充填采矿技术应用和存在的问题研究

2021-07-12马驱

建材与装饰 2021年20期

马驱

（广西河池市桌泰建筑工程有限责任公司大新分公司，广西崇左 532315）

对于采矿充填技术的应用，具体来说是在采矿时，针对采空区域利用部分采矿废料，如工业废渣等，在采空区进行充填，以免采矿时，机械设备震动导致岩石发生松弛或者地表有沉降问题，从而能够保障矿产资源的充分应用。此外，还为现场工作人员提供了安全的工作环境空间，有益于采矿事业的未来建设和发展。在采矿时经常会有残渣产生，将其在采矿区内进行直接充填，可减少残渣运输发生的费用，又保证了四周岩石的牢固性，规避采矿时可能会产生的一些潜在性危险，可确保工作人员的生命安全，也使采矿工作更加有序。

1 充填采矿技术应用发展分析

1.1 国内研究现状

在采矿时，我国对于充填采矿技术的使用时间非常早，所以累积了大量的经验。在20世纪之后，由于环境低碳等相关理念的提出，需要在采矿时有效处理好矿渣，以免由于处理不当危害四周的生态环境。目前，我国采用最多的方法便是胶结技术，该项技术在普通的金属矿山开采时，有很明显的作用和效果，使矿山开采效率有所提升。之前开采大且厚的岩石时，通常会用崩落法，该项方法会使矿石有较大的损失，且矿石质量也不够理想，降低了企业的经济效益[1]。

1.2 国外研究现状

例如在加拿大区域，将膏体充填技术应用在了十几座矿山当中，开采时应用膏体充填技术不但能加快开展速度，还对四周的开采安全性给予了保障，工人有更高的积极性。此外，加拿大的学者在不断探究当中，会在矿区当中填加一些其他绿色充填物，使矿山企业的效益有所提升[2]。其中，矿山充填技术如表1所示。

表1 加拿大矿山充填技术

在德国，很多矿山开采时，也应用到了膏体充填技术，并取得了很好的进展和突破。例如：当前已经研制出高浓度的膏体制备设备，在井下可以随时补偿膏体充填材料，也建立了浓度测试充填系统，同时有膏体研究试验站和相应的测试中心。

在南非区域，为了将膏体充填中，有较大投资的问题进行解决，规避管路系统较高的维护费用问题，很多学者针对充填浆料进行了试验，改善其配比，通过最佳的填充浆料配比，降低成本。

2 采矿工程中对充填技术的应用分析

在采矿工程当中，针对采空区采用的充填技术，主要是通过砂砾材料完成充填内容，使其对支护提出的效果有所满足，预防围岩以及自身发生降落而出现的变形问题。

2.1 水利充填法

充填技术在我国的使用，最早的一项方法便是水利充填法。该项方法应用的原理是，将固体材料当作浆料，即使发生长距离的运输，也不会有较高的成本，并有着非常高的自身传输效率，不会受到地形和季节产生的影响和限制。目前，对于高浓度浆体管道和自身直流输送过程，我国已经进行了研究，并且成功应用在了采矿工程中[3]。

2.2 胶结充填法

水泥充填法的应用，是将不需要的废弃材料当作水泥的充填体，所以有着非常广泛的应用。在填料尾砂内部有大量的颗粒存在，进而不断增加本身具有的胶结面积，体系由本身的触变性构成。目前，高尾砂胶结充填技术，在我国的采矿工程当中使用已经非常成熟，且应用较为广泛，应用率高达80%，对材料进行输送时，质量也达到了70%。

2.3 膏体充填法

我国对于膏体充填法的应用，还有很多不完善之处，需要继续探究和发展。该项技术与我国应用的其他充填技术相比较还有些落后。膏体充填模式的应用，由于本身的质量会受到自身混合形式、含水量、构成以及混合质量产生的影响，所以限制非常多，导致使用时有很强的复杂性，加之自身有较高的技术含量，操作管理也异常复杂，需要对大量的实践分析进行应用，才能使其得到持续性优[4]。

