充填采礦技術應用和存在的問題研究

馬驅

（廣西河池市桌泰建筑工程有限責任公司大新分公司，廣西崇左 532315）

對于采礦充填技術的應用，具體來說是在采礦時，針對采空區域利用部分采礦廢料，如工業廢渣等，在采空區進行充填，以免采礦時，機械設備震動導致巖石發生松弛或者地表有沉降問題，從而能夠保障礦產資源的充分應用。此外，還為現場工作人員提供了安全的工作環境空間，有益于采礦事業的未來建設和發展。在采礦時經常會有殘渣產生，將其在采礦區內進行直接充填，可減少殘渣運輸發生的費用，又保證了四周巖石的牢固性，規避采礦時可能會產生的一些潛在性危險，可確保工作人員的生命安全，也使采礦工作更加有序。

1 充填采礦技術應用發展分析

1.1 國內研究現狀

在采礦時，我國對于充填采礦技術的使用時間非常早，所以累積了大量的經驗。在20世紀之后，由于環境低碳等相關理念的提出，需要在采礦時有效處理好礦渣，以免由于處理不當危害四周的生態環境。目前，我國采用最多的方法便是膠結技術，該項技術在普通的金屬礦山開采時，有很明顯的作用和效果，使礦山開采效率有所提升。之前開采大且厚的巖石時，通常會用崩落法，該項方法會使礦石有較大的損失，且礦石質量也不夠理想，降低了企業的經濟效益[1]。

1.2 國外研究現狀

例如在加拿大區域，將膏體充填技術應用在了十幾座礦山當中，開采時應用膏體充填技術不但能加快開展速度，還對四周的開采安全性給予了保障，工人有更高的積極性。此外，加拿大的學者在不斷探究當中，會在礦區當中填加一些其他綠色充填物，使礦山企業的效益有所提升[2]。其中，礦山充填技術如表1所示。

表1 加拿大礦山充填技術

在德國，很多礦山開采時，也應用到了膏體充填技術，并取得了很好的進展和突破。例如：當前已經研制出高濃度的膏體制備設備，在井下可以隨時補償膏體充填材料，也建立了濃度測試充填系統，同時有膏體研究試驗站和相應的測試中心。

在南非區域，為了將膏體充填中，有較大投資的問題進行解決，規避管路系統較高的維護費用問題，很多學者針對充填漿料進行了試驗，改善其配比，通過最佳的填充漿料配比，降低成本。

2 采礦工程中對充填技術的應用分析

在采礦工程當中，針對采空區采用的充填技術，主要是通過砂礫材料完成充填內容，使其對支護提出的效果有所滿足，預防圍巖以及自身發生降落而出現的變形問題。

2.1 水利充填法

充填技術在我國的使用，最早的一項方法便是水利充填法。該項方法應用的原理是，將固體材料當作漿料，即使發生長距離的運輸，也不會有較高的成本，并有著非常高的自身傳輸效率，不會受到地形和季節產生的影響和限制。目前，對于高濃度漿體管道和自身直流輸送過程，我國已經進行了研究，并且成功應用在了采礦工程中[3]。

2.2 膠結充填法

水泥充填法的應用，是將不需要的廢棄材料當作水泥的充填體，所以有著非常廣泛的應用。在填料尾砂內部有大量的顆粒存在，進而不斷增加本身具有的膠結面積，體系由本身的觸變性構成。目前，高尾砂膠結充填技術，在我國的采礦工程當中使用已經非常成熟，且應用較為廣泛，應用率高達80%，對材料進行輸送時，質量也達到了70%。

2.3 膏體充填法

我國對于膏體充填法的應用，還有很多不完善之處，需要繼續探究和發展。該項技術與我國應用的其他充填技術相比較還有些落后。膏體充填模式的應用，由于本身的質量會受到自身混合形式、含水量、構成以及混合質量產生的影響，所以限制非常多，導致使用時有很強的復雜性，加之自身有較高的技術含量，操作管理也異常復雜，需要對大量的實踐分析進行應用，才能使其得到持續性優[4]。

