專利名稱：一種礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，屬于礦產(chǎn)開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求不斷的増加，尤其是對于煤炭和金屬礦產(chǎn)資源的需求不斷加劇，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓カ時(shí)常導(dǎo)致礦產(chǎn)進(jìn)入掠奪性的無序開采境地，這更進(jìn)ー步的惡化了礦區(qū)的環(huán)境，導(dǎo)致了礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使得地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。雖然近幾年我國出臺了很多相關(guān)法律法規(guī)，礦產(chǎn)回采率正在逐步提高，但與發(fā)達(dá)國家相比還是有很大的差距。就以煤炭為例，發(fā)達(dá)國家煤炭資源的總體回收率達(dá)60%至70%，而我國的回采率平均只有20-30%左右，有些地方甚至還不到1%。大量地存在著“采ー丟一”、“采ー丟ニ”、“吃肥丟痩”、“有水快流”只吃“白菜心”現(xiàn)象，造成毎年浪費(fèi)的煤炭達(dá)10億噸之多。在我國造 成回采率低的原因除了礦主為了追求短期經(jīng)濟(jì)利益，采厚棄薄，采易棄難；ー些小型煤礦的非法濫采；國家法律法規(guī)的不完善以外；主要原因還是我們房柱式、打眼放炮式的落后、危險(xiǎn)的開采エ藝造成的。即使發(fā)達(dá)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(chǎn)資源開采利用最大化，同樣也存在安全隱患，也會(huì)造成地質(zhì)災(zāi)害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法。將粉煤灰、煤矸石、鋼渣以及建筑垃圾深度資源化回收利用后的殘?jiān)謴?fù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以提高采礦過程中的安全系數(shù)，達(dá)到提高礦產(chǎn)資源的開采率，使礦產(chǎn)資源得到充分的開采利用，既可以使過去廢棄的礦洞重新煥發(fā)生命的光輝，也可以保證現(xiàn)今正在開采的礦山在保證安全的前提下充分開發(fā)利用地下礦產(chǎn)資源，同時(shí)還不會(huì)產(chǎn)生新的采空區(qū)和塌陷區(qū)，大幅減少礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，杜絕了地質(zhì)災(zāi)害。真正實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的生產(chǎn)與安全同歩，礦產(chǎn)開發(fā)與綠色同歩。本發(fā)明的技術(shù)方案。礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，包括下述步驟a、將粉煤灰配漿，配漿以后進(jìn)行過篩，過篩粒度為24-300目，再將漿料進(jìn)行磁選，選出粉煤灰中的鐵礦，磁選后的粉煤灰漿料進(jìn)行浮選，選出粉煤灰中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦和錫礦，得到以硅、鈣為主體的粉煤灰尾渣；b、將鋼渣磨粉，進(jìn)行配漿，過24-300目篩，進(jìn)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(jìn)行配漿，進(jìn)行磁選，選出煤矸石中的鐵礦，然后將漿料進(jìn)行浮選，選出煤矸石中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦、錫礦和碳，得到以硅、鈣為主體的煤矸石尾渣；d、對礦山正在開采的采礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探，根據(jù)地質(zhì)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(fā)泡劑O. 0001-0. 0003份兌水調(diào)勻，制備得到漿料，通過管道和孔洞注入正在開采的礦洞內(nèi)，凝固得到澆注石支撐體，對采礦區(qū)地質(zhì)進(jìn)行支撐，在開采的同時(shí)對礦洞進(jìn)行支撐，保障采礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，再對采礦區(qū)周圍的余礦進(jìn)行開采。上述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，步驟d中，所述澆注石，按重量組分計(jì)，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(fā)泡劑O. 0001-0. 0003份制備而成。上述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，所述發(fā)泡劑為鋁粉、碳酸氫無機(jī)鹽、茶皂素或松香皂。上述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，所述發(fā)泡劑為鋁粉。上述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，所述澆注石，還加入5-15份的建筑垃圾殘洛。 上述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全緑色開采方法，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(fā)明將深度資源化回收后的粉煤灰、煤矸石、鋼渣、建筑垃圾殘?jiān)约癌`些微量的發(fā)泡劑按一定比例混合、攪拌制漿，利用管道從預(yù)先打好的灌漿ロ逐步灌入礦洞、采空區(qū)，待漿料完全膨脹后，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(shí)，待其完全固化后，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就可得到徹底恢復(fù)。就可以使地下礦產(chǎn)資源重新得到充分開發(fā)利用，可以將未開采到的礦區(qū)進(jìn)行深入開采。