專利名稱：地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對地下金屬礦山的無排放生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
金屬礦山通過采、選作業(yè)生產(chǎn)制造出滿足下游工業(yè)要求的礦產(chǎn)品。在現(xiàn)有地下金屬礦山生產(chǎn)礦產(chǎn)品過程中，往往涉及到井巷掘進(jìn)、采礦、選礦、廢物排放和環(huán)境恢復(fù)等主體生產(chǎn)作業(yè)，由這些作業(yè)構(gòu)成的生產(chǎn)方法包括以下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)(1)進(jìn)行井巷掘進(jìn)形成由地表到達(dá)礦體的開拓系統(tǒng)與采準(zhǔn)系統(tǒng)；(2)采用相適應(yīng)的采礦方法對備采礦體進(jìn)行切割和回采；(3)對采空區(qū)進(jìn)行封閉或充填或崩落管理；(4)將掘進(jìn)廢石運(yùn)出井下排放地表廢石場，將回采礦石運(yùn)送到選廠；(5)在選廠對礦石進(jìn)行礦物加工選礦作業(yè)，產(chǎn)出礦產(chǎn)品、尾砂和廢水；(6)將礦產(chǎn)品輸出，將選礦尾砂與廢水排放到地表尾砂庫；(7)對選礦廢水進(jìn)行凈化后外排，對廢石場和尾砂庫進(jìn)行環(huán)境恢復(fù)。這種生產(chǎn)方法所必須的工程與構(gòu)建筑物包括井巷、采場、選廠、廢石場與尾砂庫。其中廢石排放到廢石場形成廢石堆，尾砂與廢水構(gòu)成尾砂漿排放到尾砂庫，尾砂漿在尾砂庫通過自然沉降和凈化廢水，尾砂庫中的凈化廢水外排； 在礦山生產(chǎn)過程中或礦山閉坑后進(jìn)行環(huán)境恢復(fù)。這種礦山生產(chǎn)方法將廢石排放到廢石場， 將尾砂漿排放到尾砂庫，不可避免地對地表環(huán)境造成污染、破壞植被，形成的廢石場與尾砂庫構(gòu)筑物占用大量土地，增加了環(huán)境恢復(fù)的作業(yè)工序與作業(yè)成本；針對廢石場和尾砂庫的環(huán)境恢復(fù)往往需要在閉坑或廢石場、尾砂庫服務(wù)期滿后才能進(jìn)行，在礦山生產(chǎn)期間不可避免地造成環(huán)境破壞，并且也難以實行可逆性恢復(fù)，因而礦山的環(huán)境恢復(fù)存在嚴(yán)重的不徹底性和不及時性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種消除礦山廢石、尾砂與廢水等廢物排放的地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供這種地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法適合于礦山廢石與尾砂產(chǎn)出量能與采空區(qū)體積保持平衡的地下金屬礦山，包括以下主體作業(yè)工序(1)井巷掘進(jìn)；(2)采場回采；(3)廢石在井下轉(zhuǎn)移到采空區(qū)；(4)礦石輸送；(5)選廠選礦；(6)選礦廢水分段回用； (7)選礦尾砂還原采空區(qū)。所述生產(chǎn)方法中廢石在井下轉(zhuǎn)移到采空區(qū)的作業(yè)工序，利用地下礦山服務(wù)于采礦作業(yè)的井巷工程和采空區(qū)構(gòu)成掘進(jìn)廢石轉(zhuǎn)運(yùn)、緩存和貯存的工程系統(tǒng)，在井巷工程系統(tǒng)中采用機(jī)械或重力輸送方式轉(zhuǎn)運(yùn)廢石，利用重力勢能將廢石與水泥尾砂漿進(jìn)行混合并永久貯存于采空區(qū)。所述生產(chǎn)方法中選礦尾砂還原采空區(qū)的作業(yè)工序，利用尾砂充填系統(tǒng)的砂倉緩存選廠排出的浮選尾砂漿，替代尾砂庫的貯存礦山尾砂料漿的功能，保持選礦作業(yè)流程與尾砂還原于采空區(qū)作業(yè)流程相互協(xié)調(diào)，將全部尾砂直接還原采空區(qū)。