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稀土礦采礦方法匯總十篇

時(shí)間:2023-09-26 09:10:38

序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇稀土礦采礦方法范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。

篇(1)

 

廣西崇左市六湯稀土礦屬于南方離子吸附型稀土礦床,采用先進(jìn)的原地浸出工藝進(jìn)行開采。主要應(yīng)用礦床中的稀土離子具有可交換、吸附的特性,在浸出液的作用下被交換吸附出來,達(dá)到開采利用的母的。原地浸出工藝涉及礦床地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、采礦、選礦、冶煉、化學(xué)、流體力學(xué)、環(huán)境科學(xué)、安全科學(xué)等多專業(yè)的綜合性學(xué)科。在開采過程中不破壞地貌、不產(chǎn)生礦石搬運(yùn)、不產(chǎn)生排土問題,直接從礦床中回收有價(jià)金屬,屬于綠色開采工藝。根據(jù)其開采工藝條件,在生產(chǎn)過程中,依然存在著如何提高回收率及更好保護(hù)環(huán)境的問題。本文就崇左市六湯稀土礦開采過程中對回收率及環(huán)境影響的影響因素進(jìn)行分析并提出解決的方法。

1、崇左市六湯稀土礦的開采工藝

本礦山采用原地浸出工藝,其工藝技術(shù)路線為:網(wǎng)井布液、靜壓滲液、負(fù)壓封底、綜合收液:即將浸礦液通過網(wǎng)格布置的注液井注入天然埋藏條件下的風(fēng)化礦體;浸礦液在靜壓滲浸條件下,在滲流場中滲透,礦石由非飽和狀態(tài)過渡到飽和狀態(tài),滲流場由不穩(wěn)定過渡到穩(wěn)定狀態(tài),進(jìn)而產(chǎn)生穩(wěn)定流動。在此過程中環(huán)境,浸礦液中的陽離子與礦物中的稀土離子發(fā)生交解作用,稀土離子進(jìn)入溶液,形成稀土母液;浸出的稀土母液或沿天然基巖隔水層面流向集液溝,并匯集到集液池,或向負(fù)壓收液面集中(即礦層底部收液坑道),并沿負(fù)壓收液系統(tǒng),最后匯集到集液池,再輸送到水冶車間進(jìn)行處理:母液凈化后加入沉淀劑使稀土沉淀,然后將稀土沉淀物過濾,灼燒而得到混合氧化稀土。原山浸析采礦工藝流程,如下圖:

2、開采過程中,影響回收率的因素及應(yīng)對措施

2.1 根據(jù)本礦山應(yīng)用的原地浸出開采方案,可以知道,對于稀土的回收主要是通過浸出液在流經(jīng)含稀土礦的礦層時(shí),稀土離子與浸出液中的陽離子(NH4+)產(chǎn)生交換,稀土離子隨著浸出液(母液)一起集中回收。具體表現(xiàn)為:浸出液從注液井(孔)中,沿風(fēng)化礦物的孔隙進(jìn)入礦體,并附著在吸附了稀土離子的礦體表面;溶液在重力和壓力作用下,在孔隙和裂隙中擴(kuò)散,并擠出孔裂隙水;溶液中活動性更強(qiáng)的陽離子與礦物表面的稀土離子發(fā)生交換解析作用,并使稀土離子進(jìn)入溶液,生成孔裂隙稀土母液,形成原地浸析層;不斷加注的新鮮溶液,擠出已發(fā)生了交換作用的稀土母液,并與礦物里層尚未發(fā)生交解作用的稀土離子,發(fā)生交解作用。擠出的地下水及形成的母液到達(dá)礦體地下水位后, 逐步提高原地浸出采場內(nèi)的地下水位,形成原地浸析采場內(nèi)的母液飽和層,當(dāng)飽和層所形成的地下水坡度達(dá)到一定的角度(>15°)時(shí),可形成采場內(nèi)較穩(wěn)定的母液地下徑流, 在水封閉的條件下,在整個(gè)原地浸析過程(注液與注頂水過程)中,母液流向設(shè)置在采場下部的集液溝中。在這過程中,稀土回收率的影響因素有:①浸出液與礦床中稀土的接觸和交換問題(即浸出率問題)。②浸出排管、孔深、孔距、注液方式等原因,而導(dǎo)致浸出時(shí)存在浸出盲區(qū)。③在注液后,浸出液往浸出區(qū)外漂移,使得母液回收率低。

