充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨

2　充填采矿法国家安全监管总局安监总局 2014 年发布通知，要求严防中毒窒息、火灾、透水等十类非煤矿山生产安全事故。通知特别要求大力推广充填采矿法，对于新建地下矿山，要__充填采矿法，确实不能采用的还要经过设计单位或专家论证，出具相关论证材料。一般来说，充填采矿法指的是在矿产资源的地下开采过程中，通过一边推进回采工作面，一边逐渐用具有一定物理学性能的填充材料充填采空区的采矿方法，个别情况下为了维护采空区还需使用支架和充填料进行配合。总的来说，对采空区进行充填其目的在于通过这种方法尽可能地避免采矿过程中产生的安全隐患，例如充填体进行的地压管理能地表下沉及围岩崩落等情况的发生，可以为回采提供更加安全、更加便利条件。充填采矿法的优点是适应性相对较强、安全性高、回采率高，并能有效保护地表等。它的缺点是工艺较为复杂、成本投入较高、劳动生产率较低。

3　充填采矿法的分类按照矿块结构与回采工作面推进方向，充填采矿法可分为上向分层法、下向分层法、单层充填法和分采法;充填采矿法按照所采用的充填料和输出方式的不同，可分为干式、水力(砂)、胶结充填采矿法这三种。 3.1 干式充填采矿法干式充填采矿法是相对传统的方法，一般来说，它是借助机械、风力将废石、砂石等填充物送至充填采空区。由于该法具有工艺较为复杂、作业成本较高等缺点，近年来，它已经逐步被其他充填采矿法代替。 3.2 水力(砂)充填采矿法水力(砂)充填采矿法是将充填料和水均匀混合，在形成砂浆后，用泵压或自然压头通过钻孔把充填料送达到回采工作面，而充填的材料脱水后形成了充填体。 3.3 胶结充填采矿法胶结充填采矿法是目前矿山企业目前都优先选择的一类方法。它一般是以破碎的石体、砂子及尾砂等为主骨料，将主骨料与石灰或水泥等类胶结材料搅拌混合形成浆体及膏体，再通过管道或重力自流等方式送达到充填区，从而进行充填工作。该法拥有强度较大、速度较快、工艺简单等优点。

4　充填采矿技术应用发展及应用原则我国矿业领域中充填采矿技术的应用主要经过了几个发展时期，尤其是进入信息化时代以来，新技术和新设备的不断研发，充填采矿技术得到了更高层次的发展和进步。20 世纪五六十年代，采矿主要是废石干式和水力充填技术，该技术主要利用废石充填，工作量大，效率低，无法满足矿山生产需求。到了 80 年代，在原来充填技术基础上，采用了尾砂凝结充填技术，该技术利用水泥来胶结，天然砂、尾砂来填充，其工作效率高、劳动量低，目前仍有部分企业单位采用。到了现在为了满足节能、环保、低耗的可持续发展理念，当前诸多新技术被开发应用。如膏体充填技术、废石胶结充填技术、高浓度填充技术、全尾砂胶结充填技术等等诸多混合充填技术，这些新技术得到了深入的应用和推广。采用充填采矿技术时，必须要注意以下几个原则：必须要保护好周围环境，也就是要对采矿周围环境实地考察，最好能够在采矿中循环回收利用煤灰和尾砂材料来充填;必须要做到安全生产，根据地压措施和采矿工艺来周密计划安全防护措施，提高生产工作的安全性;必须要根据充填量多少来选择合适的充填体系，避免出现意外事件，同时也能够合理控制成本。

5　采矿过程中充填采矿技术出现的问题 5.1 材料相对落后煤矿产业在不断发展，现阶段，如果应用传统填充材料，将不符合现代采矿的要求，且会影响到采矿技术应用的效果，因此在进行深部开采作业时，对材料提出了更高的要求。要想使充填作业发挥作用，需加紧研发填充材料，保证填充材料强度较高。此外，还需将孔隙等情况考虑进去。 5.2 充填设备技术具有滞后性现阶段，矿山在充填设备方面还相对落后，设备性能缺乏稳定性，自动化控制水平相对较低，阻碍矿山充填技术的发展，并影响到采矿企业的发展，所以，需加紧研发浓密设备，确保设备有效性。物质在输送过程中会存在堵管问题，要想避免这一问题的出现，需应用压排设备，根据具体作业情况，调充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨金瑞红阿拉善盟兴泰安全技术有限公司　内蒙古阿拉善盟　750300 摘　要：所谓的充填采矿技术就是一种人工支护采矿方法，在矿区回采过程中不断向采矿区输送填充材料，确保其回采作业能够在矿区充填体的保护下顺利进行。这种技术是在传统采矿技术基础上发展起来的一种适用于深部矿井的高效采矿技术，该技术适应性强，采矿效率高和安全性高。由于充填采矿技术拥有其他采矿技术没有的特点，因此目前其在矿山开采中占据了极大的比重。虽然充填采矿技术应用较为广泛，但是该技术应用发展过程中还是存在一些问题，下面文章就对充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题进行了探讨，以供参考。关键词：充填采矿技术;采矿应用;相关问题中图分类号：C35 文献标识码：A 第 5卷　第 26期 2015年 9月 ConSTRUCTION 技术探讨节输送压力，结合物流量，调节充填浓度，保证作业有效性。 5.3 开采方法有待规范现阶段，在矿产资源开采过程中，虽然多数矿区会使用充填采矿技术，但部分矿山企业没有应用这一技术。矿山企业未根据相应规范及标准进行矿区作业，部分矿区没有结合矿区实际情况选择采矿方法，影响到采矿效率，并在一定程度上影响到采矿质量。此外，部分矿山企业在进行作业时，虽然根据开采技术进行操作，但采矿人员技术水平相对较低，不能解决采矿中存在的问题，影响到开采工作。要想解决上述问题，在开采作业前，技术人员需考察矿山情况，分析考察情况，继而采取合理开采方案;在技能体系方面，矿山企业需培训采矿人员，监督开采过程，保证采矿人员作业的规范性，从而使采矿安全性得到保证，有助于确保矿产质量。 5.4 采场顶板管理存在较大难度如果地段具有不稳定性，客观地质条件存在复杂情况，工作面顶板管理就会增加难度。如果岩石构造、结构条件相同，工作面顶板暴露时间和工作面顶板出现冒落事故的几率就会成正相关的关系。要想缩小采场顶板暴露时间，需降低采场作业周期循环时间，增加处理顶板浮石的强度。此外，在填充前，需增加 2 个～ 3 个点柱，也可把低品位矿体及废石当做点柱，或借助锚索或锚杆加固不稳定段。

