試論現(xiàn)代采礦理念與充填采礦

王志強

（開灤集團荊各莊礦業(yè)分公司 河北唐山 063000）

試論現(xiàn)代采礦理念與充填采礦

王志強

（開灤集團荊各莊礦業(yè)分公司 河北唐山 063000）

采礦過程中，應(yīng)用傳統(tǒng)采礦理念會給自然環(huán)境造成嚴重的破壞，同時資源浪費現(xiàn)象也非常普遍，可是現(xiàn)代采礦理念就可以對傳統(tǒng)采礦缺陷進行有效的彌補，特別是現(xiàn)代充填采礦技術(shù)的應(yīng)用，對有效改善環(huán)境以及提升自然資源實際利用率具有非常大的促進作用，充填采礦技術(shù)既能消除采動造成的地表下沉現(xiàn)象，同時可以對采礦應(yīng)力環(huán)境進行改善。本文主要對現(xiàn)代采礦理念以及充填采礦技術(shù)進行分析，提出筆者的思考和建議，僅供參考。

現(xiàn)代采礦理念；充填采礦；應(yīng)用

我國屬于礦產(chǎn)資源大國，并且現(xiàn)階段我國正處于高速發(fā)展階段，社會各個生產(chǎn)領(lǐng)域礦產(chǎn)資源需求量越來越大。以前采用的傳統(tǒng)采礦模式一般沒有重視自然環(huán)境的保護，所以實際開發(fā)礦產(chǎn)資源的過程中給環(huán)境帶來了很大的破壞，我國想要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標，就應(yīng)該對環(huán)境污染、破壞進行有效的防治。在該發(fā)展背景下，綠色采礦理念就應(yīng)運而生，同時是現(xiàn)代采礦工作中的一個核心理念。現(xiàn)代采礦理念的正確引導產(chǎn)生了各種新的安全、綠色以及有效采礦技術(shù)，其中就包含有填充采礦技術(shù)，并且得到了普遍應(yīng)用。

1 現(xiàn)代采礦理念

和傳統(tǒng)采礦進行比較，現(xiàn)代采礦理念明顯有很大的不同，主要體現(xiàn)在下列方面：

（1）對于傳統(tǒng)采礦理念，其比較重視所獲得的經(jīng)濟效益，持有先污染再進行治理的態(tài)度，可是現(xiàn)代采礦理念兼顧經(jīng)濟效益以及生態(tài)效益[1]。此外，傳統(tǒng)采礦操作造成的很多固體廢棄物給地表帶來的污染都很難有效治理，地下出現(xiàn)大量采空區(qū)使得地表產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，造成的負面影響非常嚴重。可是現(xiàn)代采礦理念注重的主要是綠色采礦，實際開采過程中采取相應(yīng)的手段盡量在污染萌芽時期就通過最小代價有效處理掉。

（2）傳統(tǒng)開采缺乏安全性，可是現(xiàn)代采礦理念包含有以人為本以及創(chuàng)新安保理念[2]。傳統(tǒng)開采過程中，對于操作安全性，一般主要應(yīng)用了傳統(tǒng)保護措施，同時又在保護措施所具有的經(jīng)濟性以及實際安全保障能力上有所偏移，部分采礦企業(yè)甚至秉持聽天由命的開采態(tài)度，通過傳統(tǒng)安保措施來開展基礎(chǔ)工作，對安全事故的不要出現(xiàn)存在僥幸心理，而且未對長遠以及間接相關(guān)因素進行充分的考慮。而現(xiàn)代采礦理念主要追求的是不斷完善以及綠色安全開采，對安保技術(shù)以及相關(guān)管理工作進行不斷的更新和改善，圖1為煤礦綠色開采具體技術(shù)框架。

