地下礦山充填采礦若干技術問題的探討

齊 陽

（陜西鉛硐山礦業有限公司，陜西 寶雞 721707）

1 地下礦山充填采礦技術的優勢

1.1 提高礦山開采的安全保障

近年來，地下礦山開采的安全問題得到了社會的廣泛關注，企業公司也對此類問題重視起來，致力于尋求技術上的突破。而充填采礦技術就是采礦事業的核心突破點。充填技術運用了其充填體力學作用機理，充填體結構作用機理，充填體讓壓作用機理等。將充填體充入采場，改變了采場巖壁的應力狀態，使其單軸或雙軸應力狀態變為雙軸或三軸應力狀態，圍巖的強度得到很大提高，支撐力也大大增強，確保了壁巖的安全性穩定性[1]。當礦業人員在地下開采時，會破壞原來的地質機理結構，使原來的維持平衡和承受載荷的“幾何不變體系”變成了幾何可變體系，導致對周圍巖石的連鎖破壞反應，那么，充填體的進入到采場，盡管原來的巖石結構被破壞，也會起到支撐和維護巖層結構的作用，在很大程度上，可以避免圍巖結構系統的突變失穩。由于充填體的體積大過原巖體，因此，充填體能夠使其周圍的巖石地壓得到緩慢釋放，從能量的角度來看，是限制能量釋放的速度。充填體與缺失支撐的巖石壁相結合，組成了一種新型的巖石層結構，將缺失的巖石應該承受的能量和力度轉移到充填體上，共同維護采場的穩定。因此，解決了采場的內部坍塌隱患，也就保障了礦山開采的安全性，保障了開采人員的生命安全與健康。

1.2 大幅降低礦石的采礦損失率，提高礦山資源的回采率和利用率

技術上的突破，使地下礦山開采事業得到了前所未有的發展，更是上升到了一個新高度。地下礦山充填技術的應用，不僅保障了礦山開采事業的安全性，也大幅降低礦石的采礦損失率，提高礦山資源的回采率和利用率。在充填采礦技術上，因為巖石開采的不同，也有很多的充填方法，在這里舉例一些先進的方法，例如階段充填采礦法，窄分段分采空場法，進路充填采礦法，無間柱階梯式連續回采分層充填采礦法。針對不同的巖石層選擇不同的充填開采方法，大大提高了礦業開采的效率，避免了以往的落后的開采方法帶來的能源浪費和安全隱患，這也使我國的地下礦業開采技術走在了世界的前面。階段充填采礦法具有回采工藝簡單，效率高，成本低等空場采礦法的優點，同時又具有與嗣后一次充填礦房相結合的靈活性，較之其他開采方法的優越性，在地下巖石層開采的整體穩定上做足了準備和功夫，適用于大規模的礦業開采。窄分段分采空場法的特點在于沿礦脈走向劃成窄分段，并以此分別開掘鑿巖天井，然后從鑿巖天井向兩側的極薄礦脈內鉆鑿炮眼，以分采薄礦脈，不采圍巖。

相比傳統的采礦方法，窄分段分采空場法的優點可見一斑，回采工序簡單，降低了礦山開采成本，提高勞動生產率，提升了礦山資源的回收率和利用率，充分的利用地下的資源。進路充填采礦法的技術成熟，可靠，受到業界人士的喜愛。該采礦方法與其他采礦方法大為不同，適用于大面積的地下開采區，和礦體的地質成因與開采技術條件都會發生較大改變的復雜山體[2]。無間柱階梯式連續回采分層充填采礦法取消了間柱和點柱，使得礦石損失率明顯降低，這種方法隨著工藝系統的不斷完備，將朝著連續化，無廢化方向發展，適用于深部生產連續化，大規模化高地應力山礦。

1.3 減少環境污染

可利用礦山廢石和選礦尾礦進行充填，大幅減少礦產開采廢石及選礦尾礦的排出，少占壓耕地和林地。以往的礦山開采工程，都會對周圍的耕地和林地造成破壞，巖石的坍塌還會留下泥石流的隱患，包括地表植物的生長也產生較大的影響。在充填采礦技術的實施中，消除了地表出現的下沉和變形，對一些礦區中的空礦進行有效充填，確保了當地地表維持大致的原貌和生態平衡。同時更重要的是實現了污染物的減排，在每完成一個階段的開采工作后，總會產生大量的廢料廢渣，這些廢棄物不能得到有效的處理，常常被擱置在廢棄的礦山中，或者占用周圍的土地造成破壞。借助充填采礦技術，實現了將開采出的殘渣廢料重新擱置回地下，很好的解決了環境污染的問題，另外，采用充填式采礦技術，通常是具有自燃效果的礦床，這樣就能夠很好的避免了火災事故的發生。在追求經濟效益的同時，更保護了環境效益。

1.4 可減少尾礦庫容，減少礦山建設的尾礦投資

采用充填開采技術的另一個重要原因在于，對投入資金上的節省。充填開采技術的應用十分廣泛，主要可以應用于緩傾斜礦體，水平礦體，分支復合礦以及急傾斜礦體等不同的礦體，應對各樣的開采條件。為礦業人員節省了成本。

2 地下礦山充填開采技術的發展趨勢

（1）地下礦山充填開采技術在地下采礦事業上發揮了重要作用，科技人員應當繼續研制創新技術，擁有一套科學的，完善的，持久性的充填開采技術方法，使得人工與智能相結合，更好的發展礦山開采事業，不斷地改進，引進，提高機械化，加強數字化，智能化。

（2）地下礦山充填開采技術的應用要結合開采的礦山特點，不能盲目的開采，發掘礦石。加強技術人員的能力，不斷學習先進知識，做先進科技人才，為礦山開采發表寶貴的意見。同時，山體的不同，其內部構造也不同，要科學的斟探，測量，學習地理知識，了解地質結構，充分發揮現代科學的實用性，先進性。

（3）深化充填開采技術的發展方向。隨著社會的向前發展，有限的資源將不滿足無限的人類需求，地表的礦產資源日益枯竭，人們將眼光投向了地下，地下礦山的大力開采，將會引起一系列的問題，如何做到資源利用率百分之百，這是一個永遠的難題，等待著人類去解決。所以，除了不斷的開采地下礦山，更重要的就是提高開采技術和資源利用技術。雖然充填技術存在著一些弊端和不足，但是它正朝著機械化，自動化和智能化方向發展，日益完備，發展前景是十分開闊的。

（4）借助于一些高效的充填裝備，提升充填操作的自動化水平。如今，越來越多的礦區采用充填開采技術，這的確推動了礦產業的發展，但是，仍有不足和漏洞，例如在工作時，自動化水平很低，工作依靠人力的百分比達到最大，一定程度上限制了礦區的發展，針對這種情況，技術研究人員需要著力研制一些高效的采礦設備，如真空過濾器，高效濃密機，盤式過濾機以及陶瓷過濾機等，這些設備能夠更好的保證高濃度礦漿的制備。實現自動化的道路任重道遠，為此，要付出更多的努力與汗水。

3 結語

隨著科學技術的進步，礦山開采技術的不斷完善，充填法已經成為里地下礦山開采的高效方法之一，并且具有自身獨特的優點，如提高安全性，回采率，利用率，和對地表環境破壞較小等等。

但是隨著日后對礦山開采的深度日益加大，我們也要考慮到其帶來的影響，沖擊地壓或巖爆，采礦地震，采礦場和巷道圍巖失穩等潛在地質災害增多，充填法可以有效地預防和控制這些災害，保證井下安全高效開采，但是也不能忽略其弊端和可能帶來的影響。