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【摘 要】文章通过矿山生产过程中废弃的固体物为引线，以多年在管理实践中的所见，着重从利用矿山废弃物的合理性及必要性进行了论述，介绍了利用矿山废弃物对矿山及社会带来的经济效益及社会效益。
【关键词】矿山废弃物；再利用；经济效益
矿产资源是人类赖以生存的重要物质基础，是人类文明进步和社会发展的必要条件。国民经济“十二五”规划中明确指出，我国工业化、城市化进程将保持稳健发展态势，因此矿产资源消耗量将进一步增大。
随着我国人口的急剧增加和科学技术的快速发展，矿产资源开发的数量越来越多，规模也越来越大。截至2008年底统计数据，全国共有固体矿山数目94753座，其中金属矿山8395座，非金属矿山83431座，其它矿山2927座，全国黑色、有色、建材、化工、能源、非金属矿年采出量逾20亿t，为世界第三大矿业国家。与此同时，矿产资源过度、过快的开发所产生的负作用也越来越大、越来越明显，已引起了人们的忧虑和深切关注。
1 固体废弃物的概况
采矿工业在提供原材料的同时也不可避免地破坏自然环境，随着经济社会对矿产品需求量的增加，由于开发利用矿产资源引发的环境破坏和废弃物排放已成为我国面对的严峻问题。据不完全统计，2008年末我国尾矿堆积量为63亿t，每年新增尾矿近3亿t，需占用土地面积20km2；剥离废石（岩土物料）的堆存量达数百亿t，仅我国露天铁矿山每年剥离废石就达4亿t以上。目前我国尾矿库数量众多，不仅占用了大量的土地，并且给库区周边环境带来了巨大的环境压力，并造成矿产资源的严重浪费，且每年为了维持尾矿库的正常运行和安全，企业和社会投入了大量的资金。这些矿山固体废物由于处理、处置不当，给社会、经济、环境造成了严重的危害，导致工程灾害加剧、资源浪费、水体污染、植被破坏、土地退化、沙漠化等一系列问题。其中尾矿库作为矿山企业重要的生产和安全设施，同时又是重大事故危险源和环境污染源，一旦失事可能导致人民生命财产损失以及生态的严重破坏。
多年来，矿山固体废物堆存诱发次生地质灾害，诸如排土场崩塌、滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等多起重大工程与地质灾害，给社会带来了极大的损失。据对我国具有较大规模的8 540多座尾矿库统计表明，上世纪80年代以来，发生泥石流和溃坝近百起。如1962年9月26日云南锡业公司火谷都尾矿库溃坝事故，368万t尾矿和泥浆向下游倾泻，掩埋万亩农田和村庄，死亡171人，伤92人，导致选厂停产达3年之久。1986年4月29日，黄梅山铁犷尾矿库因暴雨溃坝，致使下游一个村庄和大量农田被淹，人死亡，经济损失2 000多万元。特别是，2008年9月8日，山西襄汾新塔矿业公司尾矿库溃坝特别重大事故，泄容量为26.8万m3，沿途带出大量泥沙，流经长度达2 km，过泥面积30.2公顷，波及下游500 m左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅，造成建筑毁坏，遇难人数276人。
保护土地、节约土地，是我国国民经济发展的基本国策。目前，我国仅有耕地0. 968亿公顷，人均不足0. 08公顷，仅为世界人均数的四分之一，人多地少，无论现在和将来都是一个大问题。目前，全国矿山开发占用土地面积为581. 71万公顷，并以每年2～3万公顷速度增长。以我国露天矿为例，排土场占地面积占矿山用地面积的39%一55%。全国固体矿产采选作业排出的尾矿、废石等废弃物破坏土地和堆存占地约200万公顷。由此可见，矿山固体废弃物占用大量土地对我国这样一个人口众多、人均占地面积很少的农业大国，造成的影响是深远的。
2 矿山开采所带来的问题
