充填采礦法的優勢及應用研究

陳國忠

中國黃金集團夾皮溝礦業有限公司北溝礦 吉林 樺甸 132411

引言

隨著科學的進步，充填采礦法和充填技術的應用都得到了很大的進步，本文對二者的改進進行研究討論。首先分析了充填采礦法在國內外市場的運用發展以及歷史，然后還對該方法的優勢進行了詳細分析，最后還提出了一些改進方法。希望本文能夠對相關工作人員能夠提供有力參考。

一、充填采礦法的概述

隨著經濟的發展我國的采礦行業也得到了迅速的發展。采礦是需要在地下進行工作的，所以采礦之后會在地下形成一個采空區，如果不對采空區進行填充好，就會使得采空區周圍的巖石無法再得到有力的支撐，地壓也無法得到有效的控制，所以對于采空區，我們就必須要做好有效的處理，使得圍巖的能夠得到有力的支護，能夠很好的對地壓進行有效控制，目前采用的方法就是使用一些合適的材料對采空區進行填充回去，充填滿采空區。對于填充材料的使用我們可以選擇比較多材料，比如有廢石，尾沙和水沙，還有爐渣等材料。隨著回采作業的進行，我們就可以使用充填采礦法，使用充填材料對采空區進行充填的采礦方法。跟其他采礦方法相比較，充填采礦方法具有比較多的優勢，它可以使得充填的地面不會產生沉陷的情況，而且其他一些采礦方法可能會造成巖石的移動，但是該方法就可以很好避免發生巖石移動，礦場的回收利用也可以很好的得到提高，這些都是它具有的優勢。根據充填采礦法的實際操作作為基礎，對充填采礦法和充填采礦技術的應用進行了研究，并且還對它們的改進方法進行了討論。

二、國內外對充填采礦法的應用

在1980年，這段時間內，國外的一些發達的國家，已經越來越關注環境問題了，并且對環境保護的要求也越來越高了，保護生態環境的法律已經在很多發達國家被建立起來。在金礦方面對環境保護的要求也越來越高，比如在進行地下金礦開采的過程中所形成的固體廢物，不可以隨意丟棄，必須要進行合理妥當的處理，如果不把廢棄物處理好，政府將會強行讓其罰款，更嚴重的甚至要求企業停產。在這樣的環保要求下，充填采礦法在國外就得到了很廣泛的應用。

目前，膠結充填技術已經得到了一定的發展，這就對金屬礦山進行地下開采有著非常大的影響。原來對于回采極厚大的礦體的時候，我們采用的方法是崩落法，使用這種方法，貧化率和損失率都比較大。如果使用膠結充填技術之后，能夠很大程度的降低貧化率和損失率，這樣對高品位的礦石以及高價位的礦石的回收率也更大。如果充填膠結技術能夠與大型無軌設備進行結合運用的話，能夠使得勞動生產率得到提高，與此同時，對于井下工人的勞動條件也可以得到很大的改善。目前，對環境保護的要求越來越高了，隨著經濟和科學的不斷發展的充填采礦法的運用已經得到了很大程度的發展，并且運用也越來越廣泛了。在國內外的有色礦山中，使用充填采礦法進行金礦開采已經越來越頻繁了。目前，充填采礦法在我國的使用比例也更大了，與此同時，該方法在我國的采礦行業也已經得到了一定的成果，在將來更加頻繁的使用該方法也能夠帶來更大的效益。

三、國內外充填技術的發展歷程以及技術應用

下面我們對充填技術的發展歷史中，對充填采礦法的進步和發展中最大的困難就是充填技術的發展。充填采礦法進行使用后一直無法得到很大的發展進步，直到1957年，膠結充填的研究和應用得到了很大的發展，這次發展是由加拿大鷹橋公司哈迪礦在分級尾沙加硅酸鹽水泥的膠結充填的研究和應用中得到的，使得生產使用階段也可以運用膠結充填技術，這次的進步，使得充填采礦法得到了很大快速的進步發展。如果對膠結充填技術的發展進行分階段，那么大概可以劃分成三個階段，分別是水力充填，高濃度充填和膏體充填這三個階段。前兩個階段是比較前的使用技術，最后一個膏體充填技術的運用是近幾年才有了很大的快速的發展，膏體充填具有比其他兩個階段的充填技術更大的優勢，它的優勢包括:強度很高，水泥的消耗量減少，與此同時，對于那些需要遠距離運輸的材料，根據膏體充填特有的性質，比高濃度充填具有更多的優勢。目前，膏體充填采礦法運用最廣泛的就是加拿大，并且也在該技術方面有了很大的進步，而且國外已經有很多國家也已經采用了充填采礦法進行開采工作，該采礦方法也得到了很廣泛的運用。

