淺談充填采礦法的優(yōu)勢

浦鵬

摘 要：在礦產(chǎn)開采、加工的過程中，排放出的廢氣會對整個礦山造成污染，各種各樣的土法采礦會對環(huán)境污染造成嚴(yán)重的污染，進(jìn)而引發(fā)地表下陷和地面沉降。充填采礦法運(yùn)用各種適當(dāng)?shù)某涮盍霞皶r對地面進(jìn)行填充，可對低壓進(jìn)行管理，控制周邊的巖崩落和地表深陷，有效維護(hù)現(xiàn)場的環(huán)境和生態(tài)平衡。

關(guān)鍵詞：充填采礦法；地面沉降；礦山；環(huán)境污染

中圖分類號：TD853.34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.156

1 填充體的作用

1.1 提高圍巖的強(qiáng)度和承載力

當(dāng)人們對填充體進(jìn)行回填時，可有效改變采場幫臂的應(yīng)力狀態(tài)，這樣可發(fā)現(xiàn)單軸和雙軸的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，圍巖的強(qiáng)度會提高，圍巖的支撐能力也會進(jìn)一步提高。在采礦時，因圍巖的不穩(wěn)定會出現(xiàn)塌方事件，但回填填充體后，不僅可起到對物體的支撐作用，還可提高圍巖的強(qiáng)度和承載力，使整個圍巖支撐起礦山結(jié)構(gòu)。

1.2 支護(hù)作用

因充填體的變形比原巖體大，所以，在進(jìn)行填充時要維護(hù)圍巖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，通過緩慢的讓壓方式，使圍巖的低壓得到釋放。此外，充填體會對圍巖施壓，可對圍巖起到一種柔性的支護(hù)和限制作用。填充體可對松脫的巖進(jìn)行滑移測壓，可支撐破碎的圍巖，通過對空區(qū)圍巖的移動進(jìn)行多種方式的阻止和限制，這樣可使圍巖發(fā)生變形和位移，從而使其圍巖固定。

2 不同階段填充采礦法的作用

關(guān)于填充采礦法，有不同的使用條件，可針對不同的條件進(jìn)行不同的應(yīng)用，在綜合運(yùn)用時找到合理的方法，還可根據(jù)不同情況采取不同的方法。

2.1 階段充填法

階段充填采礦法利用了礦石自身的穩(wěn)固性，可在一次性填充的基礎(chǔ)上進(jìn)行充填體的有機(jī)組合，以控制場地地壓，具有回采工藝簡單、效率高和成本較低等優(yōu)點，且在填充時具有很大的靈活性，可最大幅度地提高充填的效率、有效地降低充填的成本。通過對消除回采和充填工藝進(jìn)行制約，使工作效率得以提高。階段性的充填采礦法適用于礦石與巖石穩(wěn)固、完整的礦體。在采礦時，采空區(qū)域不會存在殘留，這是因為在深部礦體的開采具有防爆效果，從而可形成較高的回采率和較低的貧化率，這對貴重金屬的礦石開采是最有效果的。我國的寶山鐵礦通過應(yīng)用階段充填采礦的方法，實現(xiàn)了連續(xù)開采，提高了回采率和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 窄分段分采空場法

窄分段分采空場法最大的特點是在開采時要沿著礦脈的走向進(jìn)行，可根據(jù)礦脈走向開鑿巖天井，并沿著巖天井的兩側(cè)，在比較薄的脈礦中鑿炮眼，這樣可分采薄礦脈。與傳統(tǒng)的采礦方法比，其具有許多優(yōu)點。與留礦法相比發(fā)現(xiàn)，礦石的貧化率較低，能降低采礦和選礦的費(fèi)用，可進(jìn)一步提高對金屬的回收率，有效降低對材料的消耗，還能進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率、有效提高采場的生產(chǎn)能力；有效改變目前礦山的計算方式，進(jìn)一步確定礦脈的最低采品味，對可進(jìn)行采購的厚度進(jìn)行界限，擴(kuò)大采礦量的范圍，可進(jìn)一步運(yùn)用地下的有限資源，有效利用礦物質(zhì)的資源。

2.3 進(jìn)路充填采礦法

在對采礦法進(jìn)行研究時，要運(yùn)用巷道式的掘進(jìn)方法進(jìn)行礦層開采，可利用礦山現(xiàn)用的采礦設(shè)備進(jìn)行鑿巖出礦，這樣的技術(shù)更加成熟、可靠。在開采時，要運(yùn)用“隔一采一”的回采方式，這樣可使各個工作面的回采技術(shù)具有一定的安全性，且對礦體的厚度影響不大，這是因為采場的數(shù)量較多，盤區(qū)的生產(chǎn)能力較大，單位面積的回采強(qiáng)度也會加大，所以，進(jìn)路充采礦法比較適用于深度較大的礦體。因特殊的地質(zhì)條件，該開采技術(shù)條件比較復(fù)雜，很多新城金礦的礦房都運(yùn)用了該采礦方法，可運(yùn)用一定配比的高灰砂比和高濃度的水泥尾砂膠結(jié)料充填，運(yùn)用礦盤開始后退式的回采方式。在面臨復(fù)雜的礦物結(jié)構(gòu)時，可通過分層回采進(jìn)行，這樣有效解決了每層礦物質(zhì)不同的問題。

3 充填采礦法的整體發(fā)展趨勢

礦山充填在整個地下采礦中發(fā)揮著重要的作用，因此，要完善充填工藝技術(shù)，通過對新型充填材料的應(yīng)用，提高充填技術(shù)的發(fā)展水平。通過研制與現(xiàn)代工藝匹配的高效填充設(shè)備，提高充填作業(yè)的機(jī)械化和自動化水平。雖然填充技術(shù)需要人控制，但在具體操作時候最好運(yùn)用機(jī)器操作。只有這樣，才能進(jìn)行科學(xué)的控制，減少在施工的過程中出現(xiàn)的問題。此外，應(yīng)有效消除人員危險，采用數(shù)字化和智能化的充填方法，在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動化和信息化。

目前，地表礦產(chǎn)資源都出現(xiàn)了日益枯竭的現(xiàn)象，礦山開采也越來越向著深部發(fā)展，這樣的潛在發(fā)展模式會引發(fā)一系列的問題，比如填充體的強(qiáng)度、填充管道的設(shè)計和填充工藝的發(fā)展，這一系列的工序都是值得研究的，從而滿足深井開采的需求。要結(jié)合礦山的特點來進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，運(yùn)用一些與采礦技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行礦山開采，提高資源的開采率和回收利用率，有效發(fā)揮各種填充方法的優(yōu)勢，達(dá)到最好的開采效果。

4 結(jié)束語

填充法是安全、回采率較高的采礦方法之一，且可對地表生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。隨著開采深度的不斷加大，對地面的沖擊力也會提升，通過對充填法的有效運(yùn)用，可對這些問題進(jìn)行控制，進(jìn)一步保證井下作業(yè)的安全和高效，具有明顯的優(yōu)越性，其發(fā)展前景非常廣闊。

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〔編輯：張思楠〕