3 充填采礦技術應用中存在的主要問題

3.1 材料較少

充填裝需要應用新材料以及先進的充填工藝，但因為混凝土施工有極強的復雜性，加之礦山與礦山之間的差異性存在，所以對于材料的挑選需要認真探究。根據膏體、挖掘、新的規定等，很難對充填材料進行選擇，因此要對膏體要求有詳細的了解基礎之上，才能強化針對材料性能展開的研究工作。

3.2 需強化采礦篩選總體思路

針對現場采光內容的開展來說，目前使用的采礦篩選總體思路還有很多不完善之處，例如：在對現場開發進行篩選時，綜合比較以及分析工作并不到位，很多具體的情況被忽視，也有盲目性存在。正是因為對地質以及現場等相關因素的探究工作不夠具體，才導致開采率和總產值方面不夠理想，一旦有問題出現，采礦便會遇到阻礙。所以，在采礦之前，技術人員一定要深入調查好采礦現場，結合現場具體情況編制最理想的充填流程[5]。

3.3 管理體制不夠完善

站在充填站的角度來說，之前的過程不會起到監督管理的效果。當前，有些充電站并沒有對電子以及相應的機械設備進行配置，例如：泵、濃度計以及流量計等，在許多層面還需要提升工作的有效性。針對充填站開展的管理工作，相應的規章制度不夠完善，以至于在日常工作中，系統的檢查相對缺乏。在此前提下，充填站施工工作會有盲目性和混亂性存在，定期抽檢不能按時完成，這些都不利于礦山工作的未來發展。此外，有些礦業公司在具體操作時，未針對技術人員進行技術培訓，所以會有質量問題存在，也使礦山安全質量得不到保障[6]。

4 充填技術應用以及發展前景分析

4.1 優化充填管理措施

礦山充填站負責人員需要做好礦山項目的管理以及一系列的分配工作。其中，購買先進的電子設備和機械設備，能夠使充填站工作有更強的便利性，也會通過充填設備使填充站的發展有所提升。充填站的日常工作，會有管理不到位等相關情況出現，管理問題會引發設備問題，進而對能源開采產生很多不良影響。為解決該類問題，一定要改革相應的管理，使其更加完善，定期檢測設備的運行并對系統的檢測流程加以編制，例如統一存儲充填站的充填材料。

無論是電子設備還是開采機械設備，都要指派專業人員對其定期檢修，及時維修已經發生的故障和問題設備，避免由于設備問題，對正常開采工作造成影響。

4.2 創新采礦充填技術思路

對于充填采礦技術的應用，對于企業的未來發展、強化競爭力有著積極的作用，所以要將充填采礦技術做好相應的創新，使其思路得到拓展。①要詳細分析以往使用的充填工藝，對充填特征有詳細的了解；②結合礦物類型以相應的特征，進一步研究和創新充填過程，如有些大型礦體中的礦石十分穩定，但對其資源開采時異常艱難。面對這些情況，需要對深孔淺層回采工藝進行選擇，進而獲取良好的開采效果。其中，可使用高水材料和石材膠凝材料，使其成為充填材料，進而對采空區進行更好的修復和充填。利用回填采礦技術和創新思路，可以使采礦成本和開采效率有所降低，以便更好地革新充填技術開采效果[7]。

4.3 加強對充填材料的創新研究

充填采礦技術的使用，一定會應用到各種充填材料。充填材料的不同，對充填采礦技術產生的影響也不同。好的充填材料，不但可以提升采礦工程本身的效率和質量，還能確保工程的安全性，在不斷創新和發展采礦技術之后，回填材料的使用也開始面向充填和固化材料發展，所以要不斷加強新填以及固化材料的研發。其中，我國對于固化材料的使用，材料本身有著非常快的固結速度，效率極高且濃度也比較低，在使用方面有極強的便捷性。

5 結語

總之，對于充填技術的應用，在采礦中取得效果非常突出，有益于采礦行業的未來可持續發展。采礦企業需要對該項技術的應用優勢充分探究，依照技術使用原則，分析出目前存在的應用問題，以便采取相應的措施解決問題，使技術發揮出更大的價值作用。