針對上述三點(diǎn),通過試驗(yàn),采用如下應(yīng)對措施:采用增加布液點(diǎn)、減小孔深、孔距和孔徑、減少加液量等方法,即采用低液固比、高濃度浸出劑、多布液點(diǎn)、少加液量的方法,浸出液按照“先上后下”、“先濃后淡”、“先液后水”的三先原則注液,可以減小浸出盲區(qū), 提高浸出率論文格式。采用從生產(chǎn)井抽取的液量要略大于注入的液量(這樣就給礦體中的液體施加了一個(gè)向生產(chǎn)井流動的動力);在礦體周邊注入聚合物, 做一道注漿幃幕(防止浸出劑向礦體外漂移);圍繞礦體周邊鉆一些保護(hù)井, 向這些井注入水,把浸出劑驅(qū)回礦體;利用監(jiān)測井監(jiān)測可能發(fā)生的浸出劑的漂移,以便及時(shí)采取預(yù)防措施,防止浸出液產(chǎn)生向浸出區(qū)外漂移。有效地保證了母液的收集。

2.2沉淀過程中對回收率的影響及對應(yīng)措施

對于整體礦山而言,除了開采過程中的浸出率、母液收集率對稀土回收率的影響外,在沉淀過程中也有損失。在浸出的母液當(dāng)中含有很多的非稀土雜質(zhì),為保證產(chǎn)品的質(zhì)量,在沉淀前必須先除雜。在除雜的過程中環(huán)境,會有部分稀土隨著雜質(zhì)沉淀而產(chǎn)生裹脅損失。對此類損失,采用的措施為:①在原地浸出時(shí)控制浸出劑的濃度及酸度,盡量減少母液中的雜質(zhì);②在除雜過程中嚴(yán)格控制沉淀劑的質(zhì)量和數(shù)量,并嚴(yán)格控制PH值,盡量減少裹帶損失。母液經(jīng)除雜完成后成為合格的稀土母液,合格母液加入碳銨沉淀形成碳酸鹽沉淀,最后將碳酸鹽沉淀經(jīng)板框壓濾機(jī)過濾即得到碳酸稀土產(chǎn)品。在這個(gè)過程中產(chǎn)生的損失主要為:在沉淀工序時(shí)因沉淀不完全而造成稀土損失;在壓濾工序時(shí)有少量的稀土碳酸鹽細(xì)粒透濾,形成壓濾脫水損失。針對此類損失,采用的措施有:①在碳銨沉淀時(shí),控制母液的稀土濃度、PH值、碳銨的添加狀態(tài)、加入量及加入方式,使其結(jié)晶良好;②在壓濾時(shí)選用合適的濾布,并將濾液放到沉淀池,使微小顆粒進(jìn)行再沉淀。

3、開采過程中,影響環(huán)境的因素及應(yīng)對措施

原地浸出技術(shù)屬于綠色開采技術(shù),但在開采的過程中,如操作不當(dāng),也會產(chǎn)生環(huán)境事故。主要產(chǎn)生的環(huán)境事故為:山體滑坡和母液滲漏。

