充填采礦技術應用發展及存在問題研究

張應超

（河南發恩德礦業有限公司，河南 洛寧 471716）

隨著中國科技的不斷創新，傳統的空場法開采技術無法適應社會發展趨勢的現代化，不符合新形勢下社會發展的需要。面對這種情況，應采用采礦充填技術，回收率高，安全性能高，環境保護[1]。

采礦充填技術的關鍵是充填，砂礫和煤灰渣礫石與石料等主要選擇在地下開采過程中挖空的區域填埋。研究資料表明，充填技術略優于傳統的空場采礦技術，充填技術能有效地加強礦石開采區地層的穩定性，避免塌方。它還可以提高礦產資源的回收率，提高企業的發展能力。廢石是充填材料的關鍵，其經濟性較好。尾礦回填后，可以減少自然災害的發生。

此外，還可以在一定程度上降低礦井高溫的風險，從而保證生產的安全。

1 在中國充填技術發展現狀

隨著我們國家礦山的不斷開采，在開采過程中產生的土地塌陷補償費用逐年增加，越來越高。結果表明，采空區采煤成本的增加與開采引起的地面塌陷造成的噸煤成本相當。中國是一個富有豐富礦產資源的國家，同時也是最大的存儲和資源消耗大的國家，在開采過程中，周圍環境和表面被破壞的同時，開采成本也會隨之上升，周邊的環境也會受到影響，也極易造成安全隱患。

采空區充填技術可以減少周圍環境和地表的破壞，降低廢物的排放率。能很好地處理廢棄物污染并減少對耕地的破壞、提高了資源回收率。該技術在采礦工程中得到廣泛應用，并得到很好的實施和使用。

2 充填技術在采礦工程中的應用

充填技術主要是對采礦工程的采空區用砂礫材料進行填充，使其能夠滿足支護的效果，防止圍巖其自身的降落而出現變形的一門技術。本章就針對經常會使用到的一些填充方式進行分析與總結。

2.1 水利充填法

在我國最早出現的充填技術就是充填的方法。水利充填其自身的原理主要是把固體材料當是作漿料護著是膏體，使用長距離的輸送，其自身的優勢就是成本并不高，并且其自身的傳輸效率相對較高，同時不需要受到季節以及地形制約制。并且，當前我們國家已經成功的對于高濃度漿體管道其自身直流輸送的過程進行了研究。

2.2 膠結充填法

水泥充填法主要是把一些廢棄材料當成是水泥的充填體，在工程里獲得了非常普遍的使用。填料尾砂里擁有很多的顆粒，其自身膠結的面積不斷的提升，體系其自身觸變性構成。

當前，高尾砂膠結充填技術在我們國家已經比較成熟，在采礦工程里也獲得了非常普遍的使用。其自身的應用率能夠達到80%，材料輸送的質量也達到了70%。

2.3 膏體充填法

當前，膏體充填法在我們國家的應用和發展還算不上十分的完善，其本身與其他的填充技術進行比較則是相對落后的。膏體充填方式自身的質量因為受到了其本身混合形式以及含水量，還有混合質量以及構成等多種因素的影響。令膏體充填法在技術上使用變得異常復雜，其本身的技術含量可以說也是比較高的，同時其自身所完成的操作管理過程也非常的復雜，會使用到非常多的實踐分析以及對其進行以及持續的優化。

3 充填技術的應用

3.1 環境保護是前提

充填技術填充技術的首要考慮因素是環境因素。我國提出的可持續發展戰略不僅要實現自身的可持續發展，還要保護環境。選擇合適的充填技術可以很好地控制環境污染，加強環境保護。

在采礦過程中，采用回填技術時應注意采礦過程中的物料，以免浪費物資，充分利用物資資源。對于礦山項目尾礦和煤灰，要以保護環境為前提，加強循環利用，實現可持續發展。

3.2 以安全生產為基礎

在項目建設中，安全是每個項目都非常重視的問題。因此，在采礦項目的實施中，有必要保證施工人員的安全，選擇合適的充填技術。在這方面，采礦和充填技術的選擇，首先需要勘查礦區環境，消除地質安全問題，并考慮低壓措施和采礦方法，以確保充填技術在采礦工程中的使用，避免出現安全風險。

3.3 合適的充填系統

充填系統應用于采礦工程時，必須將其自身的充填量當成是基礎的標準。在開始采礦工程之前，要嚴格控制生產與生產的平衡，對采區進行預測和規劃，合理制定采區產量和產量。確保使用的礦物質數量與生產礦物的數量相同，并控制雙方的生產。

4 充填采礦技術應用中存在的問題

4.1 材料較少

充填裝需要新材料和良好的充填工藝，但在混凝土施工中非常復雜。礦山個體差異存在差異，材料選擇存在很大差異。這是很難充填和挖掘，并根據新的規定進行現有的填充材料。

因此，我們需要充分了解充填要求，然后加強對材料性能的研究。

4.2 從實際情況看

在采礦中，采礦篩選的總體思路是不完善的。例如，在篩選現場的開發中，尚未進行綜合比較和分析，實際情況被忽略，存在一定的盲目性，缺乏對現場，地質等因素的分析以及原則適應當地條件大大降低了開采率、總產值。一旦出現問題，采礦就難以繼續。在這方面，采礦前，技術人員應在采礦現場進行徹底調查研究，根據調查結果制定最佳充填流程[2]。

