充填采矿技术应用发展及存在问题研究

张应超

（河南发恩德矿业有限公司，河南 洛宁 471716）

随着中国科技的不断创新，传统的空场法开采技术无法适应社会发展趋势的现代化，不符合新形势下社会发展的需要。面对这种情况，应采用采矿充填技术，回收率高，安全性能高，环境保护[1]。

采矿充填技术的关键是充填，砂砾和煤灰渣砾石与石料等主要选择在地下开采过程中挖空的区域填埋。研究资料表明，充填技术略优于传统的空场采矿技术，充填技术能有效地加强矿石开采区地层的稳定性，避免塌方。它还可以提高矿产资源的回收率，提高企业的发展能力。废石是充填材料的关键，其经济性较好。尾矿回填后，可以减少自然灾害的发生。

此外，还可以在一定程度上降低矿井高温的风险，从而保证生产的安全。

1 在中国充填技术发展现状

随着我们国家矿山的不断开采，在开采过程中产生的土地塌陷补偿费用逐年增加，越来越高。结果表明，采空区采煤成本的增加与开采引起的地面塌陷造成的吨煤成本相当。中国是一个富有丰富矿产资源的国家，同时也是最大的存储和资源消耗大的国家，在开采过程中，周围环境和表面被破坏的同时，开采成本也会随之上升，周边的环境也会受到影响，也极易造成安全隐患。

采空区充填技术可以减少周围环境和地表的破坏，降低废物的排放率。能很好地处理废弃物污染并减少对耕地的破坏、提高了资源回收率。该技术在采矿工程中得到广泛应用，并得到很好的实施和使用。

2 充填技术在采矿工程中的应用

充填技术主要是对采矿工程的采空区用砂砾材料进行填充，使其能够满足支护的效果，防止围岩其自身的降落而出现变形的一门技术。本章就针对经常会使用到的一些填充方式进行分析与总结。

2.1 水利充填法

在我国最早出现的充填技术就是充填的方法。水利充填其自身的原理主要是把固体材料当是作浆料护着是膏体，使用长距离的输送，其自身的优势就是成本并不高，并且其自身的传输效率相对较高，同时不需要受到季节以及地形制约制。并且，当前我们国家已经成功的对于高浓度浆体管道其自身直流输送的过程进行了研究。

2.2 胶结充填法

水泥充填法主要是把一些废弃材料当成是水泥的充填体，在工程里获得了非常普遍的使用。填料尾砂里拥有很多的颗粒，其自身胶结的面积不断的提升，体系其自身触变性构成。

当前，高尾砂胶结充填技术在我们国家已经比较成熟，在采矿工程里也获得了非常普遍的使用。其自身的应用率能够达到80%，材料输送的质量也达到了70%。

2.3 膏体充填法

当前，膏体充填法在我们国家的应用和发展还算不上十分的完善，其本身与其他的填充技术进行比较则是相对落后的。膏体充填方式自身的质量因为受到了其本身混合形式以及含水量，还有混合质量以及构成等多种因素的影响。令膏体充填法在技术上使用变得异常复杂，其本身的技术含量可以说也是比较高的，同时其自身所完成的操作管理过程也非常的复杂，会使用到非常多的实践分析以及对其进行以及持续的优化。

3 充填技术的应用

3.1 环境保护是前提

充填技术填充技术的首要考虑因素是环境因素。我国提出的可持续发展战略不仅要实现自身的可持续发展，还要保护环境。选择合适的充填技术可以很好地控制环境污染，加强环境保护。

在采矿过程中，采用回填技术时应注意采矿过程中的物料，以免浪费物资，充分利用物资资源。对于矿山项目尾矿和煤灰，要以保护环境为前提，加强循环利用，实现可持续发展。

3.2 以安全生产为基础

在项目建设中，安全是每个项目都非常重视的问题。因此，在采矿项目的实施中，有必要保证施工人员的安全，选择合适的充填技术。在这方面，采矿和充填技术的选择，首先需要勘查矿区环境，消除地质安全问题，并考虑低压措施和采矿方法，以确保充填技术在采矿工程中的使用，避免出现安全风险。

3.3 合适的充填系统

充填系统应用于采矿工程时，必须将其自身的充填量当成是基础的标准。在开始采矿工程之前，要严格控制生产与生产的平衡，对采区进行预测和规划，合理制定采区产量和产量。确保使用的矿物质数量与生产矿物的数量相同，并控制双方的生产。

4 充填采矿技术应用中存在的问题

4.1 材料较少

充填装需要新材料和良好的充填工艺，但在混凝土施工中非常复杂。矿山个体差异存在差异，材料选择存在很大差异。这是很难充填和挖掘，并根据新的规定进行现有的填充材料。

因此，我们需要充分了解充填要求，然后加强对材料性能的研究。

4.2 从实际情况看

在采矿中，采矿筛选的总体思路是不完善的。例如，在筛选现场的开发中，尚未进行综合比较和分析，实际情况被忽略，存在一定的盲目性，缺乏对现场，地质等因素的分析以及原则适应当地条件大大降低了开采率、总产值。一旦出现问题，采矿就难以继续。在这方面，采矿前，技术人员应在采矿现场进行彻底调查研究，根据调查结果制定最佳充填流程[2]。