產(chǎn)生環(huán)境事故的主要原因有:①在離子交換過程中,部分細(xì)粒粘土隨著浸出液一起流走,改變了礦層的力學(xué)性質(zhì),使巖體變得疏松;②由于注液時(shí)液面控制不當(dāng),使浸出液與表土發(fā)生明顯的激烈化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡,并使表土不斷遭到侵蝕、剝落,堵塞微細(xì)孔,使浸出液在表土匯集,下滑力大于礦層的結(jié)構(gòu)力;③出現(xiàn)穿井現(xiàn)象,注入的溶液不再是滲流,而是穿流,加大了對礦層破壞能力;④最后灌頂水時(shí)流量及位置不當(dāng),使本因交換而結(jié)構(gòu)力降低的礦層的壓力過大。⑤集液溝滲液面不夠或沒有挖穿全風(fēng)化礦層,使礦層飽和水位不斷升高環(huán)境,增大了巖體的負(fù)荷。

根據(jù)上述對環(huán)境影響的原因,采用如下的應(yīng)對措施:①注液井中注液面要嚴(yán)格控制在表土層以下,禁止浸出液注入表土層與全風(fēng)化層的過濾帶中,以免發(fā)生氣泡堵塞與固體堵塞現(xiàn)象;②增加集液溝滲液面積,并在開挖時(shí)一定要將全風(fēng)化礦層挖透,并使其在全風(fēng)化礦層有一定高度的滲液面;③開挖集液副溝并對集液溝進(jìn)行支護(hù),保證其牢固,防止出現(xiàn)事故而導(dǎo)致母液滲漏;④做好防洪設(shè)施,把排洪系統(tǒng)按當(dāng)?shù)刈畲笥炅吭O(shè)計(jì)施工;⑤保證浸出液通暢同時(shí),嚴(yán)格控制注液井液面高度;⑥在礦體周圍,灌混凝土樁,保護(hù)好礦體。

4、結(jié)語

原地浸出技術(shù)屬于綠色開采技術(shù),適合于崇左六湯稀土礦的開采,在開采的過程中,只要密切關(guān)注到上述對回收率及環(huán)境影響的因素,并做好相應(yīng)的防范措施,就能有效地保護(hù)了環(huán)境,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及環(huán)境效益。 使企業(yè)成為環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的企業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]湯詢忠,李茂楠.離子型稀土礦原地浸析采場的監(jiān)測.礦冶工程,2001,21(4):10~12

[2]湯詢忠,李茂楠,楊殿.離子吸附型稀土礦原地浸析采礦方法.礦業(yè)研究與開發(fā),1997,17(2):1~4

[3]湯洵忠,李茂楠,楊殿.原地浸析采礦方法在龍南稀土礦區(qū)的推廣與應(yīng)用.見:第六屆全國采礦學(xué)術(shù)會議論文集.中國礦業(yè),1999:96~98

[4]湯洵忠,李茂楠,楊殿.離子型稀土礦分類之淺見.湖南有色金屬,1998(6):1~4

[5]礦產(chǎn)資源綜合利用手冊編輯委員會礦產(chǎn)資源綜合利用手冊[M] 北京:科學(xué)出版社,2000

篇(2)

稀土基本可分為鈰組稀土和釔組稀土,其中鈰組稀土又稱為輕稀土,主要包括鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪,不少國家都有儲存。釔組稀土又稱為重稀土,主要包括釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔。重稀土不僅儲量少,缺口大,而且可替代性也小,更加緊缺,是名副其實(shí)的稀土中的稀缺品。美國、印度、澳大利亞、加拿大、南非、馬來西亞等國家雖然也有大量的稀土礦存在,不過,大部分是輕稀土,全球70%以上重稀土分布在我國南方的江西、廣東、廣西等七省份,且品位高,類型齊全,易于采選,是我國南方地區(qū)獨(dú)有的珍稀礦種。特別是分布在江西尋烏等地的風(fēng)化淋積型稀土礦中的釓、鐿分別比美國芒頓帕斯氟碳鈰礦中含量高12倍和20倍;世界上釔資源主要分布在中國,江西龍南等地的磷釔礦儲量是國外釔工業(yè)儲量的4倍,是美國的47倍??梢哉f,我國重稀土資源不論其資源量還是元素種類與配分形式都是世界上任何國家無法比擬的。