我国的矿山开采中，以地下开采为主，地下开采遗留下了大量的采空区，特别是自上世纪80年代以来，我国矿业开采秩序较为混乱，无规划的乱采滥挖在一些国有矿山周边留下了大量的不明采空区，成为影响矿山安全生产的最主要的危害源之一，据1173家国有大中型矿山调查，地下开采占68. 8%，塌陷区占地面积为84 201.4公顷，占矿山开发破坏土地面积的39. 570%。如广西大厂矿区、甘肃厂坝铅锌矿、铜陵狮子山铜矿、河南栾川钼矿、云南兰坪铅锌矿、广东大宝山矿、徐州利国铁矿、临钢塔儿山和二峰山铁矿等许多矿山，都存在大量的采空区，致使矿山开采条件恶化。造成矿柱变形破坏，相邻作业区采场和巷道维护困难等地压现象；引发大面积顶板冒落和岩移，引起地表塌陷；采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成人员伤亡和设备破坏；采空区老窿的积水，形成突水隐患等，给矿山生产和安全带来严重威胁。地下水资源遭到破坏。矿山疏干排水往往使地下水位下降，导致区域性地下水位下降，地表水和地下水动态平衡系统遭破坏，以致水源枯竭和河水断流。如山西因采煤造成18个县28万人吃水困难，150万公顷水田变成旱地。自然景观、地形地貌、土地山林受到破坏。 除此之外，与其他产业相比，矿产资源开发造成的负作用，不仅在生产期间存在，而且在生产结束后相当长的时间内继续存在。
3 采矿工业所产生问题的对策
众所周知，矿产资源开发造成的负作用，其根源在于地下资源被采出和废弃物在地表堆置造成的。采出量越多，产生的废弃物也越多，对自然环境的影响和破坏越大。因此，尽量使矿山固体废弃物不向地面排放和采空区被有效地充填，已是亟待解决的重大课题。按照工业生态学的观点，解决矿山环境问题最有效的途径是将矿山废弃物转化为资源被重新利用。如果采用不产生废弃物或产生废弃物量少的采矿方法和工艺进行采矿，则对自然环境的破坏也会相应地较小。
充填采矿法在我国矿山的应用历史悠久。上世纪80年代以来充填法取得了重大进展。由于实现了采场机械化回采和充填，充填采矿法己从一种低产、低效采矿法发展成为一种高产、高教采矿法，因而许多矿山又开始采用充填采矿法。凡口、金川等使用充填法的矿山，都是年产矿石百万吨级的大型地下矿山。金川二矿区已超过设计能力16%，采矿工效达到了世界先进水平。充填采矿法进入了一个新的发展时期。 嗣后充填采矿方法即空场法采矿，将采矿所产废石和尾矿全部或大部分充填到采空区。我国采用充填采矿法采矿的济南张马屯铁矿以实现无废开采，该矿采用充填法，将采出的废弃物作为充填料运输到井下采空区充填，地表不再建尾矿库和废石场，现已成为国家环保局固废处理研究中心的示范矿山。
4 采用对策所产生的综合效益
4.1提高采矿回收率，大大减少矿山减少用地
以安徽草楼铁矿为例。草楼铁矿总储量8600万吨，地表多为农田，且矿体上覆存在170 m左右的褰四系粘土、砂层及砂砾岩；2004年开始建设，总投4.7亿元，设计能力200万t/a，服务年限约30 年。爱计采用了空场法采矿嗣后全尾砂充填采矿方法，尾砂90%以上回填坑下，资源回收率达到九成以上，节约地表建尾矿库用地达200公顷。不仅减少了环境污染，还避免了地表塌陷，消除了矿山生产的重大安全隐患。据测算，采用全尾砂充填，每吨矿石着加成本12元，按全部开采需增加投入10亿多元，多采铁矿石2 000多万t、铁精砂700万t，可多创效益约16亿多元。
4.2矿山废弃物用作充填料
以全尾砂或全尾砂为主的各类膏体充填料或高农度的充填料用于矿山充填，即可减少或取消尾矿库，降低水泥消耗及充填成本，又可大大改善坑内外环境，彻底解决了尾矿的处理问题。如广东凡口铅锌矿，采用全尾砂高浓度胶结充填料自流输送工艺，将尾砂产出总量的800%用于井下充填，辅以尾砂用作生产水泥的原料，基本上消除了尾砂的地表堆放。凡口矿全尾秒胶结充填系统尾砂利用率在95%以上。济南铁厂推广应用该技术，成为我国第一个不造尾砂坝、不外排尾砂的矿山。
4.3控制地表塌陷
