专利名称：一种矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法
技术领域：
本发明涉及一种矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，属于矿产开采技术领域。
背景技术：
由于经济的不断发展，对矿产资源的需求不断的増加，尤其是对于煤炭和金属矿产资源的需求不断加剧，经济发展的压カ时常导致矿产进入掠夺性的无序开采境地，这更进ー步的恶化了矿区的环境，导致了矿产资源的严重浪费，使得地质灾害频发。虽然近几年我国出台了很多相关法律法規，矿产回采率正在逐步提高，但与发达国家相比还是有很大的差距。就以煤炭为例，发达国家煤炭资源的总体回收率达60%至70%，而我国的回采率平均只有20-30%左右，有些地方甚至还不到1%。大量地存在着“采ー丢一”、“采ー丢ニ”、“吃肥丢痩”、“有水快流”只吃“白菜心”现象，造成毎年浪费的煤炭达10亿吨之多。在我国造 成回采率低的原因除了矿主为了追求短期经济利益，采厚弃薄，采易弃难；ー些小型煤矿的非法滥采；国家法律法规的不完善以外；主要原因还是我们房柱式、打眼放炮式的落后、危险的开采エ艺造成的。即使发达国家煤炭资源的总体回收率比我国高出一倍左右，但也不能做到地下矿产资源开采利用最大化，同样也存在安全隐患，也会造成地质灾害。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法。将粉煤灰、煤矸石、钢渣以及建筑垃圾深度资源化回收利用后的残渣恢复地质结构強度，以提高采矿过程中的安全系数，达到提高矿产资源的开采率，使矿产资源得到充分的开采利用，既可以使过去废弃的矿洞重新焕发生命的光辉，也可以保证现今正在开采的矿山在保证安全的前提下充分开发利用地下矿产资源，同时还不会产生新的采空区和塌陷区，大幅减少矿产资源的浪费，杜绝了地质灾害。真正实现矿区的生产与安全同歩，矿产开发与绿色同歩。本发明的技术方案。矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，包括下述步骤a、将粉煤灰配浆，配浆以后进行过筛，过筛粒度为24-300目，再将浆料进行磁选，选出粉煤灰中的铁矿，磁选后的粉煤灰浆料进行浮选，选出粉煤灰中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿和锡矿，得到以硅、钙为主体的粉煤灰尾渣；b、将钢渣磨粉，进行配浆，过24-300目筛，进行磁选，选出钢渣中的铁矿，得到钢
渣尾渣；C、将煤矸石磨粉，过24-300目筛，进行配浆，进行磁选，选出煤矸石中的铁矿，然后将浆料进行浮选，选出煤矸石中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿、锡矿和碳，得到以硅、钙为主体的煤矸石尾渣；d、对矿山正在开采的采矿区进行地质勘探，根据地质情况，将粉煤灰尾渣30-70份、钢渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1-10份、石膏粉1-10份和发泡剂O. 0001-0. 0003份兑水调匀，制备得到浆料，通过管道和孔洞注入正在开采的矿洞内，凝固得到浇注石支撑体，对采矿区地质进行支撑，在开采的同时对矿洞进行支撑，保障采矿区地质结构的稳定，再对采矿区周围的余矿进行开采。上述的矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，步骤d中，所述浇注石，按重量组分计，由粉煤灰尾渣40-60份、钢渣尾渣22-40份、煤矸石粉尾渣12-18份、石灰2_6份、石膏粉2-6份、发泡剂O. 0001-0. 0003份制备而成。上述的矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，所述发泡剂为铝粉、碳酸氢无机盐、茶皂素或松香皂。上述的矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，所述发泡剂为铝粉。上述的矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，所述浇注石，还加入5-15份的建筑垃圾残洛。 上述的矿产资源边加固边开采的安全緑色开采方法，步骤d中，所述浇注石支撑体为柱形、门形或吻合矿洞的拱形。本发明将深度资源化回收后的粉煤灰、煤矸石、钢渣、建筑垃圾残渣以及ー些微量的发泡剂按一定比例混合、搅拌制浆，利用管道从预先打好的灌浆ロ逐步灌入矿洞、采空区，待浆料完全膨胀后，使其与矿洞四周紧密粘连，特别是矿洞的顶部以及缝隙得到良好地粘连和填实，待其完全固化后，地质结构的稳定性就可得到彻底恢复。就可以使地下矿产资源重新得到充分开发利用，可以将未开采到的矿区进行深入开采。本发明涉及的安全、緑色开采新技术，使资源绿色开发利用与生态修复珠联璧合，使整个矿产资源在ー个安全的环境中得到充分开发利用的同时，推进绿色发展、循环发展、低碳发展，而且整个填实エ艺在经济上廉价、技术上可靠、环保性能优良。