所述選礦廢水分段回用于選礦作業(yè)工藝系統(tǒng)，結(jié)合選礦流程中不同作業(yè)工序?qū)τ盟|(zhì)的要求，采用分段快速回用選礦廢水與凈化處理回用選礦廢水相結(jié)合的工藝流程， 將選礦廢水全部回用于相應(yīng)的選礦作業(yè)。本發(fā)明地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法適合于礦山廢石與尾砂產(chǎn)出量能與采空區(qū)體積保持平衡的地下金屬礦山，是一種閉環(huán)清潔生產(chǎn)模式，只有產(chǎn)品輸送出來，在礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢石、尾砂與廢水結(jié)合礦產(chǎn)品采、選生產(chǎn)工藝被全部利用，取消了礦山地表尾砂庫和廢石場，實現(xiàn)礦山固體廢物和廢水零排放，徹底消除了礦山固體廢物與廢水排放占用土地和對地表環(huán)境的污染，徹底消除了尾砂庫潰壩和廢石場泥石流災(zāi)害隱患；同時可以節(jié)省尾砂庫與廢石場的構(gòu)筑、維護(hù)費(fèi)用，以及尾砂與廢石的排放費(fèi)用；并且有效降低了采空區(qū)管理成本、選礦成本和水處理成本，可以使礦山新增經(jīng)濟(jì)效益。因此，本發(fā)明不但具有很好的環(huán)境效益，而且可以產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明方法的生產(chǎn)流程示意圖。圖2是本發(fā)明的采掘廢石井下轉(zhuǎn)移示意圖。圖3是本發(fā)明的選礦廢水分段回用工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明
本實施例所述地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法的應(yīng)用對象，為高硫鉛鋅礦床地下開采礦山。由于礦石含硫高，通過回收利用硫使選礦尾砂的產(chǎn)出率降低，為礦石量的30%左右；為了減少廢石產(chǎn)出量，通過采用脈內(nèi)采準(zhǔn)方式有效降低廢石產(chǎn)出率，為采出礦石量的10%左右，因而礦山尾砂的產(chǎn)出量與廢石產(chǎn)出量能與采空區(qū)體積基本保持平衡。所述生產(chǎn)方法的工藝系統(tǒng)包括井巷掘進(jìn)1、采場回采2、礦石輸送3、選廠選礦4、掘進(jìn)廢石井下轉(zhuǎn)移5、選礦尾砂還原采空區(qū)6、選礦廢水分段回用7。其中井巷掘進(jìn)1、采礦2、礦石輸送3、選礦4等作業(yè)工序，采用現(xiàn)有作業(yè)流程或工藝技術(shù)或工程系統(tǒng)實現(xiàn)。利用井下的井巷工程Jl、J2、J3、J4、J5，平巷工程PI、P2、P3、P4和采空區(qū)Cl、C2、
C3，形成掘進(jìn)廢石在井下轉(zhuǎn)移的工程系統(tǒng)，全部掘進(jìn)廢石僅限于在井下轉(zhuǎn)運(yùn)、緩存和永久貯存。其中井巷工程Jl、J2、J3、J4、J5，可以作為重力輸送工藝輸送廢石的通道工程，也可以作為緩存廢石的貯倉工程；平巷P1、P2、P3、P4主要作為采用機(jī)械輸送工藝輸送廢石的通道工程；采空區(qū)Cl、C2、C3具有兩種功能，其一是作為掘進(jìn)廢石永久貯存的場所，其二是需要將廢石與尾砂膠結(jié)料漿進(jìn)行混合形成膠結(jié)體進(jìn)行貯存，而所述采空區(qū)Cl或C2或C2實施尾砂膠結(jié)充填作業(yè)滯后時，可以利用采空區(qū)Cl或C2或C2緩存一定量的廢石，待實施尾砂膠結(jié)充填作業(yè)時，利用輸送尾砂膠結(jié)料漿剰余勢能的沖擊作用與廢石混合形成膠結(jié)體。選礦尾砂還原采空區(qū)工序利用尾砂充填系統(tǒng)的砂倉緩存選廠排出的尾砂，在沒有地表尾砂庫排放尾砂和廢水的條件下，保持選礦作業(yè)流程與尾砂還原于采空區(qū)作業(yè)流程的穩(wěn)定，將全部尾砂還原采空區(qū)。