現代采礦理念與充填采礦

李德智

中圖分類號：TD853.34 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2017）03-000-01

摘要工業經濟的高速發展，使得社會對礦產資源的需求量日益增大，礦產資源的開發規模越來越大。傳統的采礦模式不僅無法實現礦產資源的充分利用，還造成了生態環境的嚴重破壞。在此背景下，現代的綠色采礦理念和充填采礦技術應運而生，在一定程度上形成了無廢開采的良好采礦模式，對維持生態平衡，保護生態環境，實現資源的充分有效利用發揮了巨大的作用。本文主要對現代采礦理念和充填采礦法及其工藝進行了簡要的闡述。

關鍵詞現代采礦理念充填采礦

礦產資源與每個人的生活密切相關。隨著社會的發展和進步，人類對生態環境的保護意識有較大提高，加之科學技術水平的提升，人們愈加意識到礦山環保以及礦產資源實現綜合利用的重要性和迫切性。傳統的采礦理念和采礦形式由于對生態環境造成的極大破壞而被漸漸摒棄，現代的綠色采礦理念逐漸成為主流和趨勢。如何借助先進的科學技術，與現有的采礦技術進行有機融合，將現代采礦理念與充填采礦應用到實際的采礦過程中成為重中之重。

一、現代采礦理念

現代采礦理念強調綠色采礦的模式，要求將礦區的資源充分利用，最大限度地降低采礦過程中的廢料產出和排放，并實現礦產資源的高效利用和循環利用，從而降低采礦對環境的破壞程度，獲得資源開采與環境的協調，最終實現生態的可持續發展。現代采礦理念要求做到以下幾點：

（一）針對礦產資源不可再生的特點，在進行保護性的礦產資源開采的同時，降低采礦過程中的損失和貧化，充分回收有用的礦產元素，提高對資源的綜合利用和經濟價值，避免資源浪費。

（二）在采礦過程中，將采礦排放和廢料產出降到最低限度，減少廢尾排放對環境的污染，減少地表塌陷造成的生態破壞。

（三）通過技術研發和應用，使廢料也成為可利用的資源，實現廢料的資源化。

二、充填采礦

充填采礦技術是現代采礦理念最主要的技術支撐[2]，有助于實現資源利用的最大化，廢料排放的最小化，以及地表不受破壞的綠色采礦模式。所謂充填采礦法，即在采礦過程中或采礦完成后，用一些材料或者采礦產生的廢料對采空區進行填充，實現無廢開采。

（一）充填采礦的工藝

根據填充物的不同，可以將充填采礦的工藝分為三種：

（1）干式充填工藝。主要通過廢石、砂石等干式的填料來充填采空區，這也是采礦中最早使用的充填工藝。使用充填工藝需符合以下條件：首先，礦山的開采作業不能中斷，要保持延續性；其次，要進行填料井的設置；最后，充填過程中可根據實際情況進行分層充填。

（2）水砂充填工藝。主要是通過將砂石、爐渣、尾砂等物質進行混合，形成固液兩相來進行充填，其緊密度比干式充填相對更高。在使用水砂充填工藝時，要注意根據采空區的實際情況來確定合理的水砂配比。

（3）膠結充填工藝。主要是將骨料、河砂、碎石等物質通過膠結材料拌合做成膠體來進行充填，該充填工藝出現較晚，但近年來得到了很大的發展，出現了各種不同材質的膠結充填工藝，并被廣泛利用。

（二）充填采礦的優點

（1）有助于實現無廢開采。充填采礦將采礦過程中產生的廢石料填充入因采礦產生的空區，不僅可以減少這些廢料對土地的占用，還能避免廢料對空氣與水源等生態環境形成的污染破壞；利用充填體代替礦柱，礦柱可以回采，提高礦石回采率，降低礦石損失和貧化，實現資源的充分利用與回收，對生態環境的保護大有裨益，真正實現了無廢開采的現代采礦理念。

（2）有助于防止地表塌陷。在礦產資源開采的過程中，通過充填技術的使用，對采空區進行及時回填，保證了開采區域的地表穩定性，阻止發生大規模的地表塌陷。同時，廢料充填能夠有效地使地壓產生能量的釋放速度減慢，減小采礦過程中沖擊造成的危害，從而實現對生態環境的保護。

（3）有助于選擇性開采。由于目前科學技術條件的限制，使得部分礦產資源以及廢料中所含有的有用物質不能得到有效的利用，因而，在開采的過程中，可以先將能充分利用的資源開采出來，而將暫時無法利用的資源進行重新掩埋，待技術成熟后，再來進行開采利用，從而避免礦產資源的浪費。

需要注意的是，充填采礦技術的應用需要具備一定的條件，首先，采礦的地表不能夠出現塌陷；其次，開采的需要是擁有較高價值的礦產資源；在此，適用于埋藏很深、擁有較大變化的礦體[4]。同時，充填采礦工藝的實際作業過程比較復雜，在一定程度上會影響采礦作業的效率，并使采礦成本大幅上升。因而近年來，實現充填工藝的自動化和機械化，并對充填材質和充填方式進行優化升級，成為充填工藝的發展趨勢。

三、結語

經濟的發展使得社會對礦產資源的需求增加，礦產資源的短缺問題，以及采礦對生態環境的嚴重破壞等問題都受到了廣泛的關注和重視。在采礦過程中，通過現代綠色采礦理念及充填采礦技術的利用，可以有效增加礦產資源的綜合使用率，減少對礦產資源的浪費，降低采礦過程中的廢料排出和對環境造成的污染，實現對生態環境的有力保護。因而國家有關部門及礦產資源開發的相關企業，應予以高度的重視，制定相關的政策法規支持和鼓勵，推進現代綠色采礦理念及充填采礦技術的大力推廣和應用。

參考文獻：

[1] 詹明忠.充填采礦技術實踐分析[J].門窗，2014（01）.

[2] 許家林，錢鳴高.綠色開采的理念與技術框架[J].科技導報，2007（07）.

[3] 喬登攀，程偉華，張磊，姚維信，王賢來，王虎.現代采礦理念與充填采礦[J].有色金屬科學與工程，2011（02）.

[4] 楊春立，張國柱.現代采礦理念與充填采礦探析[J].科技創新導報，2014（36）.