4.3 不完善的管理体制

对于充填站来讲，以往的过程不起规管和监督的作用。目前，许多充填站没有电子和机械设备，例如泵，流量计和浓度计。在许多方面，工作的有效性得到了提高。但是，对于充填站的管理，没有一套完善的规章制度，导致在时间条件下缺乏系统的检查。在此基础上，充填站施工工作处于混乱状态，不可能定期抽检，不利于矿山工作的进一步发展[3]。另外，一些矿业公司在实际操作中，缺乏对技术人员的技术把握，造成了很多质量问题，这为矿山安全质量工作带来了很大的风险。

5 充填技术的应用及发展前景

5.1 优化充填管理措施

矿山项目的管理与分配工作主要是由矿山填充站负责的，一先进的电子设备和机械设备未填充站提供便利条件。基于此采用先进的填充设备为填充站快速工作提供一定技术支撑，但与此同时，填充站工作时也会出现一些问题如管理不到位问题，管理问题会导致设备不能正常运行，会对能源开采工作造成不良影响。

为解决此类问题，需要对填充站管理工作进行改革与完善，对正在运行设备定期进行安全检测，制定一份详细检测流程，例如填充站的填充材料要进行统一储存；电子设备与开采机械设备，安排专业技术人员进行定期检查工作，对存在安全隐患的设备及时安排检修工程师及时维修，避免因设备隐患问题影响正常开采工作。

5.2 创新采矿充填技术

同时，应充分利用充填采矿技术，促进矿山企业的快速发展，提高企业的竞争力。对于充填采矿技术的创新，首先对传统充填工艺进行详细分析，了解传统充填工艺的特点[4]。其次，根据当地矿物类型和特点，对充填过程进行了研究和创新。例如，一些大型矿体中的矿山非常稳定，但是矿产资源的开采是非常困难的。

在这种情况下，我们必须选择深孔浅层回采工艺，才能获得良好的开采效果。在这种情况下，采用高水材料和石材胶凝材料作为充填材料，更好地修复充填采空区。通过科学合理的创新和回填采矿技术，可以降低采矿成本和开采效率。在这方面，充填技术的革新可以达到更好的开采效果，提高矿山企业的经济效益。

5.3 加强对充填材料创新的研究

充填采矿技术中，充填材料是必不可少的。不同充填材料对充填采矿技术的影响不同。良好的充填材料不但能够使得采矿工程自身的效率与质量得到提升，并且在极大程度上能够使得矿山工程自身的安全得到保证。随着采矿技术的不断革新，回填材料的应用逐渐向新的充填和固化材料发展[5]。在这方面，应不断加强新填、固化材料的研究开发我们国家已经开发出了固结材料，其材料自身进行固结的速度是非常快的，并且其获得的效率高，浓缩度相对较低低，使用上相对便捷方便。

5.4 充填技术装备的维修

随着充填技术非常快速的发展，其操作方式以及与其有关的充填设备自身的升级也是十分快速的。在这些充填设备里，填充贮仓有着关键性的作用。它直接去对充填材料自身的质量以及充填效果产生影响，但在以往进行充填的时候并未获得有效的重视。

然而，对新型充填技术进行使用的时候，能够运用对垂直填充贮仓进行改进的方式使得充填材料自身的质量得到有效的保证。在尾矿处置时候，还需要精度比较好的水力旋流器。在浆料输送阶段使用相对先进的技术以及自动化控制系统，令操作质量与运行效率得到提升。

5.5 完善管理机制

目前，大部分充填站都购买了很多比较新进的机械设备。这些设备的应用能够明显的去对填充效率给予提升同时使得施工安全得到保证。可是因为在管理上的不足采矿的混乱，经常会使得机械设备故障率持续的提升。因此，有必要去对公司目前的管理机制适当的完善。同时依照多种机械设备本身所具备的特点，去对定期的维护体系给予设置，及时的对于其中出现的故障问题给予有效的维修，使用切实可行的措施，使其能够为采矿工作提供技术上的支持。对于设备管理进行有效的强化还能够预防设备过度老化，使得设备自身的使用寿命得到有效的演出，防止设备过早的出现老化问题。

6 结语

总之，随着科学技术的飞速发展，我国采矿工程的不断拓展，采矿技术日新月异，为充填技术的广泛应用奠定了坚实的基础，矿业公司要不断优化充填站管理体系，继续开展矿山项目的充填技术和采矿技术的创新研究。新的填充材料被用于增加填充材料的强度，从而降低材料成本，并选择用于长距离传输的轻质填充材料。充填技术的逐渐发展，促进了高效，自动化，智能化采矿作业的拓展，从而提高了矿山企业的经济效益，保护了生态环境的发展。解放矿区工人，改善工作环境，减轻工作人员的工作量，大大提高了劳动者的劳动生产率和工作效率。特别是对于复杂的工作环境，稀有矿藏的开采和充填技术得到了广泛的应用，不断满足新形势下矿山资源开发的要求，促进了采矿工程充填技术的发展。

[1]许成章.采矿工程中充填技术的应用分析[J].中华民居,2015(3)；112-114.

[2]荆延林.充填采矿技术应用发展及存在的问题研究[J].科技与企业,2015(10)；209-210.

[3]李享.矿山地质探矿工程中存在的问题与解决措施[J].科技创新导报,2016(14)；224-226.

[4]贾珍,原少洁,张贵银.破碎围岩矿体下向进路充填采矿法技术研究[J].矿业研究与开发,2017(1)：23-26.

[5]何良军,赵文奇,高忠.泗人沟铅锌矿削壁充填采矿法优化研究[J].矿业研究与开发,2016(6)：78-81.