3 充填采矿技术应用中存在的主要问题

3.1 材料较少

充填装需要应用新材料以及先进的充填工艺，但因为混凝土施工有极强的复杂性，加之矿山与矿山之间的差异性存在，所以对于材料的挑选需要认真探究。根据膏体、挖掘、新的规定等，很难对充填材料进行选择，因此要对膏体要求有详细的了解基础之上，才能强化针对材料性能展开的研究工作。

3.2 需强化采矿筛选总体思路

针对现场采光内容的开展来说，目前使用的采矿筛选总体思路还有很多不完善之处，例如：在对现场开发进行筛选时，综合比较以及分析工作并不到位，很多具体的情况被忽视，也有盲目性存在。正是因为对地质以及现场等相关因素的探究工作不够具体，才导致开采率和总产值方面不够理想，一旦有问题出现，采矿便会遇到阻碍。所以，在采矿之前，技术人员一定要深入调查好采矿现场，结合现场具体情况编制最理想的充填流程[5]。

3.3 管理体制不够完善

站在充填站的角度来说，之前的过程不会起到监督管理的效果。当前，有些充电站并没有对电子以及相应的机械设备进行配置，例如：泵、浓度计以及流量计等，在许多层面还需要提升工作的有效性。针对充填站开展的管理工作，相应的规章制度不够完善，以至于在日常工作中，系统的检查相对缺乏。在此前提下，充填站施工工作会有盲目性和混乱性存在，定期抽检不能按时完成，这些都不利于矿山工作的未来发展。此外，有些矿业公司在具体操作时，未针对技术人员进行技术培训，所以会有质量问题存在，也使矿山安全质量得不到保障[6]。

4 充填技术应用以及发展前景分析

4.1 优化充填管理措施

矿山充填站负责人员需要做好矿山项目的管理以及一系列的分配工作。其中，购买先进的电子设备和机械设备，能够使充填站工作有更强的便利性，也会通过充填设备使填充站的发展有所提升。充填站的日常工作，会有管理不到位等相关情况出现，管理问题会引发设备问题，进而对能源开采产生很多不良影响。为解决该类问题，一定要改革相应的管理，使其更加完善，定期检测设备的运行并对系统的检测流程加以编制，例如统一存储充填站的充填材料。

无论是电子设备还是开采机械设备，都要指派专业人员对其定期检修，及时维修已经发生的故障和问题设备，避免由于设备问题，对正常开采工作造成影响。

4.2 创新采矿充填技术思路

对于充填采矿技术的应用，对于企业的未来发展、强化竞争力有着积极的作用，所以要将充填采矿技术做好相应的创新，使其思路得到拓展。①要详细分析以往使用的充填工艺，对充填特征有详细的了解；②结合矿物类型以相应的特征，进一步研究和创新充填过程，如有些大型矿体中的矿石十分稳定，但对其资源开采时异常艰难。面对这些情况，需要对深孔浅层回采工艺进行选择，进而获取良好的开采效果。其中，可使用高水材料和石材胶凝材料，使其成为充填材料，进而对采空区进行更好的修复和充填。利用回填采矿技术和创新思路，可以使采矿成本和开采效率有所降低，以便更好地革新充填技术开采效果[7]。

4.3 加强对充填材料的创新研究

充填采矿技术的使用，一定会应用到各种充填材料。充填材料的不同，对充填采矿技术产生的影响也不同。好的充填材料，不但可以提升采矿工程本身的效率和质量，还能确保工程的安全性，在不断创新和发展采矿技术之后，回填材料的使用也开始面向充填和固化材料发展，所以要不断加强新填以及固化材料的研发。其中，我国对于固化材料的使用，材料本身有着非常快的固结速度，效率极高且浓度也比较低，在使用方面有极强的便捷性。