摘 要 傳統(tǒng)采礦模式下，礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中產(chǎn)生的廢石、尾砂和冶煉渣等占我國工業(yè)固體廢料排放量的 85 %左右。大量礦山固體廢料堆放地表易造成嚴(yán)重污染，誘發(fā)泥石流、尾礦潰壩事故。根據(jù)現(xiàn)代采礦理念，固體廢料充填工藝是解決礦山廢尾排放的最有效途徑，是綠色采礦的主體支撐技術(shù)。充填采礦技術(shù)具有消除采動引起的地表下沉和改善采礦應(yīng)力環(huán)境功能，具有低貧損開采、提高資源綜合利用率功能和“采富保貧”遠(yuǎn)景資源保護(hù)功能，具有降低廢石尾砂等固體廢料排放、甚至根本消除采礦末端處理達(dá)到無廢開采的功能，具有適應(yīng)各種復(fù)雜難采礦床開采的功能。

關(guān)鍵詞 采礦模式 采礦理念 綠色采礦 充填采礦

一、綠色采礦模式與充填技術(shù)

根據(jù)綠色采礦的基本內(nèi)涵，不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)時期下符合科學(xué)發(fā)展觀的綠色采礦應(yīng)基本滿足資源綜合利用效率高、廢料排放最小、地表不受破壞三要素。勿庸置疑， 礦山固體廢料充填采礦工藝是綠色采礦的主體支撐技術(shù)。 充填采礦技術(shù)具有消除采動引起的地表下沉和改善采礦應(yīng)力環(huán)境功能， 具有低貧損開采、提高資源綜合利用率功能和“采富保貧”遠(yuǎn)景資源保護(hù)功能，具有降低廢石尾砂等固體廢料排放、甚至根本消除采礦末端處理達(dá)到無廢開采的功能，具有適應(yīng)各種復(fù)雜難采礦床開采的功能。

二、充填采礦技術(shù)的降排功能

目前，充填采礦方法將得到越來越多的應(yīng)用，促使充填工藝技術(shù)進(jìn)步速度加快。實(shí)際上，充填采礦的作用和意義已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了礦山開采的范疇。 因?yàn)槔霉I(yè)廢料大量深埋地下改善環(huán)境保護(hù)， 以及礦產(chǎn)資源充分、合理的綜合利用，也是我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本要求。建立“無廢礦山”，實(shí)現(xiàn)“綠色礦業(yè)”是完全可以做到的。在世界上已經(jīng)出現(xiàn)了少數(shù)典型的無廢料排棄的礦山。例如德國格隆德鉛鋅礦利用浮選后的全尾砂和重選碎石制備膏體充填料回填下向充填進(jìn)路， 不再有尾礦排棄到尾礦庫。又如德國瓦爾什姆煤礦產(chǎn)出的煤炭送到地表洗煤廠，洗出的精煤運(yùn)至旁邊的坑口電站發(fā)電， 而將電站的粉媒灰和洗煤廠的煤泥返回到井口充填制備站，混合拌成膏體后再泵送到井下采空區(qū)進(jìn)行充填。又如在一些風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)內(nèi)采礦，例如奧地利的布萊堡鉛鋅礦， 我國南京棲霞山鉛鋅銀礦這樣的風(fēng)景名勝區(qū)等。勿庸置疑，這類礦山開采的首先條件是能否將大量工業(yè)固體廢物回填到地下。大量處理工業(yè)固體廢料將是礦山今后設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮的重要任務(wù)，是解決礦區(qū)環(huán)境污染問題的最好方法。

三、充填采礦技術(shù)的消除地表下沉與改善采礦應(yīng)力環(huán)境功能

（1）利用充填技術(shù)快速、有效地充填采空區(qū) ，可以及時支撐采空區(qū)圍巖， 阻止和抵抗圍巖進(jìn)一步變形，防止大幅度的位移發(fā)生。（2）充填體可以明顯改善采空區(qū)周圍二次應(yīng)力分布狀況，提高礦柱圍巖自身的穩(wěn)固性。（3）通過充填可以快速形成新的工作面，為后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造條件，縮短采充循環(huán)周期，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化開采，提高采礦綜合生產(chǎn)能力。（4）充填體可以減緩地壓能量的釋放速度，避免或減輕深部沖擊地壓的發(fā)生。