地层控制技术的研究已有几十年的历史，用充填来控制地层的移动目前国内外研究的还比较成功。如我国抚顺矿务局是用充填开采取得经验最多的矿区，曾用水沙充填法实现了车辆检修厂、炼油厂等建筑物下的安全采煤。 用充填法采矿可以避免可能导致地表和地下巷道破坏的岩石力学问题。可以开采几乎整个矿床，回来率最高，贫化率最低。把充填体看作是盘区和采场支护方式，在特定区域内至少可使弹性闭合速度以及由此引起的能量释放率降低50%，根据国内外研究目前充填开采是用来控制地表沉陷与变形的主要开采技术措施之一。
4.4 改善地下采矿环境
用充填法采矿可以有效地保护开采现场的环境。矿石采出后进行及时的充填，不仅保护了待采矿体和主要运输大巷道，在一些多金属高品位高硫矿体中，还避免了高硫矿石的自燃和自爆，同时也降低了氧等有害气体的析出量。
5、利用废弃物充填采矿方法应用前景
采用废弃物充填法采矿方法，把选矿后的废弃物用胶结法胶结再回填到井下采空区，这种采矿方法可使采矿作业更加安全，而且还日以有效地减少占用林地，有效防止了采空区的地面沉降变形。利用废弃物充填采矿方法在我国矿山的市场是巨大的，具有广阔的应用前景。理由是：
（1）我国正处于发展经济的高潮之中，经济建设的发展对资源的需求也不断增加，虽然一部分可以通过进口来解决，但对于我们这样一个资源需求大国来说，主要还要依靠发展自己的采矿工业来满足经济建设的需要。因此，采矿工业的发展是必须的、肯定的。
（2）我国矿山企业数量巨大。全国县以上国营矿山近10 000座，乡镇和个体矿山20多万座，这些矿山中相当一部分矿山废石、尾矿占地和环境污染问题还十分严重。采用废弃物充填法采矿，把尾矿充填至井下采空区，即可减少或取消尾矿库，彻底解决尾矿占地和环境污染问题。
（3）我国的环境保护要求越来越高，相关法律法规不断出台和完善，这就使得许多矿山必须实施无废开采以满足环境保护的要求。在建和待建矿山必须满足环保要求才能批准投产，因而其无废或少废开采势在必行。这就要求在建和待建矿山必须采用废弃物充填法采矿。
因此，建议国家出台相应的政策和规范，鼓励新建和已建采用地下开采方式的固体矿山企业，运用充填采矿法来采矿。
【关键词】矿山废弃物；再利用；经济效益
矿产资源是人类赖以生存的重要物质基础，是人类文明进步和社会发展的必要条件。国民经济“十二五”规划中明确指出，我国工业化、城市化进程将保持稳健发展态势，因此矿产资源消耗量将进一步增大。
随着我国人口的急剧增加和科学技术的快速发展，矿产资源开发的数量越来越多，规模也越来越大。截至2008年底统计数据，全国共有固体矿山数目94753座，其中金属矿山8395座，非金属矿山83431座，其它矿山2927座，全国黑色、有色、建材、化工、能源、非金属矿年采出量逾20亿t，为世界第三大矿业国家。与此同时，矿产资源过度、过快的开发所产生的负作用也越来越大、越来越明显，已引起了人们的忧虑和深切关注。
1 固体废弃物的概况
采矿工业在提供原材料的同时也不可避免地破坏自然环境，随着经济社会对矿产品需求量的增加，由于开发利用矿产资源引发的环境破坏和废弃物排放已成为我国面对的严峻问题。据不完全统计，2008年末我国尾矿堆积量为63亿t，每年新增尾矿近3亿t，需占用土地面积20km2；剥离废石（岩土物料）的堆存量达数百亿t，仅我国露天铁矿山每年剥离废石就达4亿t以上。目前我国尾矿库数量众多，不仅占用了大量的土地，并且给库区周边环境带来了巨大的环境压力，并造成矿产资源的严重浪费，且每年为了维持尾矿库的正常运行和安全，企业和社会投入了大量的资金。这些矿山固体废物由于处理、处置不当，给社会、经济、环境造成了严重的危害，导致工程灾害加剧、资源浪费、水体污染、植被破坏、土地退化、沙漠化等一系列问题。其中尾矿库作为矿山企业重要的生产和安全设施，同时又是重大事故危险源和环境污染源，一旦失事可能导致人民生命财产损失以及生态的严重破坏。
