無廢開采的目標是最大限度地減少廢料的產(chǎn)出、排放,提高資源綜合利用率,減輕或杜絕礦產(chǎn)資源開發(fā)對生態(tài)和環(huán)境的破壞。礦山無廢開采模式遵從工業(yè)生態(tài)學的觀點,以采礦活動為中心,將礦山生態(tài)環(huán)境、資源環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境聯(lián)系起一個有機的工業(yè)系統(tǒng),以最小的排放量獲取最大資源量和經(jīng)濟效益。采礦活動結束后通過最小的末端治理使礦山環(huán)境與生態(tài)環(huán)境融為一個整體。
為了實現(xiàn)無廢開采,應大力提高采選技術水平,大力降低礦石貧化率等,實現(xiàn)廢料產(chǎn)出最小化,從源頭上控制廢石產(chǎn)出率。同時,盡可能提高選礦回收率,減少尾礦排放量,將礦石資源中由于選冶水平低而不能利用的成分減到最少。加強綜合回收,實現(xiàn)廢棄物的資源化,提高廢棄物的整體利用水平,努力實現(xiàn)礦山故土廢棄物的零排放、零堆存。
這是一種集采選一體化的技術,通過鉆孔或爆破在礦體中形成注液通道,直接將溶浸液體注入礦體中。溶浸液浸出的富礦液回收后經(jīng)集液通道送到地表進行處理。該方法省去了采礦作業(yè),由浸礦液直接回收金屬,可大大減少采礦作業(yè)和提升的工作量,是較理想和較能實現(xiàn)大規(guī)?,F(xiàn)場應用的無廢采礦方法,對深部礦床開采具有較強的適應性。但目前該工藝可回收的大宗金屬品種太少,只有鈾、銅和金三種,需要大力研究采用該工藝回收更多金屬礦種的技術。
在礦石提升地面之前,在井下進行預選和預富集,拋去大部分廢石,可以明顯降低礦石提升量。另外,西方國家正試驗采用水力提升方式替代箕斗、罐籠等傳統(tǒng)提升方式,礦石在地下預選后進行破碎和磨礦,然后用泵揚送到地面選礦場。由于不需要開挖豎井,可大大減少井巷工程投資,使采礦工程的安全性得到極大提高。將選礦平臺建在井下,地下選礦后直接向地面輸送精礦,可大量減少廢石的提升量,是解決提升難題的一個重要途徑。同時,廢石與尾礦留在井下用于采空區(qū)充填,實現(xiàn)原地利用,并減少排出地面后對生態(tài)環(huán)境的污染、破壞。而且,地面無選礦廠和尾礦庫,省去了征地建尾礦庫和管理尾礦庫的費用,可謂一舉多得。
這是最好的應對不斷惡化的深部開采條件和環(huán)境條件,最大限度提高采礦效率、保證開采安全的最根本、最有效、最可靠的方法。目前,國內外仍處于建設“無人礦山”的初級階段。在此階段,無人采礦的核心技術仍然是采礦工藝和生產(chǎn)組織管理的自動化與智能化。新一代高級無人采礦技術必將涉及采礦工藝及生產(chǎn)過程自身的變革。
我國采礦技術與西方國家的差距,西方國家上世紀80年代就開始實施井下工作面的無人采礦,而目前我國不少礦山就連全盤機械化作業(yè)還做不到。但從總體上看,我國的采礦技術在許多方面已接近或達到國際先進水平。礦山整體差距主要體現(xiàn)在大量礦山的采礦設備比較落后,先進采礦設備主要從國外進口,價格昂貴,這是制約我國采礦進步的關鍵問題。
為了解決上述問題,我國必須加大科技投入,以引進-消化吸收-再創(chuàng)新為基礎,立足自主創(chuàng)新。首先在自動化采礦裝備研制方面取得突破,在較短時間內實現(xiàn)大型自動化采礦裝備國產(chǎn)化。這就為加速我國自動化智能采礦技術的推廣應用創(chuàng)造了可靠的條件。同時,對一批新建的大型地下金屬礦山,從設計一開始就高起點投入,投產(chǎn)后就能實現(xiàn)自動化遙控智能化采礦作業(yè)。這批礦山建成后,產(chǎn)量會占我國地下金屬礦山產(chǎn)量很大一部分,可以從整體上帶動我國自動化、遙控智能化采礦水平上一個臺階。