专利名称：地下金属矿山无排放生产方法
技术领域：
本发明涉及一种针对地下金属矿山的无排放生产方法。
背景技术：
金属矿山通过采、选作业生产制造出满足下游工业要求的矿产品。在现有地下金属矿山生产矿产品过程中，往往涉及到井巷掘进、采矿、选矿、废物排放和环境恢复等主体生产作业，由这些作业构成的生产方法包括以下生产作业环节(1)进行井巷掘进形成由地表到达矿体的开拓系统与采准系统；(2)采用相适应的采矿方法对备采矿体进行切割和回采；(3)对采空区进行封闭或充填或崩落管理；(4)将掘进废石运出井下排放地表废石场，将回采矿石运送到选厂；(5)在选厂对矿石进行矿物加工选矿作业，产出矿产品、尾砂和废水；(6)将矿产品输出，将选矿尾砂与废水排放到地表尾砂库；(7)对选矿废水进行净化后外排，对废石场和尾砂库进行环境恢复。这种生产方法所必须的工程与构建筑物包括井巷、采场、选厂、废石场与尾砂库。其中废石排放到废石场形成废石堆，尾砂与废水构成尾砂浆排放到尾砂库，尾砂浆在尾砂库通过自然沉降和净化废水，尾砂库中的净化废水外排； 在矿山生产过程中或矿山闭坑后进行环境恢复。这种矿山生产方法将废石排放到废石场， 将尾砂浆排放到尾砂库，不可避免地对地表环境造成污染、破坏植被，形成的废石场与尾砂库构筑物占用大量土地，增加了环境恢复的作业工序与作业成本；针对废石场和尾砂库的环境恢复往往需要在闭坑或废石场、尾砂库服务期满后才能进行，在矿山生产期间不可避免地造成环境破坏，并且也难以实行可逆性恢复，因而矿山的环境恢复存在严重的不彻底性和不及时性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除矿山废石、尾砂与废水等废物排放的地下金属矿山无排放生产方法。本发明提供这种地下金属矿山无排放生产方法适合于矿山废石与尾砂产出量能与采空区体积保持平衡的地下金属矿山，包括以下主体作业工序(1)井巷掘进；(2)采场回采；(3)废石在井下转移到采空区；(4)矿石输送；(5)选厂选矿；(6)选矿废水分段回用； (7)选矿尾砂还原采空区。所述生产方法中废石在井下转移到采空区的作业工序，利用地下矿山服务于采矿作业的井巷工程和采空区构成掘进废石转运、缓存和贮存的工程系统，在井巷工程系统中采用机械或重力输送方式转运废石，利用重力势能将废石与水泥尾砂浆进行混合并永久贮存于采空区。所述生产方法中选矿尾砂还原采空区的作业工序，利用尾砂充填系统的砂仓缓存选厂排出的浮选尾砂浆，替代尾砂库的贮存矿山尾砂料浆的功能，保持选矿作业流程与尾砂还原于采空区作业流程相互协调，将全部尾砂直接还原采空区。所述选矿废水分段回用于选矿作业工艺系统，结合选矿流程中不同作业工序对用水水质的要求，采用分段快速回用选矿废水与净化处理回用选矿废水相结合的工艺流程， 将选矿废水全部回用于相应的选矿作业。本发明地下金属矿山无排放生产方法适合于矿山废石与尾砂产出量能与采空区体积保持平衡的地下金属矿山，是一种闭环清洁生产模式，只有产品输送出来，在矿山生产过程中产生的废石、尾砂与废水结合矿产品采、选生产工艺被全部利用，取消了矿山地表尾砂库和废石场，实现矿山固体废物和废水零排放，彻底消除了矿山固体废物与废水排放占用土地和对地表环境的污染，彻底消除了尾砂库溃坝和废石场泥石流灾害隐患；同时可以节省尾砂库与废石场的构筑、维护费用，以及尾砂与废石的排放费用；并且有效降低了采空区管理成本、选矿成本和水处理成本，可以使矿山新增经济效益。因此，本发明不但具有很好的环境效益，而且可以产生很好的经济效益。
图1是本发明方法的生产流程示意图。图2是本发明的采掘废石井下转移示意图。图3是本发明的选矿废水分段回用工艺流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
本实施例所述地下金属矿山无排放生产方法的应用对象，为高硫铅锌矿床地下开采矿山。由于矿石含硫高，通过回收利用硫使选矿尾砂的产出率降低，为矿石量的30%左右；为了减少废石产出量，通过采用脉内采准方式有效降低废石产出率，为采出矿石量的10%左右，因而矿山尾砂的产出量与废石产出量能与采空区体积基本保持平衡。所述生产方法的工艺系统包括井巷掘进1、采场回采2、矿石输送3、选厂选矿4、掘进废石井下转移5、选矿尾砂还原采空区6、选矿废水分段回用7。其中井巷掘进1、采矿2、矿石输送3、选矿4等作业工序，采用现有作业流程或工艺技术或工程系统实现。利用井下的井巷工程Jl、J2、J3、J4、J5，平巷工程PI、P2、P3、P4和采空区Cl、C2、