近年來,西方國家不滿中國的出口配額限制政策,并不斷向中國施壓,目的不在于除中國以外,美國、俄羅斯、澳大利亞、印度、南非等國都有分布的輕稀土,而是為了獲得全世界都緊缺的重稀土資源。

重稀土因?yàn)槠鋸V泛應(yīng)用于鋼鐵、玻璃、陶瓷、電子、石油等各種行業(yè),被稱為“超級工業(yè)味精”,是日本和美國制造尖端武器必不可少的原料。以“鏑”為例,凡是激光、核反應(yīng)堆、計(jì)算機(jī)硬碟、汽電共生引擎等,都必須要使用鏑,而世界上只有中國有,在其他國家?guī)缀鯖]有發(fā)現(xiàn)過可采的儲量。

從售價(jià)來看,輕稀土與重稀土相比更是不可同日而語。以2011年3月25日的價(jià)格為例,輕稀土類產(chǎn)品價(jià)格如氧化鐠和氧化釹分別達(dá)到45.9萬元/噸和57.5萬元/噸;重稀土類產(chǎn)品如氧化鏑和氧化鋱價(jià)格分別為2842.5元/千克和4900元/千克。在產(chǎn)量上,鈰的品位高達(dá)50,而鏑的品位只有5。

但令人遺憾的是,中國在控制稀土出口配額的同時(shí),并沒有對輕稀土與重稀土進(jìn)行細(xì)分,采取的辦法是輕重不分的一刀切政策。籠統(tǒng)的限制措施無法起到保護(hù)稀缺資源的作用,雖然獲得配額的稀土企業(yè)在輕重稀土的生產(chǎn)和流通上有所側(cè)重,但由于國內(nèi)生產(chǎn)商之間的產(chǎn)品調(diào)配不受限制,以及非正規(guī)途徑開采、生產(chǎn)的重稀土屢禁不止,實(shí)際上每年利用出口配額指標(biāo)出口的重稀土遠(yuǎn)比實(shí)際的配額數(shù)量多。國外進(jìn)口商想盡辦法,最終總是可以獲得鋱、鏑、釔等重稀土的進(jìn)口。在旺盛的市場需求下,重稀土的“高附加值”特性愈發(fā)明顯,很多國內(nèi)企業(yè)追逐高額利潤,通過擠壓輕稀土的出口配額,來增加重稀土的出口量,于是,儲量越少的重稀土反而出口得越多。在配額不細(xì)分的現(xiàn)狀下,形成了國家“鼓勵(lì)”出口重稀土的反效應(yīng),致使重稀土大量流失。

重稀土不能承受之重

我國是世界上唯一能夠提供全部17種稀土元素的國家,但由于肆意揮霍和浪費(fèi),流失的數(shù)量相當(dāng)驚人。據(jù)業(yè)內(nèi)人士反映,中國稀土資源儲量越來越少,既不是用得多,也不是賣得多,而是在生產(chǎn)過程中浪費(fèi)得多。除了貧礦漏采導(dǎo)致稀土資源流失外,尾礦浪費(fèi)也是稀土流失的主要原因之一。在稀土元素提取的過程中,加入酸的濃度和量不容易控制,原礦中的稀土元素很難被完全溶解出來,一般的資源開采者,只是把容易分離的稀土元素分離了出來,而剩下不太容易分離的,不進(jìn)行后續(xù)提取,直接和廢渣一起被丟棄。目前,我國稀土資源已經(jīng)處于一個(gè)危險(xiǎn)的資源安全臨界點(diǎn)。商務(wù)部相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,中國稀土儲量在1996-2009年間大跌37%,只剩2700萬噸,若是按照現(xiàn)有生產(chǎn)速度,我國的重稀土儲備僅能維持15-20年。

