矿山环境保护课件

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现代采矿技术

一、智能采矿

采矿智能化（古德生院士）开采环境数字化采选装备智能化、生产过程遥控化工艺信息传输网络化、经济管理信息化以安全、高效、经济、环保为目标采矿选矿智能化，是21世纪矿业发展前瞻性目标，它将给矿业带来根本性变革实现智能采矿的基本任务创建采矿生产管控一体化的综合信息平台。采用信息技术实现资源科学评价与管理、优化开采设计与生产计划、保障安全环境监测与预警等研发大型化智能化的遥控与自动定位采矿设备。特别要加大投入,加强矿山智能化采矿设备的研制.没有先进装备,就不可能有先进工艺创新与智能设备效能相适应的高效采矿技术。无人驾驶汽车露天采场使用无人驾驶汽车,目的在于节省人力成本,同时提高安全性和生产效率，无人驾驶的汽车自主驾驶，由计算机根据程序对设备进行控制，目前世界上有日本小松和美国卡特彼勒两大公司研究成功无人汽车小松的无人驾驶930E车队在澳大利亚力拓公司成功运营，无人汽车走行了45万公里，完成14.5万个循环，完成4500万吨运量智能采矿新型设备矿山装矿站连接港口的铁路智能采矿新型设备井下铲运机井下运输汽车2水力提升

传统的地下矿提升方式，多用箕斗，罐笼或胶带输送机这一机械提升方式，如今国外一些学者专家则提出了用水力提升的新概念。

德国普鲁萨格（Preussag)金属公司从1984年开始水力运输与提升矿石的研究与开发工作。它将巷道内高浓度浆体水平运输技术与传统的低浓度浆体竖井垂直提升技术结合起来，在井下采掘工作面附近将矿石粉碎并调成高浓度浆体，水平泵送到竖井，在井下用高压泵将高浓度矿浆直接而连续地注入水流中稀释。稀释后的矿浆经竖井垂直管道输送到地表。矿石经脱水后，送往选矿厂。试验结果和经济计算表明，水力提升矿石与机械提升相比，运输费用较低；如在新建矿山应用，还可减少井巷工程的投资。3.现金流采矿现金流（CashFlowMining)采矿，意思就是采矿必须赚钱

当前，世界各国地下矿多是采用竖井提升，而其主运输水平则多用电机车运输。这种垂直与水平双向开拓系统的主要优点是自动化程度高，每吨矿石运输成本低，特别是深井采矿更是如此。但其缺点是基建工程量大，建设周期长，投资多，出矿晚。如在瑞典，一座550m,竖井提升系统，估计施工期要5年，加上初期的金刚石钻探和地质研究工作，总计要7年时间。今后在机械化自动化采矿设备大发展的情况下，如改用斜坡道开拓运输系统，则经济上见效快。因此21世纪，可能会出现斜坡道代替竖井的趋势，对此瑞典基律纳电气有限公司的林德斯托姆称之为：现金流采矿“（CashFlowMining）,其开拓系统见下图

4、溶浸采矿技术

利用某些矿物特殊的物理化学性质，通过钻孔将水或其他溶液注入岩层，将矿岩中的固态矿物转化为液态，并通过钻孔或地下坑道将其提出地面，而将矿石中的其余成分留在原地的一类采矿方法如：岩盐的地下水溶、自然硫的地下热熔和铜等金属矿物的地下溶浸等。一般适用：开采岩盐（NaCl）、天然碱、自然硫、钾盐、铜、铀、金、银等矿产自然硫的地下热熔原理：钻孔+热水→硫由固体变液体→抽出→还原（冷却）1—采硫井2—排水井3—矿层1—注液孔2—抽液孔5—矿体原地浸出法

与普通采矿方法相比，溶浸采矿法的主要优点：（1）基建工程量小，投资少，见效快；（2）能开采普通采矿法难以开采或不经济的矿床（深度大、品位低的矿床）（3）产品成本低。（4）人员在地面作业，劳动条件好、安全（5）有利于环境保护

与普通采矿方法相比，溶浸采矿法的主要缺点：（1）生产能力小；（2）矿产资源回收率低（3）收矿石物理力学性质和地层渗透性等条件，只适用于小部分矿山5.深海采矿

大约120年前，在深海发现了锰结核，但未引起人们的注意。第二次世界大战后，人们忧虑矿物资源消耗增大，怕导致资源短缺，甚至某些资源完全枯竭。有鉴于此，采矿工业部门开始勘探海底潜在的资源。先是在红海发现了金属矿泥，后在太平洋、印度洋发现了锰结核，它除含锰外，还含有铜、镍和钴。近年来，美国，加拿大、日本、法国、意大利、英国、比利时、荷兰、原苏联和印度等国先后开展了海底采矿的试验研究。目前最引人瞩目的锰结核贮存在太平洋夏威夷和墨西哥之间的克拉里昂一克里帕顿区（Clarion-ClippertonZone)。此区水深4200~5500m,锰结核覆盖量5~25kg/m2;金属含量：锰25%~30%；铜1%~1.5%；镍1.3%~1.7%；钴0.2%~0.3%。锰结核总储量为300亿t。

