一種礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法
2023-04-23 14:51:06 2
專利名稱：一種礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法
技術領域：
本發明涉及一種礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，屬於礦產開採技術領域。
背景技術：
由於經濟的不斷發展，對礦產資源的需求不斷的増加，尤其是對於煤炭和金屬礦產資源的需求不斷加劇，經濟發展的壓カ時常導致礦產進入掠奪性的無序開採境地，這更進ー步的惡化了礦區的環境，導致了礦產資源的嚴重浪費，使得地質災害頻發。雖然近幾年我國出臺了很多相關法律法規，礦產回採率正在逐步提高，但與發達國家相比還是有很大的差距。就以煤炭為例，發達國家煤炭資源的總體回收率達60%至70%，而我國的回採率平均只有20-30%左右，有些地方甚至還不到1%。大量地存在著「採ー丟一」、「採ー丟ニ」、「吃肥丟痩」、「有水快流」只吃「白菜心」現象，造成毎年浪費的煤炭達10億噸之多。在我國造 成回採率低的原因除了礦主為了追求短期經濟利益，採厚棄薄，採易棄難；ー些小型煤礦的非法濫採；國家法律法規的不完善以外；主要原因還是我們房柱式、打眼放炮式的落後、危險的開採エ藝造成的。即使發達國家煤炭資源的總體回收率比我國高出一倍左右，但也不能做到地下礦產資源開採利用最大化，同樣也存在安全隱患，也會造成地質災害。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法。將粉煤灰、煤矸石、鋼渣以及建築垃圾深度資源化回收利用後的殘渣恢復地質結構強度，以提高採礦過程中的安全係數，達到提高礦產資源的開採率，使礦產資源得到充分的開採利用，既可以使過去廢棄的礦洞重新煥發生命的光輝，也可以保證現今正在開採的礦山在保證安全的前提下充分開發利用地下礦產資源，同時還不會產生新的採空區和塌陷區，大幅減少礦產資源的浪費，杜絕了地質災害。真正實現礦區的生產與安全同歩，礦產開發與綠色同歩。本發明的技術方案。礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，包括下述步驟a、將粉煤灰配漿，配漿以後進行過篩，過篩粒度為24-300目，再將漿料進行磁選，選出粉煤灰中的鐵礦，磁選後的粉煤灰漿料進行浮選，選出粉煤灰中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦和錫礦，得到以矽、鈣為主體的粉煤灰尾渣；b、將鋼渣磨粉，進行配漿，過24-300目篩，進行磁選，選出鋼渣中的鐵礦，得到鋼
渣尾渣；C、將煤矸石磨粉，過24-300目篩，進行配漿，進行磁選，選出煤矸石中的鐵礦，然後將漿料進行浮選，選出煤矸石中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦、錫礦和碳，得到以矽、鈣為主體的煤矸石尾渣；d、對礦山正在開採的採礦區進行地質勘探，根據地質情況，將粉煤灰尾渣30-70份、鋼渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1-10份、石膏粉1-10份和發泡劑O. 0001-0. 0003份兌水調勻，製備得到漿料，通過管道和孔洞注入正在開採的礦洞內，凝固得到澆注石支撐體，對採礦區地質進行支撐，在開採的同時對礦洞進行支撐，保障採礦區地質結構的穩定，再對採礦區周圍的餘礦進行開採。上述的礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，步驟d中，所述澆注石，按重量組分計，由粉煤灰尾渣40-60份、鋼渣尾渣22-40份、煤矸石粉尾渣12-18份、石灰2_6份、石膏粉2-6份、發泡劑O. 0001-0. 0003份製備而成。上述的礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，所述發泡劑為鋁粉、碳酸氫無機鹽、茶皂素或松香皂。上述的礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，所述發泡劑為鋁粉。上述的礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，所述澆注石，還加入5-15份的建築垃圾殘洛。 上述的礦產資源邊加固邊開採的安全緑色開採方法，步驟d中，所述澆注石支撐體為柱形、門形或吻合礦洞的拱形。本發明將深度資源化回收後的粉煤灰、煤矸石、鋼渣、建築垃圾殘渣以及ー些微量的發泡劑按一定比例混合、攪拌製漿，利用管道從預先打好的灌漿ロ逐步灌入礦洞、採空區，待漿料完全膨脹後，使其與礦洞四周緊密粘連，特別是礦洞的頂部以及縫隙得到良好地粘連和填實，待其完全固化後，地質結構的穩定性就可得到徹底恢復。就可以使地下礦產資源重新得到充分開發利用，可以將未開採到的礦區進行深入開採。