C3，形成掘进废石在井下转移的工程系统，全部掘进废石仅限于在井下转运、缓存和永久贮存。其中井巷工程Jl、J2、J3、J4、J5，可以作为重力输送工艺输送废石的通道工程，也可以作为缓存废石的贮仓工程；平巷P1、P2、P3、P4主要作为采用机械输送工艺输送废石的通道工程；采空区Cl、C2、C3具有两种功能，其一是作为掘进废石永久贮存的场所，其二是需要将废石与尾砂胶结料浆进行混合形成胶结体进行贮存，而所述采空区Cl或C2或C2实施尾砂胶结充填作业滞后时，可以利用采空区Cl或C2或C2缓存一定量的废石，待实施尾砂胶结充填作业时，利用输送尾砂胶结料浆剰余势能的冲击作用与废石混合形成胶结体。选矿尾砂还原采空区工序利用尾砂充填系统的砂仓缓存选厂排出的尾砂，在没有地表尾砂库排放尾砂和废水的条件下，保持选矿作业流程与尾砂还原于采空区作业流程的稳定，将全部尾砂还原采空区。因此，尾砂充填系统至少采用两个砂仓交替作业，当一个砂仓进行造浆放砂实施尾砂充填作业时，至少有一个砂仓实施尾砂进料和沉缩脱水，同时发挥缓存选厂排出的尾砂浆的功能。选矿废水分段回用工序结合了高硫铅锌矿石实施三段浮选的选矿作业流程中，各作业工序对用水水质的相应要求，采取选矿废水分段直接回用和净化处理回用相结合的工艺系统。其中第一段回用Hl结合铅尾浓缩工序适度净化废水，将全部铅尾浓缩水直接回用于磨矿作业和选铅作业；第二段回用H2结合锌尾浓缩工序适度净化废水，部份直接回用于选锌作业；第三段回用H3结合尾砂缓存沉缩工序适度净化废水，部份直接回用于选硫作业；第二段回用剰余的锌尾浓缩适度净化废水和第三段回用剰余的尾砂缓存沉缩适度净化废水，与铅精矿脱出废水、锌精矿脱出废水和硫精矿脱出废水混合形成混合废水进行净化处理，然后回用于选铅作用工序。第一段直接回用废水量约占选矿作业流程用水量的25% ； 第二段直接回用废水量约占选矿作业流程用水量的15% ；第三段直接回用废水量约占选矿作业流程用水量的35% ；净化处理回用废水量约占选矿作业流程用水量的20% ；作业过程中的新水用量约占选矿作业流程用水量的5%，以补充精矿产品携出的耗水量。
权利要求
1.一种地下金属矿山无排放生产方法，其特征是该方法包括以下主体作业工序(1) 井巷掘进；(2)采场回采；(3)废石在井下转移到采空区；(4)矿石输送；(5)选厂选矿；(6) 选矿废水分段回用；(7)选矿尾砂还原采空区。
2.根据权利要求1所述的地下金属矿山无排放生产方法，其特征在于利用地下矿山的井巷工程和采空区构成转运、缓存和贮存掘进废石的工程系统，利用输送尾砂胶结料浆势能的冲击作用将废石混合形成胶结体永久贮存于采空区。
3.根据权利要求1所述的地下金属矿山无排放生产方法，其特征在于利用尾砂充填系统的砂仓作为选厂排出浮选尾砂浆的缓存装置，替代尾砂库的贮存功能保持选矿作业流程与尾砂还原于采空区作业流程相互协调，将全部尾砂直接还原采空区。
4.根据权利要求1所述的地下金属矿山无排放生产方法，其特征在于结合选矿流程中不同作业工序对用水水质的要求，采用分段快速回用选矿废水与净化处理回用选矿废水相结合的工艺流程，将选矿废水全部回用于相应的选矿作业。
全文摘要
本发明提供这种地下金属矿山无排放生产方法包括井巷掘进、采场回采、废石在井下转移到采空区、矿石输送、选厂选矿、选矿废水分段回用、选矿尾砂还原采空区等主体工序。本发明地下金属矿山无排放生产方法是一种闭环清洁生产模式，只有产品输送出来，在矿山生产过程中产生的废石、尾砂与废水结合矿产品采、选生产工艺被全部利用，取消了矿山地表尾砂库和废石场，实现矿山固体废物和废水零排放，彻底消除了矿山固体废物与废水排放占用土地和对地表环境的污染。
文档编号E21C41/16GK102200013SQ20111011544
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者周爱民 申请人:长沙矿山研究院