稀土出口配額輕重不分,不僅導(dǎo)致資源流失和浪費(fèi),而且給我國生態(tài)環(huán)境帶來極大壓力。分布于我國南方七省份的重稀土,大多是露天礦,這種礦開采容易,分離程序簡單,采礦進(jìn)入門檻比較低,因此盜采濫挖現(xiàn)象很嚴(yán)重。受技術(shù)水平限制,很多企業(yè)圖省事,一味追求利潤,不考慮環(huán)境保護(hù),在生產(chǎn)、選礦各個(gè)環(huán)節(jié)大量使用化學(xué)藥劑并產(chǎn)生大量廢水,這些廢水包含了近百種化學(xué)藥劑,其中還有放射l生物質(zhì),對植被和生態(tài)構(gòu)成極大威脅。

上世紀(jì)70年代,主要采用食鹽浸取和草酸沉淀的混合稀土提取工藝(所謂草酸,就是家里用的馬桶去污劑)。這種方式一度被喻為“搬山運(yùn)動”,即用硫酸銨把山上泥土里的稀土交換出來,再收集浸出液簡單過濾分離后曬干成稀土原礦,草酸有毒,而硫酸銨長期使用會導(dǎo)致土壤酸化板結(jié)。開采1噸稀土原礦大概要5噸硫酸銨,反復(fù)地將硫酸銨往山體上澆注,山體最終變得滿目瘡痍。從1995年開始,采礦方法有了大幅改進(jìn),很多礦開始采用原地浸礦新工藝,然而,因受地質(zhì)構(gòu)造條件、資金等因素的限制,新工藝在部分地區(qū)難以實(shí)施,部分礦區(qū)仍采用池浸(或堆浸)工藝(搬山工藝)開采,造成資源浪費(fèi)、水土流失和環(huán)境污染。據(jù)專家反映,每開采1噸稀土,要破壞200平方米的地表植被,剝離300平方米的地表土層,產(chǎn)生2000立方米尾礦,每年造成1200萬立方米的水土流失。池浸(或堆浸)工藝開采稀土獲得的全部銷售收入,根本不足以彌補(bǔ)恢復(fù)植被和生態(tài)環(huán)境的費(fèi)用。實(shí)際上,即使先進(jìn)的原地浸礦法,對環(huán)境也存在極大隱患,―旦藥液進(jìn)人地下水和農(nóng)田,后果不堪設(shè)想。

走私之痛

商務(wù)部首次啟動輕重稀土分類管理,從而壓縮重稀土的出口份額,有利于降低重稀土的出口數(shù)量,避免重稀土的資源流失。但是,只要有配額制度,就會有走私。美日等發(fā)達(dá)國家之所以對重稀土垂涎欲滴,是因?yàn)橹叵⊥翆τ谀承I(yè)技術(shù)用途而言是必不可少的原料,從全球來看,未來稀土消費(fèi)的主要增長點(diǎn)在釹鐵硼、鎳氫動力電池和熒光稀土燈三個(gè)領(lǐng)域,即對鐠、釹、鏑、鋱、銪、釔等元素需求較大。盡管美日等國投入大量資金開展新型高性能磁體、重稀土的課題研究,但這需要一個(gè)長期過程,短期內(nèi)不會有明顯成效。我國稀土產(chǎn)量供應(yīng)全球90%以上的需求量,但每年生產(chǎn)的重稀土非常有限,絕大部分都為輕稀土。為重稀土單獨(dú)設(shè)置配額(重稀土占配額總量的15%,輕稀土占85%),最終將令這類稀土變得更加稀缺,國際市場價(jià)格和利潤空間必將上漲。據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)成人士透露,2011年國外企業(yè)從中國獲得稀土產(chǎn)品超過5萬噸,而海關(guān)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)不到15000噸,大量的稀土都通過非正常途徑出境,這其中被走私出去的大量產(chǎn)品都屬于重稀土。

稀土走私的招數(shù)可謂花樣翻新。有的按照顏色、形狀類似的產(chǎn)品去申報(bào),或者是轉(zhuǎn)到檢測力量薄弱的小港口出關(guān)。常見的如蒙混成氧化鐵、大理石、去污粉和石灰粉等,甚至有的貿(mào)易商把重稀土原料做成最簡單的杯子或者碗,以工藝品的名目報(bào)關(guān)出口。