一般的海底采矿流程如下图所示，这是法国海洋开发研究所设计的。试验条件：容积固体—液体比例为12%，提升能力为500t/h。这种海底采矿系统包括：

有一个集矿机，长18m,宽51m,高5m,重330t,水下重量为78t,依靠履带沿海底移动，其速度为0.65m/s。集矿机通过6个吸入装置采集结核，这些吸入装置每次可采集12m宽，通过挠性管分选和泵送结核。设计能力为600t/h

有一条内径382mm、长600m的挠性管将集矿机与刚性提升管连接起来，呈可伸缩拱状，可使集矿机偏离浮动平台，避开障碍物

有一条钢管，长4800m,由内径382mm、长27m管段组成，由位于水面下900~1200m之间的4台轴流泵进行泵送，每台泵的输送压力为240kPa,每台泵重27t、高15m、直径1.1m容积固体—液体比例为12%，提升能力为500t/h

6、太空采矿

地球上人类的文明史随采矿业的发展而发展。例如旧石器、新石器、陶器、铜器、铁器、原子能时代都是以矿冶文明为标志。地球上的矿物尽管十分丰富，目前尚未耗尽，但总是有限的。随着宇宙时代的到来，太空矿物资源的勘探、开发和利用己为期不远。■月球采矿：1994年，由美国、英国与欧共体联合发射的一颗紫外线探测卫星，探测到位于双子星座以东、狮子星座以西的巨蟹星座中有一颗直径为太阳3倍的明亮星球，它的表面有一层富金矿覆盖，黄金储量达1000多亿吨，为地球

的160万倍，是一颗真正的金星。一些小行星富含铁、镁、金、钨、铱、银等贵重金属元素。月球上的矿物引人注目。

6、太空采矿

■恒星、小行星：1994年，由美国、英国与欧共体联合发射的一颗紫外线探测卫星，探测到位于双子星座以东、狮子星座以西的巨蟹星座中有一颗直径为太阳3倍的明亮星球，它的表面有一层富金矿覆盖，黄金储量达1000多亿吨，为地球

的160万倍，是一颗真正的金星。一些小行星富含铁、镁、金、钨、铱、银等贵重金属元素。■太空采矿面临的问题：技术经济问题金融问题：重蹈西班牙帝国的覆辙，试想突然有数百吨铂涌入地球会让它的价格大跌

7、矿区生态环境保护和重建技术

矿山开采引发的生态环境问题已产生严重的危害，如破坏地表形态、植被、原始生态、水土流失、粉尘污染、滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等，引起了全社会高度关注。矿山土地恢复和生态重建是21世纪的重要课题。目前，矿区生态保护和重建技术迫切需要解决以下几个问题：■酸性矿山废弃物、酸性水污染防治技术；

■边坡、排土场、尾矿库水土流失防治技术；

■土壤重构和培肥技术；

■复垦地貌恢复与景观设计。

8、结语

随着矿产资源价格的持续上扬，矿产资源开发向贫（矿）、难（采矿）方向发展，面临的难题越来越多，近年来采矿技术也得到快速发展，采矿技术研发的投入也在加大，未来发展速度加快。今后新的采矿概念和系统将凭借新技术的潜在力量来发展，特别是采矿科学向着高新技术应用方面的趋势日趋明显。12

矿山环境保护12.1矿山环境灾害人类在开发利用矿产资源以满足自身需要的同时，破坏了原有的环境平衡，改变了周围的环境质量，因而产生诸多环境问题。（1）占用和破坏土地占用：生产、生活设施；破坏：露天采矿场、排土场、尾矿库、塌陷区及其他矿山地质灾害。四川攀枝花矿业排土场滑坡事故：2011年2月27日6时40分，攀枝花市米易县中禾矿业公司一号排土场发生一起滑坡事故，约30万方废土从排土场滑下，淹埋排土场下方2户人家，6人被埋。露天采场和排土场尾矿库塌陷（2）采矿诱发地灾

地下采空、边坡开挖，导致塌陷、滑坡等灾害（3）水环境问题

废水未经处理排入江河湖海，污染严重。（4）废气、废渣、废水

（5）水土流失及土地沙化（6）其他灾害矿震、尾矿库溃坝、崩塌、滑坡、泥石流12.2矿