本發(fā)明涉及的安全、緑色開采新技術(shù)，使資源綠色開發(fā)利用與生態(tài)修復(fù)珠聯(lián)璧合，使整個(gè)礦產(chǎn)資源在ー個(gè)安全的環(huán)境中得到充分開發(fā)利用的同時(shí)，推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，而且整個(gè)填實(shí)エ藝在經(jīng)濟(jì)上廉價(jià)、技術(shù)上可靠、環(huán)保性能優(yōu)良。最重要的是本發(fā)明可使地下礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用達(dá)到最大化，礦產(chǎn)資源的總體回收率達(dá)80%至90%，給社會(huì)帶來極大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)利益和環(huán)境效益。本發(fā)明的澆注石配比方案，將各原料制粉、兌成漿料之后，注入礦洞、涵洞中凝結(jié)，可以緩慢生成水硬性膠凝材料，其主要成分為硅酸鈣，鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽。對于配方中各成分的比例，申請人研究發(fā)現(xiàn)，鋼渣添加越多，凝結(jié)的澆注石強(qiáng)度越大，但鋼渣過多，會(huì)造成澆注石開裂。通過發(fā)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(shí)不會(huì)污染地下水層和土質(zhì)。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采，并大大提高粉煤灰、鋼渣和煤矸石的利用面和利用率，帶動(dòng)粉煤灰的資源化利用。本發(fā)明配方中的發(fā)泡劑選用鋁粉和碳酸氫鈉等混凝土發(fā)泡劑，優(yōu)選是鋁粉，鋁粉發(fā)泡過程穩(wěn)定、發(fā)泡時(shí)間方便控制，澆注石發(fā)泡凝結(jié)的時(shí)間通常在ー個(gè)月至兩年，通過原料中鋼渣和石膏含量的配比來進(jìn)行調(diào)控。經(jīng)申請人試驗(yàn)，將粉煤灰、鋼渣和煤矸石中的鐵礦以及其他有價(jià)值的礦產(chǎn)資源選出后，留下了以硅和鈣為主體的尾渣，不僅是回收了其有價(jià)值的成本，還降低了澆注石內(nèi)的鐵含量，能提高澆注石的強(qiáng)度，得到了提高強(qiáng)度的效果。經(jīng)申請人試驗(yàn)，本發(fā)明配方的試驗(yàn)結(jié)果如下表
權(quán)利要求
1.一種礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于包括下述步驟 a、將粉煤灰配漿，配漿以后進(jìn)行過篩，過篩粒度為24-300目，再將漿料進(jìn)行磁選，選出粉煤灰中的鐵礦，磁選后的粉煤灰漿料進(jìn)行浮選，選出粉煤灰中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦和錫礦，得到以硅、鈣為主體的粉煤灰尾渣； b、將鋼渣磨粉，進(jìn)行配漿，過24-300目篩，進(jìn)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(jìn)行配漿，進(jìn)行磁選，選出煤矸石中的鐵礦，然后將漿料進(jìn)行浮選，選出煤矸石中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦、錫礦和碳，得到以硅、鈣為主體的煤矸石尾渣； d、對礦山正在開采的采礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探，根據(jù)地質(zhì)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(fā)泡劑0.0001-0. 0003份兌水調(diào)勻，制備得到漿料，通過管道和孔洞注入正在開采的礦洞內(nèi)，凝固得到澆注石支撐體，對采礦區(qū)地質(zhì)進(jìn)行支撐，在開采的同時(shí)對礦洞進(jìn)行支撐，保障采礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，再對采礦區(qū)周圍的余礦進(jìn)行開采。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于步驟d中，所述澆注石，按重量組分計(jì)，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(fā)泡劑0. 0001-0. 0003份制備而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于所述發(fā)泡劑為鋁粉、碳酸氫無機(jī)鹽、茶皂素或松香皂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于所述發(fā)泡劑為鋁粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于所述澆注石，還加入5-15份的建筑垃圾殘?jiān)?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于步驟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(fā)明公開了一種礦產(chǎn)資源邊加固邊開采的安全綠色開采方法，其特征在于將粉煤灰、鋼渣和煤矸石分別磨粉、配漿，配漿以后進(jìn)行過篩，再將漿料進(jìn)行磁選，選出其中的鐵礦，磁選后的漿料進(jìn)行浮選，選出其中的有價(jià)礦物質(zhì)，得到尾渣，將尾渣制備得到漿料，通過管道和孔洞注入正在開采的礦洞內(nèi)，凝固得到澆注石支撐體，對采礦區(qū)地質(zhì)進(jìn)行支撐，在開采的同時(shí)對礦洞進(jìn)行支撐，再對采礦區(qū)周圍的余礦進(jìn)行開采。本發(fā)明涉及的安全、綠色開采新技術(shù)，使資源綠色開發(fā)利用與生態(tài)修復(fù)珠聯(lián)璧合，使整個(gè)礦產(chǎn)資源在一個(gè)安全的環(huán)境中得到充分開發(fā)利用的同時(shí)，推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，而且整個(gè)填實(shí)工藝在經(jīng)濟(jì)上廉價(jià)、技術(shù)上可靠、環(huán)保性能優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)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(huán)?？萍加邢薰?br>