6　充填采矿法的发展趋势 6.1 向无轨机械化和回采连续化趋势发展这将区别于传统的、效率极低的充填工艺。现代充填采矿技术已然发展成为一种高效率的采矿工艺，特别是斜坡道和差异化无轨采掘设备的应用，打开了井下作业的新篇章，形成了彻底的变革，这不仅从根本上完善了矿业工人艰苦的劳动条件，还全面提高了采场的生产能力和效率。 6.2 向应用创新型充填材料趋势发展矿山充填材料一般为主骨料和胶结剂两部分，其中，主骨料大多来源于廉价的物料，只进行了初步的破碎加工;而胶结剂大多来源于普通硅酸盐水泥或者矿渣水泥，有的还掺杂了少许石灰、粉煤灰、赤泥等。而应用胶结充填采矿法采矿将全面提高开采回采率，例如：安徽金安矿业草楼铁矿就是典型的应用胶结充填采矿法进行采矿的，这有效的提高了开采回采率。从 2008 年到 2011 年，该矿共节约矿石量达 102 万吨之多。 6.3 向现场连续监测与预报趋势发展一般应用充填采矿法的均为普遍的矿山，我们比较注重研究此类方法对充填体的作用及充填体对采场周围岩壁稳定性的影响。一般来说，具备条件的矿山会经常性地联合科研院校进行各类试验研究，这为向现场连续监测与预报方向发展奠定了坚实基础，而这类研究主要通过原岩应力测量和矿岩的物理力学性质等物理专业检测，检测在井下采场充填体中上下盘围岩中埋设的各种应力，并且通过应变仪器真实测量相关参数，将参数输入固有数学模型进行演算，从而得到相应结论。 6.4 充填设施仪器更新换代进程逐步加快趋势在充填设施中，最为关键的是充填料贮仓的作用。一般来说，立式贮仓贮存湿法主要用于处理该技术所产出的分级尾砂、全尾砂，这对制备形成品质较高的充填料十分关键。为了提升效率，应加快充填设施仪器的更新换代，如针对现在广泛得到应用的立式贮仓，进行有效的分析及评价，综合设计开发利用无搅拌器重力排放充填料贮仓，这种设计对浆体充填系统和膏体充填系统都有极为重要的作用。 6.5 充填模式向全生态化、无公害化发展趋势采矿工业在为人类生产生活提供原材料的同时也排放了大量的废料到自然环境中。目前有效解决这类环境问题的方法即是将矿山废料进行资源化再利用充填模式的生态化，要将矿山的每个工序看作一个完整的整体，并且通过对矿山的充填，实现固体废弃物的资源化、无公害化，从而大规模地减少矿山固体废弃物的排放，从源头上和根本上解决矿山生态的问题。未来的将会流行的充填模式必须要以低成本、高效率、高可靠性的充填技术为支撑和核心，在这样的充填模式下，才能有效实现经济平衡并获取新增效益，并同时实现最小固体废弃物排放量，甚至达到零排放的标准。

7　结论总而言之，我国倡议建设绿色矿山，提升资源利用效率，对环境形成保护。充填采矿回采率比较高，对地表生态环境的影响相对较小，充填采矿技术的优势越来越多地得到人们认同。随着科学技术发展，采用科学发展模式，将资源利用、环境保护相结合，合理选择采矿方法，变得越来越重要。在未来发展过程中，充填采矿技术会得到更好的发展，资源利用效率得以提升，开采质量得到提高。参考文献： [1] 尹忠雨 . 充填采矿技术应用发展及存在问题研究 [J]. 黑龙江科技信息，2013，27：139. [2] 伍子晔 . 膏体充填采矿技术在采矿中的前景 [J]. 民营科技，2012，08：95. [3] 赵学龙 . 充填采矿技术在煤矿产业中的应用现状分析 [J]. 科技与企业，2013，21：168. [4] 徐建生，叶加冕 . 充填采矿技术应用发展及存在问题分析 [J]. 科技致富向导，2013，33：314+352. 第 5卷　第 26期 2015年 9月文章被我刊收录，以上为全文。此文章编码：2015S　 　 7777