多年来，矿山固体废物堆存诱发次生地质灾害，诸如排土场崩塌、滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等多起重大工程与地质灾害，给社会带来了极大的损失。据对我国具有较大规模的8 540多座尾矿库统计表明，上世纪80年代以来，发生泥石流和溃坝近百起。如1962年9月26日云南锡业公司火谷都尾矿库溃坝事故，368万t尾矿和泥浆向下游倾泻，掩埋万亩农田和村庄，死亡171人，伤92人，导致选厂停产达3年之久。1986年4月29日，黄梅山铁犷尾矿库因暴雨溃坝，致使下游一个村庄和大量农田被淹，人死亡，经济损失2 000多万元。特别是，2008年9月8日，山西襄汾新塔矿业公司尾矿库溃坝特别重大事故，泄容量为26.8万m3，沿途带出大量泥沙，流经长度达2 km，过泥面积30.2公顷，波及下游500 m左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅，造成建筑毁坏，遇难人数276人。
保护土地、节约土地，是我国国民经济发展的基本国策。目前，我国仅有耕地0. 968亿公顷，人均不足0. 08公顷，仅为世界人均数的四分之一，人多地少，无论现在和将来都是一个大问题。目前，全国矿山开发占用土地面积为581. 71万公顷，并以每年2～3万公顷速度增长。以我国露天矿为例，排土场占地面积占矿山用地面积的39%一55%。全国固体矿产采选作业排出的尾矿、废石等废弃物破坏土地和堆存占地约200万公顷。由此可见，矿山固体废弃物占用大量土地对我国这样一个人口众多、人均占地面积很少的农业大国，造成的影响是深远的。
2 矿山开采所带来的问题
我国的矿山开采中，以地下开采为主，地下开采遗留下了大量的采空区，特别是自上世纪80年代以来，我国矿业开采秩序较为混乱，无规划的乱采滥挖在一些国有矿山周边留下了大量的不明采空区，成为影响矿山安全生产的最主要的危害源之一，据1173家国有大中型矿山调查，地下开采占68. 8%，塌陷区占地面积为84 201.4公顷，占矿山开发破坏土地面积的39. 570%。如广西大厂矿区、甘肃厂坝铅锌矿、铜陵狮子山铜矿、河南栾川钼矿、云南兰坪铅锌矿、广东大宝山矿、徐州利国铁矿、临钢塔儿山和二峰山铁矿等许多矿山，都存在大量的采空区，致使矿山开采条件恶化。造成矿柱变形破坏，相邻作业区采场和巷道维护困难等地压现象；引发大面积顶板冒落和岩移，引起地表塌陷；采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成人员伤亡和设备破坏；采空区老窿的积水，形成突水隐患等，给矿山生产和安全带来严重威胁。地下水资源遭到破坏。矿山疏干排水往往使地下水位下降，导致区域性地下水位下降，地表水和地下水动态平衡系统遭破坏，以致水源枯竭和河水断流。如山西因采煤造成18个县28万人吃水困难，150万公顷水田变成旱地。自然景观、地形地貌、土地山林受到破坏。 除此之外，与其他产业相比，矿产资源开发造成的负作用，不仅在生产期间存在，而且在生产结束后相当长的时间内继续存在。
3 采矿工业所产生问题的对策
众所周知，矿产资源开发造成的负作用，其根源在于地下资源被采出和废弃物在地表堆置造成的。采出量越多，产生的废弃物也越多，对自然环境的影响和破坏越大。因此，尽量使矿山固体废弃物不向地面排放和采空区被有效地充填，已是亟待解决的重大课题。按照工业生态学的观点，解决矿山环境问题最有效的途径是将矿山废弃物转化为资源被重新利用。如果采用不产生废弃物或产生废弃物量少的采矿方法和工艺进行采矿，则对自然环境的破坏也会相应地较小。
