采矿工程充填技术的应用与发展

采矿工程充填技术的应用与发展

李军民

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摘要：我国矿业的快速发展对相关生产技术提出了更为严格的要求，传统技术已经不能满足生产要求。面对竞争激烈和复杂的生产环境，矿业企业应当充分利用技术优势，提高生产效率。与传统采矿技术相较，充填技术优势突出，可提高地层的稳定性，有效避免塌陷问题。同时，该技术有利于矿产资源的回收与利用，经济价值较高。下文对充填技术的应用与发展进行详细分析。

关键词：采矿工程；充填技术；应用与发展

矿山采矿属于高危行业，但是对于国家经济发展具有重要价值。矿山开采的各种物质直接影响着我国工业的发展，这就需要针对开采工作进行分析，了解开采的难度。将充填采矿技术运用到开采中可以提高开采工作的安全性，针对开采工作进行分析，保证各个行业的稳定发展，降低对各个行业的影响。

1充填采矿技术概述

1.1充填采矿技术概念

充填采矿技术在矿山开采中运用能够满足开采要求，并且在施工作业的时候能够将相关材料运用到开采中。

矿山开采的过程中将相应的材料运用到开采中能够满足开采要求，提高开采质量。采矿开采要充分的考虑实际要求，分析在开采中可能遇到的具体问题，保证开采率和资源回收的提高。充填采矿技术的运用能够改善环保性能，达到开采要求。

1.2充填采矿技术应用优势

充填采矿技术在开采中运用要充分的考虑实际情况要求，分析在开采中运用的价值，其优势分为：首先，提高开采的安全性。充填采矿技术在开采中运用能够在实施开采活动的过程中按照不同的要求开采，分析当前开采工作开展需要注意的问题，按照实际要求开展工作，分析在开采中面临的问题，按照开采工作开展实际要求进行分析。尤其是在开采中针对围岩容易出现坍塌进行分析，确定开采要求，降低开采中出现坍塌的概率。其次，降低对环境的影响。充填采矿技术在开采中运用能够有效的降低出现环境污染的概率，可以有效的改善开采工作。开采工作在开展中面临较多的问题，主要是在开采后周围的生态环境受到影响，若是在开采中周围环境被污染就会导致环境污染加重。尤其是在开采的过程中可能会遇到塌陷或是沉陷等情况，这些对于周围环境会造成较大的影响，同时周围的土体可能也会被影响，这就导致整体开采工作的难度增加。

2采矿工程充填技术概述

所谓充填技术是指在落矿、搬运和其他作业环节，使用特制的充填材料对采矿区进行充填处理，以提高采矿区的稳定性。当矿区开采难度较大、岩层不稳固时采用该技术，可有效保护周边的生态环境，维护矿区生产安全。该技术优势及具体方法如下：一是可显著减少顶板冒落和片帮等问题；二是涉及切割的工作量较小，操作更为便捷；三是材料成本低，可就地取材，选用现有的自然资源作为充填材料的主要成分。充填采矿法，按照材料可分为以下几种：

2.1干式充填法

干式充填法是利用矿车、风力等，向采空区运输废石及砂石等干式材料，在采场内通过电耙或铲运机运输和存放充填材料。应用该法过程中，需提前设置填料井，区域内注意通风粉尘，而后分层充填。该方法应用时间较久，工序繁杂，会产生大量的粉尘，且充填的作业周期长，充填体的强度不高；但该法也有一定的优势，即成本低，可适用于各类矿体形态。

2.2水砂充填法

水砂充填法是按照一定比例将尾砂、河砂或炉渣等材料与水混合，再通过砂浆泵或者自流的方式运送至指定的井下充填点，实现支撑围岩和控制地压的目的。送至采空区内的材料利用自身重力便可沉降，其上层的清水和夹杂的细砂经过过滤后排出。该方法的优点为成本低廉、充填能力强，可以减缓地表下沉；缺点为浆体浓稠，需使用大量的水进行搅拌，充填量和使用范围有所局限。