圖1

（3）傳統(tǒng)開采理念采用的是粗放式低效開采模式，可是現(xiàn)代采礦理念更加重視高效利用以及資源回收。相關(guān)統(tǒng)計表明，現(xiàn)階段，我國主要九種不同有色金屬實際采選冶過程中的綜合回收利用率大約為70%，和國外先進水平進行比較大約少二十個百分點[3]。大部分有色金屬以及稀土礦產(chǎn)等都屬于共生或者是伴生礦脈，可是傳統(tǒng)開采理念比較重視的是礦產(chǎn)資源的利用，其中伴生資源實際利用率非常低。在現(xiàn)代采礦具體高效利用理念廣泛推廣的今天，很多礦業(yè)、企業(yè)慢慢開始注重綜合利用不同礦產(chǎn)資源，同時引進并且應(yīng)用新開采技術(shù)。

2 填充采礦技術(shù)概述以及其廣泛應(yīng)用的主要原因

2.1 填充采礦技術(shù)

一般充填體能夠支撐圍巖，有效控制采場地壓，并且可以阻止采后采空區(qū)圍巖遭到破壞以及發(fā)生移動，而充填法具有的突出特征就是充填工序?qū)儆诨靥罟ば蚪M成部分。采礦時，能夠利用充填體代替礦柱，從而減少礦石損失以及發(fā)生的貧化，一般廣泛應(yīng)用在有色金屬、貴金屬以及和核礦山開采過程中[4]。具體應(yīng)用條件為：圍巖缺乏穩(wěn)固性或者是有色金屬富礦、稀有金屬以及貴金屬礦床中的圍巖以及礦石都缺乏穩(wěn)固性。目前，充填系統(tǒng)自動化水平的提升、采用無軌設(shè)備和應(yīng)用高分層落礦等先進技術(shù)有效減少了采礦成本，并且增強了采場生產(chǎn)能力和開采效率，部分礦山和現(xiàn)場圍巖穩(wěn)固性比較強的礦山也能夠應(yīng)用充填法。

2.2 廣泛應(yīng)用主要原因

①充填體可以對采場地壓進行有效的控制，并且支撐圍巖，降低采空區(qū)圍巖遭到破壞以及移動出現(xiàn)概率。②能使原巖應(yīng)力場更加平衡。不斷延伸礦床開采以及擴大采場范圍不都會提升深部礦井地壓，同時還會使得采場產(chǎn)生應(yīng)力不平衡問題，從而埋下了潛在危害。如果對深部礦井區(qū)應(yīng)用這種充填采礦技術(shù)，能夠達到有效傳遞以及調(diào)整采場應(yīng)力的目的，讓原巖應(yīng)力場保持平衡，同時將潛在危害有效處理掉，對增強采礦作業(yè)環(huán)境安全性非常有利。③機械化進行采礦。在開鑿礦體的時候有效使用鑿巖臺車，并且出礦過程中應(yīng)用鏟運機，在錨桿機上設(shè)置錨索護頂以及錨桿等，現(xiàn)在提升了采礦效率。此外膠凝材料的應(yīng)用代替了水泥，顯著提高了充填強度，同時普遍應(yīng)用自動化以及輸送管路化等先進技術(shù)，減少了采礦成本投入。④充填采礦技術(shù)主要特點為：礦石回采率非常高以及貧化率不高等，這一技術(shù)既能夠增加經(jīng)濟效益，同時還可以降低環(huán)境破壞率，從而提升采礦工作效率以及安全性。

3 充填采礦技術(shù)實際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題和具體解決措施

3.1 對充填采礦技術(shù)進行改善

礦產(chǎn)企業(yè)一般按照礦山特點選擇確定比較合理的充填技術(shù)開展采礦石工作，能夠符合采礦作業(yè)以及時代發(fā)展具體要求。現(xiàn)階段社會發(fā)展中，所采用的采礦技術(shù)會對企業(yè)有效生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)生直接的影響，使得礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生各種問題。同時如果沒有合理設(shè)計具體采礦區(qū)形狀，就會嚴重影響到充填作業(yè)的開展、礦石開采和實際充填質(zhì)量，如果沒有及時處理這些問題，就會對開采效率以及質(zhì)量造成影響。因此，實際開采前，需要針對上述問題，制定具體解決方案，同時充分收集、了解以及分析礦山相關(guān)數(shù)據(jù)，從而合理編寫采礦區(qū)具體設(shè)計方案，采用和該礦區(qū)環(huán)境以及實際地質(zhì)特點比較適合的充填工藝。除此之外，充填材料屬于采礦作業(yè)有效開展的物質(zhì)條件以及開采關(guān)鍵，其質(zhì)量會對充填技術(shù)的實際應(yīng)用效果產(chǎn)生嚴重的影響，就算采用的技術(shù)非常先進也很難解決材料造成的影響，因此應(yīng)該對材料質(zhì)量進行有效的控制。

