易磨损件少,是一种除自流输送和传统泵压输送方法之外,投资省、运行成本低的第3种水力充填输送方法.图6,表1,参17.     

中国关闭/废弃矿井地下空间储物环境稳定性保障：现状、评价及改造

 中国存在大量关闭/废弃矿井,其中关闭/废弃矿井地下空间资源是稳定且易开发的资源。在梳理不同类型储物下（油、气、水、核废料、种子等）研究现状的基础上,研究了矿井遴选、密封性能、储物空间大小、储物时间等,提出了相应的地下空间储物评价指标和改造技术,形成了适合中国国情、自然地质条件的关闭/废弃矿井地下空间储物环境稳定性保障理论与技术。     

煤矿井下清洁开采技术

采矿对环境的破坏和污染与矿井开采技术有直接的关系,对采矿过程中产生的“三废”,即废矸石、废水及粉尘、噪声等采取相应的治理措施;如全煤巷开拓方式、采区巷道全煤化、减少煤岩开采过程中混矸石量;采煤机径向雾屏降尘、溜煤眼粉尘的控制、凿岩时粉尘的治理、爆破时粉尘的控制;井下废水的处理;井下废水的净化;噪声控制等采取相应的治理措施,实现清洁开采,保护生态环境和井下生产的安全,以保持能源生产、消费和生态之间的平衡。     

从安全发展视角看煤老板的历史命运

煤老板是私营煤矿主的代名词,他们在市场经济发展的一个特殊过程中出现,也起到过特殊的历史作用。由于造成安全事故,破坏生态环境,引起官煤勾结的腐败现象,在新一轮煤炭资源整合中,他们中的一部分将彻底退出历史舞台,一部分将转变为煤矿企业的股东。针对为煤老板辩护、反对煤炭资源整合的论点,本文分析了煤老板产生的历史过程,从安全视角探讨了煤炭资源整合的必要性和煤老板退出历史舞台的历史必然性,指出规模过小、安全技术低下,是矿难频发的重要原因,只有通过资源整合重组,使煤矿企业做大做强,才能够从根本上遏制矿难,实现安全发展。     

固体废物污染状况分析与废物资源化的思考

基于工业固体废物的来源、特性、形态、规模和价值,探讨和提出了固体废物分类体系.依据有关固体废物的状态数据,就“九五”和“十五”时期全国工业固体废物和城镇垃圾的产生、处理、排放、无害化处理和综合利用的现状进行了统计分析,探讨了变化趋势和提出了全国工业固体废物与城镇垃圾的地域分异规律.从哲学、健康学和经济学层面上就资源废物化和废物资源化问题加以理性思考.对固体废物处理技术进行了对比分析,提出了加快固体废物减量化、资源化、无害化的建议.     

山西方山汇丰新星煤业矿井充水因素及水文地质条件划分

矿井水患是矿井五大安全隐患之一。为促进矿井水的防治工作,在整理矿井多年地质勘探、开采和观察的水文地质资料的基础上,利用矿井水患形成的规律及成果,指出山西方山汇丰新星煤业有限公司煤矿充水的主要因素为老窑及自采采空区积水,并根据《煤矿防治水规定》,对该矿井开采水文地质条件进行划分。     

试论煤田（矿）水文地质问题及勘探技术方法

通过对我国许多煤矿水文地质特征分析,提出煤矿水文地质工作主要问题有煤炭建设水资源保障能力不足,矿井水害威胁影响煤矿安全生产和服务年限,矿区水环境问题突出等;相应的研究内容为合理开发利用矿区供水水源,矿井防治水技术研究和水环境影响及防治措施研究;而现行的勘探技术方法主要有综合物探技术方法、地下水化学及同位素研究和模型技术等。     

粉煤灰基胶结材料袋式条带充填开采实验

为了防控采空区覆岩地表移动,解放"三下"压煤,利用新型粉煤灰基胶结材料,在七台河桃山矿93#煤层采空区进行了工业实验。通过制浆系统制得充填浆料后用管路输送到采空区充填袋,待材料硬化充填体有自立能力后撤掉支柱及模板,大量充填袋形成充填条带后替代保护煤柱。该方法在桃山矿充填开采实验后,结果表明:粉煤灰基胶结材料形成充填体后,早期强度增长迅速,煤炭采出率提高40%,实现顶板无破断、地表微沉陷的效果。     

邢台矿建筑物下充填开采沉陷规律的研究

为了保护井巷、建筑物、水体以及铁路等,使它们免受或少受开采的有害影响,减少地下资源的浪费,邢台矿首次采用建筑物下综合机械化充填采煤技术进行工业广场下开采,本文介绍了建筑下综合机械化充填采煤技术的主要思路,针对7606充填工作面建立岩移观测站,总结了开采沉陷规律及预计参数,并通过7608充填工作面对预计参数进行验证。结果显示:预计移动参数选取合理,预计方法正确,预计结果能较好的反映矸石粉煤灰充填开采的地表移动变形规律。     

某矿山最佳充填站站址方案选择

 充填站站址是一个充填矿山的咽喉工程,其合理与否是一个新建充填系统的关键。为解决充填站站址方案优化选择问题,本文通过现场调研、资料分析、专家咨询等方式,综合考虑经济、技术、环境、安全等因素,建立了充填站站址方案综合评判指标体系,进而运用层次分析法(AHP)、熵值法(EM)和逼近理想解的排序法(TOPSIS)的基本理论对充填站站址方案进行综合评判,从而确定最优充填站站址方案。评判过程中,为均衡主观、客观因素对各评判指标权重的影响,运用层次分析法确定各评判指标的主观权重,结合熵权法计算得到的客观权重,得到均衡主观、客观因素影响的均衡权重,进而结合逼近理想解的排序法的基本原理建立AHP&EM-TOPSIS综合评判模型,计算得到各充填站站址方案基于评判指标的综合优越度,从而确定各充填站站址方案的优劣。将该方法应用于某矿山实例中,依据该矿山实际条件,拟定3种待选充填站站址方案,建立充填站站址综合评价指标体系,进而运用AHP&EM-TOPSIS综合评判模型对各充填站站址方案进行评判,得出拟选择3种充填站站址方案的综合优越度分别为:71.2%, 46.4%,56.3%,从而确定第1种方案最优。经该矿山实践表明,本文方法所确定的充填站站址方案在生产过程中取得了良好的经济、社会效益。