充填采矿法在我国矿山的应用历史悠久。上世纪80年代以来充填法取得了重大进展。由于实现了采场机械化回采和充填，充填采矿法己从一种低产、低效采矿法发展成为一种高产、高教采矿法，因而许多矿山又开始采用充填采矿法。凡口、金川等使用充填法的矿山，都是年产矿石百万吨级的大型地下矿山。金川二矿区已超过设计能力16%，采矿工效达到了世界先进水平。充填采矿法进入了一个新的发展时期。 嗣后充填采矿方法即空场法采矿，将采矿所产废石和尾矿全部或大部分充填到采空区。我国采用充填采矿法采矿的济南张马屯铁矿以实现无废开采，该矿采用充填法，将采出的废弃物作为充填料运输到井下采空区充填，地表不再建尾矿库和废石场，现已成为国家环保局固废处理研究中心的示范矿山。
4 采用对策所产生的综合效益
4.1提高采矿回收率，大大减少矿山减少用地
以安徽草楼铁矿为例。草楼铁矿总储量8600万吨，地表多为农田，且矿体上覆存在170 m左右的褰四系粘土、砂层及砂砾岩；2004年开始建设，总投4.7亿元，设计能力200万t/a，服务年限约30 年。爱计采用了空场法采矿嗣后全尾砂充填采矿方法，尾砂90%以上回填坑下，资源回收率达到九成以上，节约地表建尾矿库用地达200公顷。不仅减少了环境污染，还避免了地表塌陷，消除了矿山生产的重大安全隐患。据测算，采用全尾砂充填，每吨矿石着加成本12元，按全部开采需增加投入10亿多元，多采铁矿石2 000多万t、铁精砂700万t，可多创效益约16亿多元。
4.2矿山废弃物用作充填料
以全尾砂或全尾砂为主的各类膏体充填料或高农度的充填料用于矿山充填，即可减少或取消尾矿库，降低水泥消耗及充填成本，又可大大改善坑内外环境，彻底解决了尾矿的处理问题。如广东凡口铅锌矿，采用全尾砂高浓度胶结充填料自流输送工艺，将尾砂产出总量的800%用于井下充填，辅以尾砂用作生产水泥的原料，基本上消除了尾砂的地表堆放。凡口矿全尾秒胶结充填系统尾砂利用率在95%以上。济南铁厂推广应用该技术，成为我国第一个不造尾砂坝、不外排尾砂的矿山。
4.3控制地表塌陷
地层控制技术的研究已有几十年的历史，用充填来控制地层的移动目前国内外研究的还比较成功。如我国抚顺矿务局是用充填开采取得经验最多的矿区，曾用水沙充填法实现了车辆检修厂、炼油厂等建筑物下的安全采煤。 用充填法采矿可以避免可能导致地表和地下巷道破坏的岩石力学问题。可以开采几乎整个矿床，回来率最高，贫化率最低。把充填体看作是盘区和采场支护方式，在特定区域内至少可使弹性闭合速度以及由此引起的能量释放率降低50%，根据国内外研究目前充填开采是用来控制地表沉陷与变形的主要开采技术措施之一。
4.4 改善地下采矿环境
用充填法采矿可以有效地保护开采现场的环境。矿石采出后进行及时的充填，不仅保护了待采矿体和主要运输大巷道，在一些多金属高品位高硫矿体中，还避免了高硫矿石的自燃和自爆，同时也降低了氧等有害气体的析出量。
5、利用废弃物充填采矿方法应用前景
采用废弃物充填法采矿方法，把选矿后的废弃物用胶结法胶结再回填到井下采空区，这种采矿方法可使采矿作业更加安全，而且还日以有效地减少占用林地，有效防止了采空区的地面沉降变形。利用废弃物充填采矿方法在我国矿山的市场是巨大的，具有广阔的应用前景。理由是：
（1）我国正处于发展经济的高潮之中，经济建设的发展对资源的需求也不断增加，虽然一部分可以通过进口来解决，但对于我们这样一个资源需求大国来说，主要还要依靠发展自己的采矿工业来满足经济建设的需要。因此，采矿工业的发展是必须的、肯定的。
（2）我国矿山企业数量巨大。全国县以上国营矿山近10 000座，乡镇和个体矿山20多万座，这些矿山中相当一部分矿山废石、尾矿占地和环境污染问题还十分严重。采用废弃物充填法采矿，把尾矿充填至井下采空区，即可减少或取消尾矿库，彻底解决尾矿占地和环境污染问题。
（3）我国的环境保护要求越来越高，相关法律法规不断出台和完善，这就使得许多矿山必须实施无废开采以满足环境保护的要求。在建和待建矿山必须满足环保要求才能批准投产，因而其无废或少废开采势在必行。这就要求在建和待建矿山必须采用废弃物充填法采矿。
因此，建议国家出台相应的政策和规范，鼓励新建和已建采用地下开采方式的固体矿山企业，运用充填采矿法来采矿。