4.3 不完善的管理體制

對于充填站來講，以往的過程不起規管和監督的作用。目前，許多充填站沒有電子和機械設備，例如泵，流量計和濃度計。在許多方面，工作的有效性得到了提高。但是，對于充填站的管理，沒有一套完善的規章制度，導致在時間條件下缺乏系統的檢查。在此基礎上，充填站施工工作處于混亂狀態，不可能定期抽檢，不利于礦山工作的進一步發展[3]。另外，一些礦業公司在實際操作中，缺乏對技術人員的技術把握，造成了很多質量問題，這為礦山安全質量工作帶來了很大的風險。

5 充填技術的應用及發展前景

5.1 優化充填管理措施

礦山項目的管理與分配工作主要是由礦山填充站負責的，一先進的電子設備和機械設備未填充站提供便利條件。基于此采用先進的填充設備為填充站快速工作提供一定技術支撐，但與此同時，填充站工作時也會出現一些問題如管理不到位問題，管理問題會導致設備不能正常運行，會對能源開采工作造成不良影響。

為解決此類問題，需要對填充站管理工作進行改革與完善，對正在運行設備定期進行安全檢測，制定一份詳細檢測流程，例如填充站的填充材料要進行統一儲存；電子設備與開采機械設備，安排專業技術人員進行定期檢查工作，對存在安全隱患的設備及時安排檢修工程師及時維修，避免因設備隱患問題影響正常開采工作。

5.2 創新采礦充填技術

同時，應充分利用充填采礦技術，促進礦山企業的快速發展，提高企業的競爭力。對于充填采礦技術的創新，首先對傳統充填工藝進行詳細分析，了解傳統充填工藝的特點[4]。其次，根據當地礦物類型和特點，對充填過程進行了研究和創新。例如，一些大型礦體中的礦山非常穩定，但是礦產資源的開采是非常困難的。

在這種情況下，我們必須選擇深孔淺層回采工藝，才能獲得良好的開采效果。在這種情況下，采用高水材料和石材膠凝材料作為充填材料，更好地修復充填采空區。通過科學合理的創新和回填采礦技術，可以降低采礦成本和開采效率。在這方面，充填技術的革新可以達到更好的開采效果，提高礦山企業的經濟效益。

5.3 加強對充填材料創新的研究

充填采礦技術中，充填材料是必不可少的。不同充填材料對充填采礦技術的影響不同。良好的充填材料不但能夠使得采礦工程自身的效率與質量得到提升，并且在極大程度上能夠使得礦山工程自身的安全得到保證。隨著采礦技術的不斷革新，回填材料的應用逐漸向新的充填和固化材料發展[5]。在這方面，應不斷加強新填、固化材料的研究開發我們國家已經開發出了固結材料，其材料自身進行固結的速度是非常快的，并且其獲得的效率高，濃縮度相對較低低，使用上相對便捷方便。

5.4 充填技術裝備的維修

隨著充填技術非常快速的發展，其操作方式以及與其有關的充填設備自身的升級也是十分快速的。在這些充填設備里，填充貯倉有著關鍵性的作用。它直接去對充填材料自身的質量以及充填效果產生影響，但在以往進行充填的時候并未獲得有效的重視。

然而，對新型充填技術進行使用的時候，能夠運用對垂直填充貯倉進行改進的方式使得充填材料自身的質量得到有效的保證。在尾礦處置時候，還需要精度比較好的水力旋流器。在漿料輸送階段使用相對先進的技術以及自動化控制系統，令操作質量與運行效率得到提升。

5.5 完善管理機制

目前，大部分充填站都購買了很多比較新進的機械設備。這些設備的應用能夠明顯的去對填充效率給予提升同時使得施工安全得到保證。可是因為在管理上的不足采礦的混亂，經常會使得機械設備故障率持續的提升。因此，有必要去對公司目前的管理機制適當的完善。同時依照多種機械設備本身所具備的特點，去對定期的維護體系給予設置，及時的對于其中出現的故障問題給予有效的維修，使用切實可行的措施，使其能夠為采礦工作提供技術上的支持。對于設備管理進行有效的強化還能夠預防設備過度老化，使得設備自身的使用壽命得到有效的演出，防止設備過早的出現老化問題。

6 結語

總之，隨著科學技術的飛速發展，我國采礦工程的不斷拓展，采礦技術日新月異，為充填技術的廣泛應用奠定了堅實的基礎，礦業公司要不斷優化充填站管理體系，繼續開展礦山項目的充填技術和采礦技術的創新研究。新的填充材料被用于增加填充材料的強度，從而降低材料成本，并選擇用于長距離傳輸的輕質填充材料。充填技術的逐漸發展，促進了高效，自動化，智能化采礦作業的拓展，從而提高了礦山企業的經濟效益，保護了生態環境的發展。解放礦區工人，改善工作環境，減輕工作人員的工作量，大大提高了勞動者的勞動生產率和工作效率。特別是對于復雜的工作環境，稀有礦藏的開采和充填技術得到了廣泛的應用，不斷滿足新形勢下礦山資源開發的要求，促進了采礦工程充填技術的發展。

[1]許成章.采礦工程中充填技術的應用分析[J].中華民居,2015(3)；112-114.

[2]荊延林.充填采礦技術應用發展及存在的問題研究[J].科技與企業,2015(10)；209-210.

[3]李享.礦山地質探礦工程中存在的問題與解決措施[J].科技創新導報,2016(14)；224-226.

[4]賈珍,原少潔,張貴銀.破碎圍巖礦體下向進路充填采礦法技術研究[J].礦業研究與開發,2017(1)：23-26.

[5]何良軍,趙文奇,高忠.泗人溝鉛鋅礦削壁充填采礦法優化研究[J].礦業研究與開發,2016(6)：78-81.