因此,從根本上扭轉(zhuǎn)重稀土資源岌岌可危的嚴(yán)峻局面,應(yīng)當(dāng)從多個(gè)環(huán)節(jié)人手,運(yùn)用多重戰(zhàn)略手段,調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局,使重稀土資源得到應(yīng)有的保護(hù)。

篇(3)

我國有色金屬礦山貧礦多,富礦少;小礦多,大型、特大型礦少,礦產(chǎn)資源缺口嚴(yán)重,金屬礦開采技術(shù)的高低直接影響到我國國防安全和全面小康社會的建設(shè)[1]。現(xiàn)階段我國部分礦山采掘設(shè)備實(shí)現(xiàn)了大型化、自動化和智能化,采礦工藝實(shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)化,礦山生產(chǎn)與管理廣泛應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)[2],有力地促進(jìn)了金屬礦開采工業(yè)的發(fā)展。

1 我國有色金屬礦山狀況

1.1我國有色金屬礦藏總況

我國的礦產(chǎn)資源豐富,在華夏大地上均能找到世界上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源種類,已探明的礦種就有148種,大大小小共計(jì)一萬六千多處礦產(chǎn)地,是世界第三大礦產(chǎn)大國。相對于其他國家而言,我國的鉛、鋅、銻、鎳、錫、鎂、汞以及稀土等有色金屬在質(zhì)量、產(chǎn)量上有相對優(yōu)勢;部分有色金屬礦藏則處于劣勢,如銅鋁資源量不足、質(zhì)不好,開采出的有色金屬不能滿足冶煉的需要,因此我國每年的有色金屬產(chǎn)品生產(chǎn)有四分之一需要依靠原材料的進(jìn)口。

我國有色金屬礦山的分布不均衡,中小型居多、大型礦少;貧礦多、富礦少;邊遠(yuǎn)山區(qū)多、沿海地區(qū)少;礦產(chǎn)資源共生礦多、單一礦產(chǎn)少,這些資源的分布特征使得我國的礦業(yè)開采難度大。

1.2我國有色金屬礦產(chǎn)資源儲備現(xiàn)狀

我國的采礦業(yè)主要發(fā)展在上世紀(jì)五六十年代,由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平有限,我國大部分有色金屬礦山在經(jīng)過長達(dá)幾十年的開采之后,資源大幅度減少甚至枯竭?,F(xiàn)存的有色金屬礦山中,有大部分礦藏開采進(jìn)入中、晚期成為末期礦山。近年來,我國有色金屬礦產(chǎn)品進(jìn)口量逐年加大,而我國的工業(yè)化仍然處于迅速發(fā)展?fàn)顟B(tài),現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展,我國經(jīng)濟(jì)對有色金屬的消費(fèi)量仍然會大量的增加,本土礦產(chǎn)資源不足以維持經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

其次,有色金屬礦山開采的品位下降,有些礦山經(jīng)過幾十年的開采,資源品位下降迅速,加上上世紀(jì)五六十年代經(jīng)濟(jì)體制的制約以及科技發(fā)展水平的限制,造成了以往礦山開采的資源浪費(fèi)、規(guī)模小等問題。

1.3有色金屬礦山資源開采利用水平

國家在上世紀(jì)中后期對礦產(chǎn)資源消耗使用量大,由于我國礦產(chǎn)資源分布不均等情況,有的礦山因有色金屬采礦條件的惡化或受技術(shù)制約,開采者會采易棄難、采富棄貧,只采品質(zhì)高的礦種而將其他礦產(chǎn)丟棄,加上礦區(qū)采礦準(zhǔn)入要求不高,有些小企業(yè)或者集體,未經(jīng)合理設(shè)計(jì)甚至沒有高水平的設(shè)備就進(jìn)入礦區(qū)采礦,造成礦區(qū)管理失控、資源浪費(fèi)以及有色金屬的采礦行業(yè)發(fā)展受限。