本發明涉及的安全、緑色開採新技術，使資源綠色開發利用與生態修復珠聯璧合，使整個礦產資源在ー個安全的環境中得到充分開發利用的同時，推進綠色發展、循環發展、低碳發展，而且整個填實エ藝在經濟上廉價、技術上可靠、環保性能優良。最重要的是本發明可使地下礦產資源的開發利用達到最大化，礦產資源的總體回收率達80%至90%，給社會帶來極大的社會效益、經濟利益和環境效益。本發明的澆注石配比方案，將各原料制粉、兌成漿料之後，注入礦洞、涵洞中凝結，可以緩慢生成水硬性膠凝材料，其主要成分為矽酸鈣，鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽。對於配方中各成分的比例，申請人研究發現，鋼渣添加越多，凝結的澆注石強度越大，但鋼渣過多，會造成澆注石開裂。通過發泡劑，使得澆注石能夠膨脹，將未灌入澆注石的空間填充滿，同時不會汙染地下水層和土質。該粉煤灰、鋼渣和煤矸石綜合利用的澆注石能夠減少原石開採，並大大提高粉煤灰、鋼渣和煤矸石的利用面和利用率，帶動粉煤灰的資源化利用。本發明配方中的發泡劑選用鋁粉和碳酸氫鈉等混凝土發泡劑，優選是鋁粉，鋁粉發泡過程穩定、發泡時間方便控制，澆注石發泡凝結的時間通常在ー個月至兩年，通過原料中鋼渣和石膏含量的配比來進行調控。經申請人試驗，將粉煤灰、鋼渣和煤矸石中的鐵礦以及其他有價值的礦產資源選出後，留下了以矽和鈣為主體的尾渣，不僅是回收了其有價值的成本，還降低了澆注石內的鐵含量，能提高澆注石的強度，得到了提高強度的效果。經申請人試驗，本發明配方的試驗結果如下表
權利要求
1.一種礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於包括下述步驟 a、將粉煤灰配漿，配漿以後進行過篩，過篩粒度為24-300目，再將漿料進行磁選，選出粉煤灰中的鐵礦，磁選後的粉煤灰漿料進行浮選，選出粉煤灰中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦和錫礦，得到以矽、鈣為主體的粉煤灰尾渣； b、將鋼渣磨粉，進行配漿，過24-300目篩，進行磁選，選出鋼渣中的鐵礦，得到鋼渣尾渣； C、將煤矸石磨粉，過24-300目篩，進行配漿，進行磁選，選出煤矸石中的鐵礦，然後將漿料進行浮選，選出煤矸石中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦、錫礦和碳，得到以矽、鈣為主體的煤矸石尾渣； d、對礦山正在開採的採礦區進行地質勘探，根據地質情況，將粉煤灰尾渣30-70份、鋼渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1-10份、石膏粉1-10份和發泡劑0.0001-0. 0003份兌水調勻，製備得到漿料，通過管道和孔洞注入正在開採的礦洞內，凝固得到澆注石支撐體，對採礦區地質進行支撐，在開採的同時對礦洞進行支撐，保障採礦區地質結構的穩定，再對採礦區周圍的餘礦進行開採。
2.根據權利要求I所述的礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於步驟d中，所述澆注石，按重量組分計，由粉煤灰尾渣40-60份、鋼渣尾渣22-40份、煤矸石粉尾渣12-18份、石灰2-6份、石膏粉2-6份、發泡劑0. 0001-0. 0003份製備而成。
3.根據權利要求2所述的礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於所述發泡劑為鋁粉、碳酸氫無機鹽、茶皂素或松香皂。
4.根據權利要求3所述的礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於所述發泡劑為鋁粉。
5.根據權利要求I或2所述的礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於所述澆注石，還加入5-15份的建築垃圾殘渣。
6.根據權利要求I所述的礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於步驟d中，所述澆注石支撐體為柱形、門形或吻合礦洞的拱形。
全文摘要
本發明公開了一種礦產資源邊加固邊開採的安全綠色開採方法，其特徵在於將粉煤灰、鋼渣和煤矸石分別磨粉、配漿，配漿以後進行過篩，再將漿料進行磁選，選出其中的鐵礦，磁選後的漿料進行浮選，選出其中的有價礦物質，得到尾渣，將尾渣製備得到漿料，通過管道和孔洞注入正在開採的礦洞內，凝固得到澆注石支撐體，對採礦區地質進行支撐，在開採的同時對礦洞進行支撐，再對採礦區周圍的餘礦進行開採。本發明涉及的安全、綠色開採新技術，使資源綠色開發利用與生態修復珠聯璧合，使整個礦產資源在一個安全的環境中得到充分開發利用的同時，推進綠色發展、循環發展、低碳發展，而且整個填實工藝在經濟上廉價、技術上可靠、環保性能優良。
文檔編號E21F15/00GK102807388SQ20121030427
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者鄒建明, 阮正林, 高宏, 劉釗, 趙高華, 魏長春, 蘇向東 申請人:貴州綠水青山環保科技有限公司