充填采矿技术应用及存在问题分析

2018-02-18周凯银

建筑与装饰 2018年21期

关键词：废石矿柱采空区

周凯银

德安天宝矿业有限公司江西九江 332000

1 概述

随着现代社会的发展，人们对资源的需求量越来越多，在矿山开采过程中，要充分利用矿产资源，减少资源浪费，变废为宝，充填采矿技术就达到了这一要求。但是在使用过程中，仍然需要对该技术进行改进[1]。

2 采矿作业中应用充填采矿技术的优势

2.1 有利于提高采矿工作的安全性以及矿石回采率

充填采矿技术主要是对采空区的地压进行有效控制和管理的一种方法。将采场采空区嗣后运用其他的填充物充填起来，可以控制因采空区冒落造成对井下围岩地压的破坏和对矿区地面造成塌陷等危险情况的发生。同时，对采空区充填完成后，还可以将采场的矿柱进行有效回收，大大提高矿石回收率，矿石回收率可达90%以上[2]。

2.2 充填采矿工艺，是绿色矿山的主体支撑技术

矿山每天都有大量的废石、尾矿等固体废料向外排放，如果是用废石（或全尾砂）充填采空区，可以减轻废石场（或尾矿库）的排放、堆放的压力，建设绿色矿山。

2.3 有利于对矿区深部的矿产进行开采

地下采矿是一件危险系数很高的工作，尤其是对比较深部的矿产进行开采。深部采矿区域由于地压、坑温、断层、岩爆等复杂因素的存在，使得采矿工作的危险程度加深。因此，对深部矿产进行开采就需要有更高的技术做支撑，要进一步考虑地压以及应力集中等问题。而解决这一问题最有效的方式是运用充填采矿技术对采空区的管理。对采空区填充一些废石胶结物、尾砂胶结物、膏体等，有效地缓解了采矿造成的采空区不平衡应力情况，使采空区及巷道围岩应力达到平衡值，提高开采效率。现代充填采矿技术的应用安全性能和操作方式都得到了很大改善。充填过程中运用机械化的控制方式，减少了人工操作的风险，也提高了工作效率，机械的运用也使得人工的劳动量减小，完成一些人力所不能完成的任务。很大程度上提高了采矿效率，有利于矿产企业的可持续发展[3]。

3 充填采矿法存在的问题及解决方法

（1）施工工序相对复杂。包括凿岩爆破、通风、支护、出矿、封堵、充填等，充填胶结体达到一定强度后，才能进行下一个分层开采；因此，矿块生产能力受到了限制。一般解决办法是：采取矿房、矿柱分采分充，分条矿块隔一采一充一的办法，来实现采、掘、充平衡作业，提高生产效率。

（2）充填接顶比较困难。充填接顶不到位，容易发生顶板塌陷事故。为了达到采空区充填接顶的目的，一般采取预先在采场顶部均匀布置几个充填井或充填孔；采空区封堵充填前，在采空区顶板铺设带孔的充填管，实现采空区均匀充填和接顶。

（3）采场充填泄水难，甚至会造成泥石流。一般采取在采空区封堵前预埋过滤管，同时每次充填高度控制在200～500mm，待其充分过滤沉淀和凝固后，再进行下一次充填。

（4）充填成本高。目前，大部分矿山采用的灰砂比大、输送浓度低，充填计量、检测还不能有效控制，导致充填成本高，充填费用达采矿直接费用的30%。矿山企业可结合实际情况，在采场内铺设分层假底、矿柱胶结充填，矿房则采用全废石、全尾矿材料充填，就地取材，降低采矿充填成本[4]。

4 充填采矿技术的改进措施

4.1 加强充填采矿技术的管理

该技术在使用过程中需要建立相应的充填站，充填管道的铺设，但是在实际使用中却忽视了该方面的管理，特别是在填充材料的选择上以及填充设备的后期维护上，如果选择了不恰当的材料则会起不到提升安全性的作用，甚至还会产生一些弊端，因此，要对填充材料及时加强监管，同时还要对填充过程中使用到的设备定期进行维护，以确保其能正常运转，针对填充材料以及设备都要建立严格的制度，以选择优质材料填充，选择合适的设备进行处理[5]。

4.2 加强充填采矿新工艺的开发

在采用充填采矿技术时要根据不同的矿产资源及开采场地进行选择，以选择合适的技术确保其能达到安全标准。例如一些矿区中的矿体较厚，通常会选择中深孔和浅孔空场采矿法来进行开采，而嗣后充填采空区时则需要用块石胶结工艺、尾砂胶结充填工艺或高水材料，进而提高矿区的利用效率。因此，要根据不同情况选择不同的填充材料以及采矿技术，要降低对周围环境的破坏同时提高其开采效率以及资源利用率，这些都需要对技术进行改进，只有不断解决在开采或填充过程中出现的问题才能更好地进行工艺技术的改进，这就需要相关人员的努力，不断解决在实际应用过程中出现的问题，以使技术不断成熟，有利于提高资源利用率，提高周围环境的安全性等。

4.3 开发新型充填材料

要选择适宜的填充材料进行填充，这样才能起到提升稳定性和安全性的作用，为了提升其安全性，仍然需要对材料进行不断改进，特别是材料的材质等，要不断选择新的可替代品，以使其达到提升安全性的作用。相关人员还需要不断努力，以研究新材料，使其起到更好的作用，使其达到安全性。同时也要不断研究新技术和新材料，以使其发挥良好的作用[6]。