有色金屬的礦藏是不可再生資源,原來開采中造成的浪費(fèi)以及開采之后深加工的利用率低等因素,不僅危害周邊的環(huán)境,帶來一系列的環(huán)境污染與破壞,也使得礦產(chǎn)開發(fā)利用水平未能提高。在已經(jīng)開發(fā)的礦區(qū)中,由于技術(shù)水平受限,以及設(shè)備管理與工藝缺乏系統(tǒng)高效地研究,使得老礦區(qū)二次回采、多次回采水平亦較低。而有些有色金屬礦產(chǎn)需要在特定的環(huán)境或特定的工藝下才會分離開采出來,因而現(xiàn)有的科技水平下無法深度利用,對資源也是一種浪費(fèi)。

1.4經(jīng)濟(jì)效益低和污染破壞嚴(yán)重

由于礦山的投資周期長,礦山開采有時(shí)需要幾年甚至十幾年的時(shí)間,投資成本高,有色金屬開采的難度大,加上道路運(yùn)輸成本費(fèi)用的增加以及機(jī)器設(shè)備和人工成本,經(jīng)濟(jì)效益低下。

在采礦生產(chǎn)中,固體廢棄物堆放不僅占用了大量的農(nóng)田與耕地,也造成地表植被破壞,進(jìn)而引發(fā)水土流失等后果。且空氣粉塵污染和酸性污水在有色金屬開采的整個(gè)過程中,會造成水資源與空氣的污染。以上因素危害到了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活和農(nóng)牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 有色金屬資源的開采方法

2.1 露天采礦

在我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中,露天采礦適用于有色金屬礦產(chǎn)資源地表埋藏淺的情形,也可以用于低品位的有色金屬礦產(chǎn)礦床和已經(jīng)開采過的地下殘礦,依賴于礦床的基本賦存條件,通過物理爆破等方法來剝離地表巖土。露天采礦要求地質(zhì)工作者做好地質(zhì)勘探工作,設(shè)計(jì)最佳優(yōu)化方案,結(jié)合道路運(yùn)輸體系,綜合考慮地表狀況進(jìn)行開采工作。其中,最主要的應(yīng)用技術(shù)是穿孔爆破,在露天礦區(qū)內(nèi),根據(jù)最佳設(shè)計(jì)方案選取對應(yīng)深度與直徑的定點(diǎn)進(jìn)行定向爆破,再使用炸藥將附近巖壁破碎來達(dá)到剝離大量巖土的目的。

但是露天開采有色金屬礦產(chǎn)資源仍然存在著一系列的問題,更明顯的是表現(xiàn)在技術(shù)與管理的問題上,比如露天采礦境界的判定、邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、露天開采工藝、道路運(yùn)輸系統(tǒng)管理以及資源的重復(fù)利用率和礦山區(qū)域土地復(fù)用問題。道路運(yùn)輸系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)不僅能減少成本的投入,也可以提高采礦工作效率,縮短工期。綜合考慮礦區(qū)的地形地貌、開采時(shí)的氣候條件以及露天開采技術(shù)能力和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)選擇經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)輸方式。多通過鐵路、公路、輸送機(jī)將礦區(qū)的礦石及巖土分別運(yùn)輸至不同的地方,并將設(shè)備及原材料運(yùn)輸至礦區(qū),在特殊的地形中也可能會用到水力或索道運(yùn)輸。

露天開采會造成廢棄物堆放,因此排土工作顯得尤為重要。排土工作要將從礦床上剝離的表土與巖石配送到不同的場地,對礦石進(jìn)行深加工,對廢土進(jìn)行排棄工作。露天開采中盡量充分利用土地資源,提高資源的重復(fù)利用率,做好植被恢復(fù)工作,盡可能地還原生態(tài)平衡,減少因礦業(yè)開采帶來的環(huán)境破壞與污染,提高社會效益。