對我國的充填技術進行分析，大致可以分為四個階段。第一階段就是二十世紀五十年代，對于廢棄物的處理方法，廢石干式充填工藝就已經被運用了。第二階段就是接下來的十年發展也就是1960到1970這十年間，這時候采用的是濃度較低的砂漿和普通的混凝土進行充填，用這種充填方法取代了之前用的干式充填方法。下一個階段就是二十世紀八十年代，這時已經不再使用低濃度的砂漿進行填充，取而代之的是高濃度的砂漿，塊石膠結充填技術已經進行研究，并且得到了很大的技術突破，已經投入使用了。最后一個階段就是二十世紀九十年代，這時候膏體泵送充填技術的研究已經有了很大的突破，并且投入實際應用中。目前，我國已經擁有三套膏體充填系統，對于充填技術的研究也在繼續進行中。在這時候我國的充填采礦法技術跟世界其他國家相比，已經有了很大的進步和發展，位居世界前沿水平。

四、在經濟，環境和技術方面充填采礦法具有的優勢

1.在經濟方面的優勢。充填采礦法的優勢有以下幾點:采礦比較靈活，回采率比較高等。如果與崩落法進行比較，在成本消耗方面有很大優勢，同時還可以取得更大的經濟利益。并且在前期能夠對高價位的礦物進行高效開采，所以就可以使得盡快的收回成本。在環保方面的經濟效益也比其他采礦法更高。

2.在技術方面的優勢。采礦的深度在不斷的增加，這就使得采礦中出現的問題也越來越多越來越復雜，比如溫度高，應力大等問題出現越來越多，這些問題的出現會對采礦工作有阻礙。如果是對深井進行開采，還可能會出現巖爆的問題。所以考慮到造成后果太嚴重，我們就需要盡可能的控制和減少巖爆的發生，目前采用的方法多數是減少采空區的體積來進行減少巖爆問題。對采空區體積的減少我們目前可能用三種方法，分別是降低回采寬度，留有間隔的條形礦柱，最后就是采用充填采空區的方法。最后這種方法與其他的方法相比較有最大的技術優勢，所以被廣泛的運用在開采過程中。

3.在環境方面的優勢。眾所周知，采礦行業對環境的破壞是非常大的，所以不能夠追求經濟利益而忽略了對環境的影響，這樣會使得經濟效益無法長久得到保證，這樣不僅無法得到更多的經濟效益，反而會帶來更多的經濟損失。目前我們如果使用充填采礦法，就可以很好的解決環境破壞的問題，用這種方法可以很大程度的對環境有著保護的作用。在環境保護中，充填采礦法具有的環境優勢就是可以很好的防止充填地表發生沉陷的情況，這樣可以對地表的建筑或者是名勝古跡有著保護的作用，還可以很好的保護周圍人群的人身和財產安全，而且這種方法的開采是完全不會帶來廢棄物的，并且不會給環境帶來破壞。并且使用這種方法，可以很好的把絕大部分的尾沙都充填到采空區，能夠很大程度的減少尾礦庫垮壩的情況發生。

五、對充填采礦法的改進方法

充填采礦法與其他的采礦方法相比較，具有非常多的優勢，這就使得在我國運用已經很廣泛，并且也已經取得了較大的成果，雖然如此，但是充填采礦法也還有一些需要改進的地方，比如該技術的成本相對來說也是很高的，這也能夠很大程度對企業的經濟效益產生影響，所以這點已經成為關注的重點。而在成本中最大的就是充填材料的成本，所以經過改進，我們需要選擇低成本高強度的新型的填充材料，這種新型材料就是膠凝材料，這樣可以很大程度上降低充填采礦法的成本。

為了能夠更好的適應多變的井下作業，以及能夠更好的提高填充材料的強度，膏體充填技術已經取得了較大的改善。使用膠體充填技術能夠很好的降低成本，提高充填的效率以及生產效率，并且還可能提高井下作業的安全性。所以很多采礦企業已經放棄了原來傳統的采礦工藝而選擇目前改進后的膠體充填采礦法。在使用過程中還可以通過增加粗骨料來增加膠體充填材料的強度，還可以通過使用泵送劑來提高輸送能力。通過使用試驗，我們發現膠體充填采礦法的效果很好，能夠對井下的安全作業有些很大的保障，還可以改善作業環境，提高工作效益。

六、結束語

通過本文對充填采礦法的技術運用的分析，讀者對這種采礦方法能夠有更深入的了解。充填采礦法與傳統采礦方法相比，有很多的優勢，所以我國金礦開采行業更加廣泛的使用該技術，同時也要對該技術進行更加深入的研究，使得充填采礦法能夠更好的服務于金礦開采行業，增加金礦開采行業的經濟效益。