充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题的思考

充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题的思考王智超(黑龙江工业学院 黑龙江 鸡西 158100)

摘要：随着我国矿业领域技术的不断发展，高科技采矿手段已经得到了广泛应用，而充填采矿技术也因为其自身所具备的减排性能和消除地形变化性能而越来越在矿业领域受到重视。基于此，本文针对当前我国充填采矿技术的应用特征与应用流程及在应用中出现的问题和解决方法做出研究性总结，期待可以为我国充填采矿技术在未来的发展应用提供帮助。关键词：采矿技术;技术应用;充填材料充填采矿技术是指在采矿中随着工作面的推进，需要向采空作业区送入填充材料，从而达到地压管理、控制周围岩石崩落和地表移动的目的，并使之可以在形成的充填体上或在其保护下进行回采的作业技术。具有作业安全、适应性强、贫化率低、保护地表和回采率高等优点。但是当前此技术在开采过程中出现了不少问题，不但影响到了企业的经济效益，也不利于国家矿产事业的发展，因此我们有必要来对充填采矿技术做一番研究，以明确其问题所在。

一、充填采矿技术在采矿中的应用(一)应用特征和方法充填采矿技术一般在以下开采条件下会得到应用：①矿石稳定且围岩足够稳定;②地表不能出现崩落情况;③开采要求损失率小、贫化率低的稀有贵重金属矿或高品位富矿之时; ④矿床不存在自燃发火的危险;⑤矿体倾角一般在 50 度—60 度以上。在回填时，充填环节是回填过程中很重要的一个步骤，可以起到稳定采场地压、保护采场围岩和减少或延缓采场后空区围岩在填充过程中受到的损坏和移动的作用。常用的充填采矿法包括干式充填法与水砂充填法两大类，两类方法均采用充填工序和回填工序相结合的形式，具体使用哪类方法要根据不同的环境条件来决定。这两类方法具体可以细化成以下五种填充办法： 1. 削壁式充填采矿法，这种方法适用于矿脉极薄的矿体之上，首先开采一些通风井以保证开采安全，然后使用一些废弃不用的胶合板进行铺设，底部使用钢筋混凝土做假底，最后将四周矿石和围岩用掏槽或电扒的方式削落，矿石开采运走，围岩用做填充材料; 2. 上向分层填充法，这种方法适用于矿石稳定但围岩不稳定的矿体之上，采用由下至上的方式进行逐层回采和填充，填充时要同时构筑矿石溜井和行人天井用来向下输放填充材料和矿工通行使用，在建造隔离墙和进行填充时还要同时铺设胶底结板; 3. 下向分层填充法，此法与上向分层填充法相反，采用由上至下的方式进行逐层回采和填充，适用于矿石和围岩都不稳定的矿体之上; 4. 分段空场之后胶结充填采矿法，适用于不规则矿体之上，填充材料为单管胶结材料、高水胶结材料和分级尾砂的混合物; 5. 机械化充填采矿法，适用于不规则且矿石围岩均不稳定的矿体之上，利用机械来对采空区进行充填。这种充填法从整体上来看优点明显，可以节省很多时间和人力，效率也比较高。由于干式充填法存在效率低，生产能力小且劳动强度大的缺点现在已经基本被淘汰，目前水砂充填法是行业内所主要应用的采矿充填法 [1]。(二)应用流程材料充填流程： 1. 先准备好充填需要的材料，一般包括水泥、尾砂、炉灰渣和水等胶结浆状物料，用管道借助水流或采用机械的方式输送到采空区，这些物料在凝固后有一定硬度，能够有效地支撑四周岩体; 2. 把充填物料放入沉淀池做沉淀处理，然后使用矿车供给给料斗，通过料斗振动向皮带机给料机做物料传送，同时皮带机上要配置动态称重感应器来进行动态称重，称重数据经过模数转换之后会传到中央操作室用以记录和控制物料; 3. 用料机将物料卸下，放入强力搅拌机中进行作业，经过强力搅拌机做混合处理后物料会形成高浓度的浆液; 4. 对搅拌后浆液进行活化处理，之后向充填工业料斗泵输送，工业料斗泵会通过管道系统将该浆液输送到工作面上; 5. 最后在工作面上将该浆液填入采空区。具体流程可以根据实际地形环境做相应调整，要做到科学、合理的完成充填作业。

