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

杨溯

云南锡业股份公司大屯锡矿  云南个旧 661021

摘要：采矿行业除了需要面对来自地质灾害所带来的威胁，也需要面对来自生态环境破坏所带来的开采困境。为了促使资源能够实现综合性的循环利用，保护自然环境，避免对生态环境造成破坏，充填采矿技术在采矿领域受到了广泛地运用，并获得了较为可观的使用成果。充填采矿技术与其他的采矿模式相比较，除了能够全方位优化矿石的采矿效率、采矿质量，还能够对地表的塌陷问题进行有效的管控，达到保护自然生态环境的目标，同时也能够促使采矿作业更加安全可靠。充填采矿技术通过其不断地实践和调整优化，在充填料的制作、充填料输送以及材料开发上，已经变得越来越成熟，已经成为采矿领域开采效率较高同时能够有效保护自然环境的采矿方式，因此进一步强化对充填采矿技术的研究具有非常重要的现实意义。

关键词：采矿工程；充填技术；应用

1 采矿工程充填技术概述

所谓充填技术是指在处理采空区的环节，使用特制的充填材料对采空区进行充填处理，以提高采空区的稳定性。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。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：

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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；缺点为施工成本高，尾砂等资源的回收利用率低。

1.4 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。

2充填采矿技术的应用管理建议

2.1积极创新采矿工艺

在采矿工作实践中，应该积极使用充填采矿技术。将矿床开采技术条件和矿山的具体状况有机结合，让充填采矿技术可以更好地运用到不同矿山的开采作业中。如开采矿山时，出现缓倾斜极薄矿脉的状况，在采矿时建议暴力运矿采矿法、削壁填充采矿法等方法进行开采，在开采时有废弃的石块出现，可把这些石块抛掷到充填空区。同时，企业采矿成本也得到了有效降低。

2.2 积极研发新型的填充材料

尽管在当前的矿山开采工作中，有很多企业积极使用充填采矿技术，但是，仍有一部分充填材料难以满足充填采矿技术的要求，让采矿实效性降低，所以，应该结合充填采矿技术的运用状况，积极研发新型的填充材料。关于充填材料，它物理性质特征包含粒度、抗压强度、孔隙率等，骨料的结构和成分决定了充填材料的强度，也就对开采场地的稳定性产生了很大的影响。在使用充填采矿技术的时候，要充分研究材料的基本性能。在回填矿山的时候使用高水材料，建议使用全尾砂，它的固结速度非常快，与此同时，也不会有重力水排出的状况出现，所以，在保护生态环境、降低环境被污染的程度等方面的作用显著，但是，全尾砂的强度较低，材料的成本比较高，在使用时，依然存在很多不足，甚至还有一些缺点，该材料的改进空间还是很大的。因此，不仅要积极研发先进的充填采矿技术，而且需积极研发先进的填充材料，让这些材料的性能得到极大地提升。

2.3 积极研发矿山填充设备

在矿山开采工作实践中使用充填采矿技术的时候，填充设备的自动化程度会对矿山开采的工作效率产生极大的影响。国内采矿企业使用的矿山填充设备均存在技术性能较低的状况，在开采工作实践中，这些设备的稳定性较差，对充填采矿技术的发展是很大的限制。所以，要积极做好矿山填充设备的研发工作，切实提升矿山充填设备的自动化程度，推动充填采矿技术实现更好的发展。在研发充填采矿设备的时候，研发人员要高度重视研发高效浓密设备，让高浓度全尾矿浆的研发总量得到保障，同时在研发过程中，还要重视尽量降低充填采矿设备的磨损程度，让输送管道容易发生堵塞的状况得到改善，让自动控制系统得到建立和完善，推动充填采矿技术实现更好的发展。

3结语

就现阶段的实际使用状况来看，充填采矿技术能够进一步优化矿山企业的回采率，保障采矿过程中的安全性，同时也更为绿色环保。若是能够将其科学合理地使用在矿产开采等相关工作过程中，能够促使资源得到综合性的二次利用，进一步减小采矿作业对周边自然生态环境所造成的不利影响。因此，该技术应该得到我国采矿领域的关注和重视，对其展开深入的研究和探索，促使我国的采矿产业能够实现综合性的全面发展。

参考文献：

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