金属矿山地下开采节能减排技术王雷

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年3月8期   作者:王雷
[导读] 目前,我国自然环境遭到严重破坏,对于金属矿山地下开采来说
        摘?要:目前,我国自然环境遭到严重破坏,对于金属矿山地下开采来说,应用节能减排技术具有重要意义,传统的矿山采选模式存在严重的不合理现象,下文主要通过对目前我国金属矿山节能减排技术的分析,探讨在金属矿山地下开采中切实应用的节能减排技术。
        关键词:金属矿山;地下开采;金属矿山;节能减排技术
       
        随着我国经济快速发展,我国的经济发展模式由粗放型向集约型转变,国家日益注重资源的合理开发利用和环境的保护,传统的地下开采金属矿山采选模式存在众多的地质、环境问题和危害,尤其矿山的高能耗、高固体废物排放,已经不能满足当下的节能减排要求。一些矿山企业进行地下开采节能减排技术的研究和实验,相应地创新出了许多适合新型矿山建设的节能减排技术,取得了较好的经济效益和社会效益。
        1  我国金属矿山地下开采节能减排现状
        矿产资源是推进经济发展的一大动力,正为了提高和保持我国经济快速平稳发展,因此,近年来,对其需求持续上升。而随着对矿产资源的需求量的加大,金属矿山的发展也越平稳快速。如由于铁矿石的产量从2005年到2011年由4.2亿t增加到13.27亿t,给金属矿山在规模化等方面的发展水平也带来了大幅提升。但对于矿山资源的开采也是付出了沉重的代价,如付出了资源、能源与环境等破坏生态文明的代价,同时也使得关于经济发展与能源、资源和环境这两方面的矛盾变得更加尖锐。因此,从事金属矿山的节能减排方面的工作,既是一个挑战又是一个机遇。其中钢铁行业的能耗占全国总能耗的9%~10%,是我国的资源和能源的消耗大户。我国金属矿山资源的开采主要存在两方面的问题,一是节能技术落后,二是利用率低。而因为节能技术很落后,所以导致我国当前的金属矿山仍处于能耗量大的状态。节能技术方面可以从主体工序流程能量的分配、矿山节能工艺和设备等来进行考虑。同时,我国废弃物的排放量与以前相比增加了很多,与其他国家相比也是更多的。
        2 矿山企业节能减排的主要内容及意义
        节能减排是建立现代新型矿山采选模式的指导思想,是实现全社会可持续发展的重要措施。其主要内容与意义有:
        (1)通过选择无污染、少污染的矿山采选工艺与设备,结合矿山采选改扩建工程,更新、淘汰落后、高能耗、重污染的工艺和设备,使矿山采选能耗降低,污染物排量减少。
        (2)通过选择无毒、低毒、少污染的原(辅)材料和清洁能源,提高矿山采选污染物清理程度,降低矿山采选污染物处理的费用。
        (3)通过开展矿山采选过程中水资源和矿山采选二次资源的循环套用和回收利用,提高资源和能源的综合利用水平,降低污染物排放量,提高企业经济效益,做到合理节约自然资源的节能。
        (4)通过生产全过程的控制提高企业的整体素质。节能减排包括矿山采选生产全过程,涉及矿山各部门的庞大的系统工程,既有技术问题,也有管理问题,需要企业全员的共同努力才能取得预期的效果。
        (5)通过改进开采生产工艺,减少污染物、废弃物的排放,使矿山员工不再在有污染的生产环境中工作和生活,减轻对矿山员工健康造成的威胁,同时对矿区周边生态环境也起到保护作用。
        总之,矿山采选节能减排就是用最低的能耗获得更多的矿产品,降低产品的成本费用,获得更多的经济利益,同时又不使周围环境受到破坏和污染,获得环境和社会效益。
        3 金属矿山地下开采节能减排的技术与工艺
        3.1 建设地下选矿厂
        目前,在我国金属矿山地下开采中经常应用地表选矿厂对矿石进行处理工作,随着工作的不单深入,矿石开采数量逐渐增多,造成井下提升、矿石运输成本费用的增加,不仅降低工作效率还产生大量的生产成本,针对这一情况,金属矿山企业可以考虑在地下深部进行选矿厂的建立,不仅可以降低对地表环境的破坏,还能够提高工作效率,节约企业成本。