2.3胶结充填法

胶结充填法是按照一定比例将河砂、尾砂与普通硅酸盐水泥等胶结剂混合，制备成浓度较低的浆体或膏体，再通过管道自流或者专业设备直接泵送至井下待填区。该方法的优点为工艺简单，施工效率高，充填材料强度大；缺点为后期需进行精细养护，施工成本高，同时阶段间柱回采难度大，尾砂等资源的回收利用率低。

2.4膏体充填法

膏体充填法是将一种或者是多种材料，如尾砂、河砂、粉煤灰或胶结料等，按照一定比例与水混合，制备成无须脱水且无临界流速的牙膏状浆体，再使用专用的大型工业泵将膏体通过管道运送至井下采空区。该方法的优点为对于尾砂的利用率较高，生产过程中不会生成有毒物质，使用的水泥量较少，施工成本低；缺点为施工中涉及设备的工序较多，为保证正常生产，还需对设备进行养护。

3采矿工程充填技术发展趋势

3.1重视充填采矿技术管理

充填采矿技术的应用，需要就充填站加以规范建立，为材料输送提供支持，同时必须要重视充填材料与设备使用的管理，确保充填材料输送的合理性。这一方面充填采矿技术应用期间所产生的充填料消耗加以准确记录，保证充填材料质量可靠，以保证利用的充分化与合理性，最大程度上防范材料浪费，材料成本也就能够得到科学化控制。在充填采矿技术管理中，定期检查机械设备与电子设备，保证设备使用性能优良且运行安全，规范运输充填材料，充填工作的开展也就具备了优良条件。

3.2加强新型充填采矿工艺研发

矿场与矿山环境存在差异，对于采矿工艺也提出了差异化要求，部分矿区中存在优渥的矿产资源。实际开采过程中可选择中深孔和浅孔空场采矿法，采空区充填过程中可选用块石胶结工艺、尾砂胶结充填工艺，也可选用高水材料，在保证充填质量的同时，促进矿区利用效率的显著提升。充填采矿作业中不可局限于固有的充填工艺技术，应当紧随时代形势加以创新研发，结合实际环境探寻具有高度适应性的采矿工艺技术，在保证采矿生产效率的同时减少成本消耗。

3.3加强对新型充填固化材料的研制

充填材料的配制和使用是充填采矿的关键所在，使用的材料不合适，最终的充填效果也会有所差异。按照采矿需求科学确定材料混合比例，采用适宜的材料类型，可提升采矿生产效率和采矿质量。随着采矿技术的进步，新型的充填固化材料应运而生。为保证最终的施工效果，需充分了解充填固化材料的物理特性、具体构成以及骨料的结构等，以发挥材料自身的优势。新型充填固化材料与传统充填材料相比，材料强度更高，成本更为低廉。优化材料及其使用方法对于采矿行业的可持续发展具有重要作用。就当前发展现状来看，市面流通的充填材料多为固化材料，固结速率快，充填体浓度低，具有轻质性、轻便性特征，使用更为便捷，也更适宜于材料远程运输。

3.4完善设备管理工作

充填采矿技术的运用要充分的考虑实际情况，重视设备性能研究，分析生产效果，同时要大规模推广，分析当前设备使用情况。要想完善设备研发工作就需要重视运输管理，要避免出现堵塞情况。

在研发工作开展中需要研发充填装和卸载的设备，这样可以实现设备自动化填充，满足材料填充要求，按照实际情况，分析同时研发工作开展需要引进自动化、智能化技术，提高开采的效果和质量。

充填采矿技术的实施要充分的结合设备等情况，自动化设备运用其中能够降低人工成本，并且可以提高操作的安全性，降低施工人员在危险环境中作业出现安全事故的概率。金属非金属矿山开采工作开展中要结合地质条件和填充体强度进行分析，按照实际要求进行选择合适的设备，结合矿区环境和周围环境选择合适的材料。

结论

充填采矿技术的应用确保开采作业实际需求得到满足。新时期下应把握时代形势，明确采矿需求，深入研究并积极改进采矿技术，对高强度充填材料加以研发，在保证采矿质量的同时提高采矿效率，并为矿产资源的可持续发展奠定基础。

参考文献：

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