2.2地下開采

地下開采是我國有色金屬礦山開采的重要方法,占據(jù)較大的比重。這種方法是通過地下礦床的切割與回采工作采出礦石,但是地下開采工作量大,工作方法繁多,以下幾種方法使用較多。

2.2.1 采用自然支護(hù)的礦產(chǎn)采集方法

這種方法主要依賴于圍巖自身的穩(wěn)固性和礦區(qū)礦柱的作用,通過支架作為臨時(shí)支護(hù)輔助來支撐在回采工作中造成的采空區(qū)?,F(xiàn)階段在我國有色金屬開采行業(yè)中使用普遍,但是要求礦區(qū)的圍巖與礦石相對穩(wěn)固。這是一種結(jié)構(gòu)比較單一的采礦方法,簡單的回采工藝,機(jī)械化程度較高,采礦過程中各項(xiàng)成本低,適用于穩(wěn)定性較好的礦體。如果要開采較厚大的礦體時(shí),需要留大量的礦柱,回采率較低,所以在此種情況下應(yīng)用較少。以敞空方式存在的回采礦房,必須依靠礦柱與圍巖的強(qiáng)度來維護(hù)支撐,礦房作業(yè)完成后要及時(shí)處理好后續(xù)工作,將礦房填滿再回到采礦柱的區(qū)域。

2.2.2 物理崩落采礦法

崩落采礦法是通過物理作用來管理地壓的采礦方法,通過崩落的礦石來填充控制采礦區(qū)域,這種方法多用在圍巖易崩落、地表允許塌陷的礦山礦體。通常,有色金屬開采過程中,物理崩落這一采礦方法可以按回采方式劃分為:壁式崩落法、無底柱分段式崩落法、分層分區(qū)崩落法、有底柱分段式崩落法以及階段崩落法。

2.2.3 礦區(qū)開采人工支護(hù)法

人工支護(hù)法是將需要充填的原材料或其他可以支撐的物體用來維護(hù)采空區(qū)的穩(wěn)定。這種方法以充填為主,在礦區(qū)采礦作業(yè)中根據(jù)回采面的推進(jìn),將碎石水泥等填充原材料運(yùn)輸至采空區(qū)用于充填,從而控制地表移動,預(yù)防圍巖崩落,實(shí)現(xiàn)地壓管理。

支護(hù)法按照充填方式的不同,有不同的分類。較為單一的單層次采礦充填法,按充填方向劃分的上向與下向的分層充填法,以及分采充填法。按照不同的充填料以及輸出的方式,又可分劃成干式充填法、水力充填法和膠結(jié)充填法。該方法可控制礦區(qū)圍巖的崩落和礦房地表下沉,為礦區(qū)回采工作提供了安全保障,同時(shí)也可用于自燃礦石的火災(zāi)預(yù)防。因其開采適應(yīng)性強(qiáng),礦區(qū)礦石的回采率高,礦區(qū)作業(yè)比較安全,能高效利用礦產(chǎn)資源以及保護(hù)地表植被等優(yōu)勢而被重視,但工藝要求高、成本投入大使得使用率不是很高。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的深入,對有色金屬的需求量只增不減,因此,要進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源的利用率,克服因采礦技術(shù)有限造成的礦體開采浪費(fèi)現(xiàn)象。同時(shí),要在采礦系統(tǒng)完善、采礦作業(yè)安全、采礦效益提高的基礎(chǔ)上,注重對環(huán)境的保護(hù),不能以環(huán)境為代價(jià)片面發(fā)展經(jīng)濟(jì),從而打造生態(tài)和諧的礦山資源開采系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn):

[1]劉榮,李事捷,盧才武.我國全屬礦山采礦技術(shù)進(jìn)展及趨勢綜述[J].金屬礦山.2007(10):14-17,46.

[2]李紅零,吳仲雄.我國金屬礦開采技術(shù)發(fā)展趨勢[J].(礦山部分),2009,61(1):8-10.

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