金属矿山企业进行地下选矿厂的建设首先要对矿山地质环境和力学条件进行分析,考虑选矿设备的运送条件是否便利、矿床开拓技术以及开采顺序等方面。
        3.2 块石胶结充填技术
        胶结块石充填料是由块石骨料、胶结料和水3种基本成分组成。胶结块石充填料制备方法有2种:采用混凝土搅拌法,将所有的成分一起加入滚筒式、盘式或螺旋叶片式搅拌机内;用浆叶式搅拌机将水泥胶结料混合成水泥浆,而后将水泥浆喷射到充填骨料上。块石胶结充填采矿法的实质是采用级配良好的块石与水泥浆(或水砂浆)混合进行充填,形成的人工壁柱的强度和稳定性都比细砂胶结的好。同时还能保证第二步回采的安全,相应减少坑下废石的提升量。
        3.3 废石直接充填
        根据矿山的开采技术条件和采矿方法, 采用工艺成熟的中深孔落矿一步回采方案, 嗣后用井下掘进和采矿的废石充填采空区。由于井下掘进和采矿的废石量有限,确定井下废石主要充填东部和西部的采空区,中部无矿带附近的采空区采取封堵方法隔离空区, 即采取“充两头封中间”的方法, 实现井下废石不出坑,全部用于井下采空区充填。该方法采场衔接顺利, 生产作业安全, 能较好地回收矿石, 提高劳动生产率,同时使采场地压得到有效控制和转移, 既可保护地表环境, 降低成本,又确保井下安全。废石不出坑,直接充填采空区,工艺简单,效果明显,适应性广,易于推广。这种方法只需要采矿方案设计规范、合理,便可实施,对设备、人员素质要求不高,适合中小型矿山采用。
        3.4 尾矿充填矿山采空区
        在进行矿山开采中经常会出现在同一矿山含有多个矿带的情况,都可以进行充分利用,将其作为后期采选废料的堆放区较为合理。虽然我国矿产资源丰富,但是随着地表资源的日益短缺和资源不可再生影响,让人们对于环境保护、节能减排、资源循环利用等方面得到了充分认识,在金属矿山地下开采过程中,充填法已经得到充分的利用,造成后期的不可逆转现象。对尾矿库进行合理的规划,在地下进行堆放,具有切实可行的经济效益和社会效益,将矿山开采过程中形成的尾矿作为填充材料,能够解决填充料的来源问题,降低成本投入,对填充和尾矿库的稳固作用具有很好效果,是矿山开采中节能减排措施的重要手段。
        3.5 其他技术及工艺
        矿山主要的能耗在运输、供压、通风、排水、选矿用电设备、无轨运输所需的柴油和生产用水。因此,节能减排的关键是选择耗电少、效率高的用电设备;耗油少,产生废气少的运输设备。同时对落后高耗能工艺、设备进行更新改造,并加强对高耗能设备的管理。一要强化采掘技术管理,推进矿山工程节能减排:科学规划设计巷道、风道等不同功能的井下设施;精心设计采矿方案,降低消耗;合理调配井下用水,提高水循环利用率;优化供风系统,降低供风能耗;降低井下照明用电负荷总量。二要加强机电技术、能源管理,提高节能减排效果:加强设备维护管理,提高设备运行效率;加强电气技术与能源管理,促进节能工作。
        4 结束语
        综上所述,随着我国各行业对节能减排措施的应用,在金属矿山开采中也得到了一定的发展,并且取得了一些成绩,矿山开采中的节能减排工作是一项非常复杂的系统项目,虽然在不断的发展中,还是需要重视其中的技术创新与研究,矿山企业要有长远的目光看待节能减排措施,不仅要具有良好的技术手段还需要落实具体的实施操作,全面提升自身的工作水平,在政府部门的协同监管下,按照相应的标准和规范做好节能减排工作,提高对现场的保护与安全装置的控制,降低对自然环境带来的不利影响,提高生产效率、降低生产成本,促进矿山产业的可持续发展。
       
        参考文献:
        [1]吴太茂. 探讨金属矿山地下开采节能减排技术的应用[J]. 中国金属通报,2019(07):47+49.
        [2]蒙育成. 金属矿山地下开采节能减排技术[J]. 西部探矿工程,2014,26(10):147-149+152.
        [3]衣福强. 刍议金属矿山地下开采节能减排技术的应用[J]. 世界有色金属,2017(18):52+54.
        [4]潘金科. 刍议金属矿山地下开采节能减排技术的应用[J]. 化工设计通讯,2016,42(06):141+149.
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