因此，尾砂充填系統(tǒng)至少采用兩個砂倉交替作業(yè)，當(dāng)一個砂倉進(jìn)行造漿放砂實施尾砂充填作業(yè)時，至少有一個砂倉實施尾砂進(jìn)料和沉縮脫水，同時發(fā)揮緩存選廠排出的尾砂漿的功能。選礦廢水分段回用工序結(jié)合了高硫鉛鋅礦石實施三段浮選的選礦作業(yè)流程中，各作業(yè)工序?qū)τ盟|(zhì)的相應(yīng)要求，采取選礦廢水分段直接回用和凈化處理回用相結(jié)合的工藝系統(tǒng)。其中第一段回用Hl結(jié)合鉛尾濃縮工序適度凈化廢水，將全部鉛尾濃縮水直接回用于磨礦作業(yè)和選鉛作業(yè)；第二段回用H2結(jié)合鋅尾濃縮工序適度凈化廢水，部份直接回用于選鋅作業(yè)；第三段回用H3結(jié)合尾砂緩存沉縮工序適度凈化廢水，部份直接回用于選硫作業(yè)；第二段回用剰余的鋅尾濃縮適度凈化廢水和第三段回用剰余的尾砂緩存沉縮適度凈化廢水，與鉛精礦脫出廢水、鋅精礦脫出廢水和硫精礦脫出廢水混合形成混合廢水進(jìn)行凈化處理，然后回用于選鉛作用工序。第一段直接回用廢水量約占選礦作業(yè)流程用水量的25% ； 第二段直接回用廢水量約占選礦作業(yè)流程用水量的15% ；第三段直接回用廢水量約占選礦作業(yè)流程用水量的35% ；凈化處理回用廢水量約占選礦作業(yè)流程用水量的20% ；作業(yè)過程中的新水用量約占選礦作業(yè)流程用水量的5%，以補(bǔ)充精礦產(chǎn)品攜出的耗水量。
權(quán)利要求
1.一種地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法，其特征是該方法包括以下主體作業(yè)工序(1) 井巷掘進(jìn)；(2)采場回采；(3)廢石在井下轉(zhuǎn)移到采空區(qū)；(4)礦石輸送；(5)選廠選礦；(6) 選礦廢水分段回用；(7)選礦尾砂還原采空區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法，其特征在于利用地下礦山的井巷工程和采空區(qū)構(gòu)成轉(zhuǎn)運(yùn)、緩存和貯存掘進(jìn)廢石的工程系統(tǒng)，利用輸送尾砂膠結(jié)料漿勢能的沖擊作用將廢石混合形成膠結(jié)體永久貯存于采空區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法，其特征在于利用尾砂充填系統(tǒng)的砂倉作為選廠排出浮選尾砂漿的緩存裝置，替代尾砂庫的貯存功能保持選礦作業(yè)流程與尾砂還原于采空區(qū)作業(yè)流程相互協(xié)調(diào)，將全部尾砂直接還原采空區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法，其特征在于結(jié)合選礦流程中不同作業(yè)工序?qū)τ盟|(zhì)的要求，采用分段快速回用選礦廢水與凈化處理回用選礦廢水相結(jié)合的工藝流程，將選礦廢水全部回用于相應(yīng)的選礦作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明提供這種地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法包括井巷掘進(jìn)、采場回采、廢石在井下轉(zhuǎn)移到采空區(qū)、礦石輸送、選廠選礦、選礦廢水分段回用、選礦尾砂還原采空區(qū)等主體工序。本發(fā)明地下金屬礦山無排放生產(chǎn)方法是一種閉環(huán)清潔生產(chǎn)模式，只有產(chǎn)品輸送出來，在礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢石、尾砂與廢水結(jié)合礦產(chǎn)品采、選生產(chǎn)工藝被全部利用，取消了礦山地表尾砂庫和廢石場，實現(xiàn)礦山固體廢物和廢水零排放，徹底消除了礦山固體廢物與廢水排放占用土地和對地表環(huán)境的污染。
文檔編號E21C41/16GK102200013SQ20111011544
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者周愛民 申請人:長沙礦山研究院