最重要的是本发明可使地下矿产资源的开发利用达到最大化，矿产资源的总体回收率达80%至90%，给社会带来极大的社会效益、经济利益和环境效益。本发明的浇注石配比方案，将各原料制粉、兑成浆料之后，注入矿洞、涵洞中凝結，可以缓慢生成水硬性胶凝材料，其主要成分为硅酸钙，铝酸盐和铁铝酸盐。对于配方中各成分的比例，申请人研究发现，钢渣添加越多，凝结的浇注石強度越大，但钢渣过多，会造成浇注石开裂。通过发泡剂，使得浇注石能够膨胀，将未灌入浇注石的空间填充满，同时不会污染地下水层和土质。该粉煤灰、钢渣和煤矸石综合利用的浇注石能够减少原石开采，并大大提高粉煤灰、钢渣和煤矸石的利用面和利用率，带动粉煤灰的资源化利用。本发明配方中的发泡剂选用铝粉和碳酸氢钠等混凝土发泡剂，优选是铝粉，铝粉发泡过程稳定、发泡时间方便控制，浇注石发泡凝结的时间通常在ー个月至两年，通过原料中钢渣和石膏含量的配比来进行调控。经申请人试验，将粉煤灰、钢渣和煤矸石中的铁矿以及其他有价值的矿产资源选出后，留下了以硅和钙为主体的尾渣，不仅是回收了其有价值的成本，还降低了浇注石内的铁含量，能提高浇注石的強度，得到了提高强度的效果。经申请人试验，本发明配方的试验结果如下表
权利要求
1.一种矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于包括下述步骤 a、将粉煤灰配浆，配浆以后进行过筛，过筛粒度为24-300目，再将浆料进行磁选，选出粉煤灰中的铁矿，磁选后的粉煤灰浆料进行浮选，选出粉煤灰中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿和锡矿，得到以硅、钙为主体的粉煤灰尾渣； b、将钢渣磨粉，进行配浆，过24-300目筛，进行磁选，选出钢渣中的铁矿，得到钢渣尾渣； C、将煤矸石磨粉，过24-300目筛，进行配浆，进行磁选，选出煤矸石中的铁矿，然后将浆料进行浮选，选出煤矸石中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿、锡矿和碳，得到以硅、钙为主体的煤矸石尾渣； d、对矿山正在开采的采矿区进行地质勘探，根据地质情况，将粉煤灰尾渣30-70份、钢渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1-10份、石膏粉1-10份和发泡剂0.0001-0. 0003份兑水调匀，制备得到浆料，通过管道和孔洞注入正在开采的矿洞内，凝固得到浇注石支撑体，对采矿区地质进行支撑，在开采的同时对矿洞进行支撑，保障采矿区地质结构的稳定，再对采矿区周围的余矿进行开采。
2.根据权利要求I所述的矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于步骤d中，所述浇注石，按重量组分计，由粉煤灰尾渣40-60份、钢渣尾渣22-40份、煤矸石粉尾渣12-18份、石灰2-6份、石膏粉2-6份、发泡剂0. 0001-0. 0003份制备而成。
3.根据权利要求2所述的矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于所述发泡剂为铝粉、碳酸氢无机盐、茶皂素或松香皂。
4.根据权利要求3所述的矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于所述发泡剂为铝粉。
5.根据权利要求I或2所述的矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于所述浇注石，还加入5-15份的建筑垃圾残渣。
6.根据权利要求I所述的矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于步骤d中，所述浇注石支撑体为柱形、门形或吻合矿洞的拱形。
全文摘要
本发明公开了一种矿产资源边加固边开采的安全绿色开采方法，其特征在于将粉煤灰、钢渣和煤矸石分别磨粉、配浆，配浆以后进行过筛，再将浆料进行磁选，选出其中的铁矿，磁选后的浆料进行浮选，选出其中的有价矿物质，得到尾渣，将尾渣制备得到浆料，通过管道和孔洞注入正在开采的矿洞内，凝固得到浇注石支撑体，对采矿区地质进行支撑，在开采的同时对矿洞进行支撑，再对采矿区周围的余矿进行开采。本发明涉及的安全、绿色开采新技术，使资源绿色开发利用与生态修复珠联璧合，使整个矿产资源在一个安全的环境中得到充分开发利用的同时，推进绿色发展、循环发展、低碳发展，而且整个填实工艺在经济上廉价、技术上可靠、环保性能优良。
文档编号E21F15/00GK102807388SQ20121030427
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者邹建明, 阮正林, 高宏, 刘钊, 赵高华, 魏长春, 苏向东 申请人:贵州绿水青山环保科技有限公司