二、应用中出现的问题与相关解决方法(一)出现的问题当前我国的充填采矿技术存在以下几点问题： 1. 没有选择合适的充填采矿技术，不同的采矿环境需要有针对性的选择相应的充填技术，绝不要采取一刀切的办法，那样不仅会影响到作业质量、作业生产效率和作业地形控制，还可能会导致整个矿体出现问题，大大增加了解决问题和维护环境的成本，甚至可能会导致矿体出现安全危机，进而影响到整个采矿作业的运行进程; 2. 经济效益不理想，由于没有选择合适的充填材料，加之当前我国充填技术发展水平相对比较落后，为了更好的保证充填技术使之有高强度的硬性，在充填作业时往往不科学的使用充填材料，很多材料其实没有必要使用，但是由于填充技术的不完善而不得不增加使用量。加之很多充填材料由于在制作和运输的过程中出现的疏漏而造成浪费，从而导致了整个工程的经济效益受到比较大的影响; 3. 管理监督机制不完善，采矿技术中要涉及的知识面很广，包括充填材料的材料配置、制作流程、控制运输、工作检查等等，每一条对于整套流程来说都是重要的。但是很多企业的监督制度流于表面形式，没有很完善的管理技术工作，造成充填作业时常发生错漏情况，充填效果没有完全达到。且检查监督人员太过于迷信智能机械设备，不重视检查工作，往往造成充填作业不到位，甚至导致发生生产安全事故的严重后果!(二)相关解决方法针对出现的问题，相关的解决方法如下： 1. 在采矿作业前必须要完整收集与矿体相关的环境、地形和气候变化情况，保证作业的安全实施。同时还要科学的分析所收集到的数据，确保可以找到合适有效的充填技术方法，确保所选用的充填材料和技术能提高采矿的工作效率和工作质量，这也有利于环保作业; 2. 加大充填技术的开发研究力度，不能僵化固定的止步于现有的作业技术，如果不去做开发研究和提高，矿业公司是不会有好发展前景的。只有根据社会的变化发展需要来因地制宜的选择一套符合环境要求的采矿充填技术，才能最大程度上做到节约成本从而保证并提高生产质量; 3. 做好新型填充材料的研究，想要做好充填工作，那么使用稳定性好且强度高的充填材料是必不可少的，只有采用渗水性好且抗压性能强的充填材料才有利于提高经济效益。要加大对新材料的研发速度，不断改进原有材料中的缺陷，确保新材料可以很好地使用到作业工作之中。对于新开发出来的充填效率高、凝固速度快且方便输送的高水材料要尽快投入使用从而达到提升充填效率的目的; 4. 加强管理，对所装备的机械设备和电子设备要多做定期系统检查，检查必须要严格而不能流于形式。还要加强充填站的人员制度管理，定期全面检查充填站的机械和电子设备，保证充填材料合格达标 [2]。三、结语综上所述，当今矿业领域在不断的飞速发展之中，矿业企业只有不断的对采矿技术进行改革创新和开发完善才有可能会做到行业内的领先水平。尽管目前我国在充填采矿技术的应用上取得了一些令人瞩目的成绩，但是其中仍旧存在一些问题与不足。在实际应用充填采矿技术的过程中，需要对当前的科研新技术成果加强研究，并从多个方面对研究成果进行实践应用，这样才能有利于我国采矿行业健康、良性的向前发展。【注释】 [1] 袁 夏 谋 . 充 填 采 矿 技 术 在 采 矿 中的 应 用 及 存 在 的 问 题 探 讨 [J]. 企 业 技 术 开发 ,2015(26):67-68. [2] 杨井志 . 充填技术在采矿工程中的应用 [J]. 黑龙江科技信息 ,2014(02):6. 万方数据