試析充填采礦技術在采礦中的應用與相關問題

杜德崗，章錦榮，杜戴光

（昆明坤澤礦業技術有限責任公司，云南 昆明 650000）

礦產資源是促進工業經濟發展的珍貴資源，一直以來都是帶動工業經濟發展的關鍵因素，隨著經濟由高速向高質量轉型發展，礦產資源的需求量持續增大，如何在安全、高效的開采礦產資源的前提下，不破壞生態平衡、保護周邊環境，同時達到對經濟、人力、物力的最小消耗，成為現階段礦產開采的一個重要探究方向。

1 發展歷程及現狀分析

充填采礦法是一種人工支護采礦法。在礦房或礦塊中，隨著回采工作面的推進，向采空區送入充填材料，以進行地壓管理、控制圍巖崩落和地表移動，并在形成的充填體上或在其保護下進行回采。不同的采場環境需要不同充填技術，早期主要存在的充填方法有：廢石干式充填技術，廢石膠結充填技術等等[1]。現階段多應用水力充填，尾砂充填、天然砂充填、膏體充填等方式進行填充，不僅提高了生產效率，降低了勞動強度，且在安全上得到了更高的保障，符合當下高效、安全的基本要求，逐漸在全國范圍內得到了推廣和應用。

2 應用充填采礦技術的優勢分析

應用充填采礦技術主要有以下幾個方面的優勢，如提高回采率，降低作業成本，減少污染，滿足礦山企業可持續發展建設等。

（1）提高回采率。提高回采率主要表現在對于采礦作業環境安全性的保障問題上，傳統的采礦工藝缺少對于采礦環境周圍的支撐和檢測，導致周邊環境隨著采礦工作的深入進行，存在塌方或其他安全隱患。而借助充填采礦技術，能夠有效對頂板及邊幫進行地壓支撐，減少和避免了冒頂片幫的風險，采礦工作結束后，還可以對于礦柱進行合理、分段式的回收。這樣，便有效提高了采礦作業的回采率。

（2）降低作業成本。當采礦工作進行到需要深度開采的程度時，首先需要綜合考慮到地應力、地形地勢等多方面的問題，如果出現應力不平衡的情況，很容易導致開采效率下降，并進一步促使需要借助更多的設備來完成開采，加大了開采成本，也耗費了更多的人力、物力[2]。充填采礦技術，能夠確保應力處于相對平衡的狀態，減少廢石提升、尾砂輸送及維護提升設備和尾砂庫所需的費用。

（3）生態環境保護。青山綠水就是金山銀山，寧要綠水青山,不要金山銀山,是習總書記十九大時提出的環保理念。采礦充填技術對充填材料要求很高，必須對地下水無污染，凡是對地下水水質有影響的，必須預先進行消毒、無害化處理，避免充填材料污染地下水及含水層。

3 現階段的問題與解決措施分析

在上文中闡述了關于充填采礦技術諸多優勢，但是實際上應用過程中，充填采礦技術還有些不足，諸如工藝上的缺陷、充填材料的選擇與建模方式的局限等，這些都是現階段存在的不足，需要盡快給予解決。

（1）完善工藝。采場是應用采礦技術的場所，因此，首先要對于礦山采場的基本特質進行分析，諸如采空區的特點、采礦作業的基本需求等等，根據特質分析來確定填充工藝，充填工藝應滿足以下要求：充填料離析率最小；充填強度達到地壓控制的要求；在充填脫水過程中和充填后，充填料具有較小的成拱效應；充填料液化的可能性最小；充滿整個采空區，減小地表沉降。

（2）新材料開發。充填材料的開發是近幾年來一直備受關注的問題之一，過去的充填材料已經不能夠滿足現有充填環境的要求，無論是在抗壓、防水還是高溫上都有了更高的要求[3]，在這一情況下，尋找新材料作為新型充填技術的材料非常關鍵。綜合考慮到未來礦產工業的發展，現有的填充材料顯然只能滿足大部分的開采需求，對于新材料的開發，還是一個長期需要攻克的問題。

（3）新探測手段。新探測手段與新材料相同，也是當下備受關注的問題之一，目前主要采用的新型探測手段以自動化控制技術為主，圍繞自動化控制進行，實現對于CMS探測系統的一個綜合運用，應用到實際的采礦作業中，就是通過對于整個采場采礦點做一個三維式的數據掃描，進而形成全面的數據分析，根據數據內容，建立其精準的模型，圍繞模型再進一步完成對于充填工作的開展，又將進一步提高整個工作的效率。

（4）提高采礦質量。采礦技術的根本是為了采礦質量所服務，而采礦質量一直是采礦工業中的“老大難”問題。對于部分礦山企業而言，采礦技術的關鍵并非質量而在于數量，為節約成本或者其他因素的考慮，采用較為落后的開采技術，不僅浪費了大量的礦產濟源，還破壞了周邊環境。面對這一問題，相關政府部門要綜合分析，根據礦山企業的實際情況，合理進行干預和監督工作，確保礦山企業在保證開采安全與生態的同時，注重對技術的更新和企業文化的調整，逐步提升采礦質量，實現企業的可持續性發展。

（5）相關管理工作的落實。參與到采礦設計的采礦技術人員應當都具備一定的采礦技術工作經驗，能夠協助采礦工程師完成采礦工程設計及采掘計劃，并根據礦山的發展規劃和生產計劃，進行井下采掘技術工作，保護礦山資源，提高出礦品質，降低損失率和貧化率。圍繞這一問題，礦山企業應當加強對于技術人員的篩選與培訓工作，以提高其技術能力及安全保障能力。

除此之外，在采場進行開采時，運用到充填采礦技術時，通常都需要配合充填站的建立來完成對于充填材料的制備與運輸，以確保充填工作的有效進行。

4 結語

綜上所述，充填采礦技術現階段已經成為我國采礦技術中的核心技術手段，且我國目前主要采用的大部分都是新型充填采礦技術，對于礦山企業乃至采礦工業而言都具有較高的經濟效益和社會效益。

然而隨著時代的發展，對于技術要求會越來越高，相關工作人員也要不斷的進行深入的研究，在材料、技術等方面都做出創新創造之舉，全面推動我國礦產開采事業的進步。