四、充填采礦技術(shù)的低貧損開采功能和遠(yuǎn)景資源保護(hù)功能

（1）膠結(jié)充填采礦技術(shù)可以應(yīng)用到水平礦體、緩傾斜礦體、急傾斜礦體、分枝復(fù)合礦體等各種角度、各種厚薄、各種復(fù)雜多變的礦體，特別是厚大礦體，將大幅度提高礦柱回收率和出礦品位， 因此可以最大限度地回收礦石。（2）充填采礦技術(shù)為開采復(fù)雜難采礦床（松破礦巖、形態(tài)復(fù)雜、高地應(yīng)力、大水礦床等）提供了最有力的技術(shù)支撐。（3）充填采礦技術(shù)可以對某些需要優(yōu)先開采下部或底盤富礦的礦山實(shí)現(xiàn)“采富保貧”而不會造成礦產(chǎn)資源的破壞和損失。

五、實(shí)現(xiàn)綠色采礦的原則與技術(shù)保障

（一）指導(dǎo)方針和技術(shù)原則

欲實(shí)現(xiàn)綠色采礦的目標(biāo)，應(yīng)貫徹“污染防治與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并重， 生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)并舉；以及預(yù)防為主、防治結(jié)合、過程控制、綜合治理”的指導(dǎo)方針。 應(yīng)推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“污染物減量、資源再利用和循環(huán)利用”的技術(shù)原則，具體包括：發(fā)展綠色開采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境無損或受損最??；發(fā)展無廢或少廢的工藝技術(shù)， 最大限度地減少廢棄物的產(chǎn)生；礦山廢物按照先提取有價金屬、組分或利用能源，再選擇用于建材或其它用途，最后進(jìn)行無害化處理處置的技術(shù)原則。政府主管部門應(yīng)建立和完善礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染防治的考核指標(biāo)體系， 將下述指標(biāo)納入考核指標(biāo)體系：采礦回采率、貧化率、選礦回收率、綜合利用率等礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用指標(biāo)； 固體廢物綜合利用率、水重復(fù)利用率等廢物資源化利用指標(biāo)；土地復(fù)墾率、 礦山次生地質(zhì)災(zāi)害治理率等生態(tài)環(huán)境修復(fù)指標(biāo)。

（二）開采設(shè)計(jì)方面

礦產(chǎn)資源開發(fā)企業(yè)應(yīng)制定礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，并應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響評價，規(guī)劃內(nèi)容包括資源開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治、水土保持、廢棄地復(fù)墾等。應(yīng)優(yōu)先選擇廢物產(chǎn)生量少、水重復(fù)利用率高，對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響小的采、選礦生產(chǎn)工藝與技術(shù)。 對于露天開采的礦山， 宜推廣剝離—排土—造地—復(fù)墾一體化技術(shù)； 推廣應(yīng)用充填采礦工藝技術(shù)，提倡廢石不出井，利用尾砂、廢石充填采空區(qū)；推廣減輕地表沉陷的開采技術(shù)，如條帶開采、分層間隙開采等技術(shù)。礦井水、選礦水和礦山其它外排水應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、分類管理、綜合利用。選礦廠設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮最大限度地提高礦產(chǎn)資源的回收利用率，并同時考慮共、伴生資源的綜合利用。礦山生產(chǎn)過程中應(yīng)采取種植植物和覆蓋等復(fù)墾措施，對露天坑、廢石場、尾礦庫、矸石山等永久性坡面進(jìn)行穩(wěn)定化處理，防止水土流失和滑坡。鼓勵采用生物工程進(jìn)行廢棄地復(fù)墾時，宜對土壤重構(gòu)、地形、景觀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對物種選擇、配置及種植方式進(jìn)行優(yōu)化。

（作者單位：黑龍江科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院）