3.2 對充填設(shè)備進行不斷研制，從而提升實際充填效率

現(xiàn)階段，因為礦區(qū)充填設(shè)備比較落后，所使用的充填系統(tǒng)具有比較低的自動控制以及自動化水平，對充填技術(shù)的有效發(fā)展造成了不良影響，同時也降低了實際充填效率以及填充質(zhì)量。因此，需要對高效填充作業(yè)以及高濃度傳輸設(shè)備進行不斷的研制，同時通過壓排設(shè)備對各段壓力進行有效調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)堵管問題[5]。

3.3 對高強度充填材料進行不斷研發(fā)

因為采礦區(qū)位置比較固定，采用的施工方法非常多，并且其生產(chǎn)以及結(jié)構(gòu)種類存在差異性，需要的量也不一樣。同時，充填采礦技術(shù)實際實施中存在一定復雜性，不同環(huán)節(jié)采礦作業(yè)都會應(yīng)用到該技術(shù)。在社會經(jīng)濟以及科技高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)充填材料很難和現(xiàn)代社會發(fā)展的有效發(fā)展相適應(yīng)，尤其開展深井填充工作的時候，充填材料一定要與地底壓力以及溫度相適應(yīng)。

3.4 構(gòu)建完善的充填管理以及檢查制度

對充填工作進行有效的監(jiān)督管理，編制針對性比較強的解決方案來處理充填采礦技術(shù)實際實施中產(chǎn)生的問題，同時通過現(xiàn)代化檢測設(shè)備對充填區(qū)域進行定期檢測，以此來確保充填質(zhì)量。想要確保所使用的充填材料質(zhì)量合格，就應(yīng)該在充填站應(yīng)用各種先進電子設(shè)備以及機械。大部分充填站都建在礦區(qū)里面或者是附近區(qū)域，填充站是地表設(shè)施，同時也是生產(chǎn)充填料的關(guān)鍵場所，有效應(yīng)用膠結(jié)計量、閥、泵以及流量計等裝置，通過電子控制方式進行控制，能夠有效提升材料生產(chǎn)效率。

4 結(jié)束語

在我國社會科技不斷發(fā)展的條件下，礦產(chǎn)勘探過程中采用的方法也越來越多，并且找礦技術(shù)更加復雜，可是實際操作卻相對較簡單，采礦中涉及到的不同學科也更加廣泛。現(xiàn)代采礦理念的出現(xiàn)有效彌補了傳統(tǒng)理念所具有的不足之處，尤其是填充采礦技術(shù)，能夠有效阻止采后采空區(qū)圍巖遭到破壞以及發(fā)生移動，并且提高實際采礦效率、減少采礦成本投入以及給環(huán)境造成的污染，從而提升企業(yè)所獲得的經(jīng)濟效益以及生態(tài)效益。

[1]楊春立，張國柱.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦探析[J].科技創(chuàng)新導報，2014（36）：91.

[2]王秉智.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦研究淺析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014（13）：772.

[3]胡啟勇.對現(xiàn)代采礦理念與充填采礦法的分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（3）：32～33.

[4]陳偶，喬登攀，張國龍，等.現(xiàn)代礦山充填采礦法淺析[J].礦冶，2013，22（3）：30～32，35.

[5]劉廷成.淺談現(xiàn)代煤礦采礦理念與充填采礦[J].科技與創(chuàng)新，2015（5）：93～94.

TD803

A

1004-7344（2016）03-0163-02

2016-1-12

王志強（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事安全、生產(chǎn)、技術(shù)管理工作。