充填采礦技術應用發展及存在問題研究

張琳琳，馬蘇龍，伍 晨，文皓亮

（金川集團股份有限公司，甘肅 金昌 737100）

在我國采礦企業進行采礦操作的過程中，隨著多種采礦技術的應用，很多工作人員在進行工作的過程中都意識到了充填采礦技術相對于其他采礦技術而言有著回采率更高、環境保護效果更好的特點。因此，很多工作人員在進行采礦的過程中，都會針對這種技術進行應用。

1 充填采礦技術的概念與特點

1.1 充填采礦技術的概念

所謂充填采礦技術，就是指在進行采礦的過程中，不再沿用傳統的采礦技術，而是在進行礦區回采的過程中，就將填充材料不斷地向采礦區內部運回，并加以填充。通過這樣的方式，就能夠保證回采作業的安全性能夠得到極大的提升，充填采礦技術同樣是一種人工支護采礦方式[1]。

1.2 充填采礦技術的特點

在進行采礦的過程中，由于充填采礦技術在進行回采作業的時候，擁有充填體的保護，因此安全性較高，并且在新型回填的過程中同時進行填充材料的運輸。因此，這一方法也不認為是一種在眾多采礦技術中能夠兼顧安全性與效率性的方式。充填采礦最顯著的特點就是其安全性較高，因為在進行采礦的過程中回采時對于礦區的有效保護，因此，能夠避免許多由于采礦而引起的地質災害發生，也就從根本上避免了由于各種地質災害發生而引發的安全性問題。其次，在進行充填采礦技術應用的過程中，其工作效率要比普通的采礦技術更高，這是因為在進行充填采礦技術應用的過程中，充填采礦技術，能夠有效地提升礦產的回采率，并且也提升了對礦物質的利用率。第三，在進行充填采礦技術應用的過程中，由于充填采礦具有較高的效率性，采礦效率的提升必然會達成經濟效益的提升，另外，在進行充填采礦技術應用的過程中，填充材料的高效使用也可以有效地進行成本節約，這也就進一步的提升了采礦過程中的經濟效益[2]。最后，在進行充填采礦技術應用的過程中，工作人員多數會使用高能材料進行對于礦山的填充，由于填充，也極大地降低了地質災害發生的可能性，因此具有一定的環境保護作用。

2 充填采礦技術應用過程中存在的問題

2.1 進行技術選擇過程中的問題

在進行充填采礦技術應用的過程中，需要注意進行技術選擇時，應當因地制宜。也就是說在進行技術選擇時，應當根據礦區的具體情況來進行技術的選擇與應用，如果僅憑借個人經驗，脫離礦區實際進行技術選擇很有可能會導致采礦效率低下的情況發生[3]。例如，在穩固礦巖區域進行采礦，如果應用充填采礦技術，那么就需要采用高水材料或是為砂作為填充體，只有這樣才能夠保證回填的效果較好。但很多企業在進行充填采礦技術應用的過程中，為了進行成本上的節約，盲目的選擇了廢石進行礦山的回填，這直接導致的礦區的生產效率大大的降低。

想要針對這種情況進行解決，首先需要在進行礦山開采前派遣專業的工作人員前往礦區進行實地考察，并根據考察的結果進行分析與研究。以企業的實際情況為基礎，礦區的實際情況為依據，完成對于采礦技術的選擇，通過這樣的方式使采礦技術能夠最大限度的契合礦區的實際情況。另外，在企業進行運行的過程中，也需要及時的針對采礦人員進行相應的工作培訓。通過工作培訓的方式，使采礦人員的綜合素養能夠得到一定的提升，企業還可以通過定期的資格考試以及技術知識考試等方式針對采礦人員的綜合素養進行考驗，通過這樣的方式來提升礦區工作雖然的整體素質。

2.2 填充材料研發問題

想要進行充填采礦技術的應用，就必須要針對填充材料進行相應的研究。在采礦企業進行采礦的過程中，不可能只在一個區域，或是某幾個區域進行采礦操作。由于企業的采礦區域較廣，各個區域內部的結構與地貌都有著較大的差異，因此，在企業進行采礦過程中，不可能只應用一種填充材料來進行礦山的回填。并且在目前其技術都在不斷發展的前提下，我國進行礦產太極與開發的過程中對于充填采礦技術應用過程中的填充材料的整體要求也在不斷的進行著提高[4]。但是很多采礦企業在進行采礦的過程中，對于填充材料仍然沒有進行相應的改革與創新，一直處在滿足現狀的階段。他們在進行采礦的過程中，往往認為只需要能夠完成回填這一操作就可以了，至于填充材料的好壞，并不在他們考慮的范圍內，因此，這些企業并不愿意進行新型材料的研發。

對于這種情況的解決方式就是必須要使這些企業進行新型填充材料的研發與推廣。目前在我國充填采礦技術應用的過程中，對于填充材料的需求逐漸向著高強度，低成本的方向前進。最近，由于人民群眾環保意識的上升，還需要填充材料，具有一定的環保性，或是對于環境改善較為友好。此外，在填充材料的性能方面，也需要保證填充材料的抗壓性，壓縮性。在具體的實際操作中，企業在進行充填采礦技術應用的過程中，應當選擇高水性質的填充材料進行礦山的回填，通過這樣的方式能夠有效的避免地下污染。另外，采用這種填充材料進行礦山回填，還能夠降低填充材料的運輸成本，在保證環保效益的同時，也能夠最大限度上的維護企業的經濟效益。

2.3 礦區管理制度的問題

目前，我國許多采礦企業在技術與設備上都較為完善，通過對于技術與設備上的完善，能夠完成企業所需要完成的采礦任務。但是，在采礦企業內部，對于人員管理，設備管理以及技術管理等方面卻沒有進行完善的制度上的建立。甚至有一些企業在進行制度建立的過程中僅僅只針對考勤制度、工資制度進行了簡要的建立，這也就導致了很多采礦企業在進行礦區采礦的過程中，管理流于形式，由于沒有相應的規章制度，進行有效的約束，也導致了這部分企業在進行礦區采礦的過程中，工作人員經常有操作不規范的情況出現，導致了危險系數與生產成本的提升，不利于企業的發展。

針對這種情況，采礦企業必須要將管理制度進行完善，并建立起嚴格的規章制度。保持對于等會過程中的操作規范、采礦的速度、采礦石設備操作的規范方式以及充填采礦技術應用過程中的填充材料的質量進行相應的要求，這樣的方式能夠最大程度上避免由于技術失誤、材料把控不過關以及人員素質不到位而造成的損失。

3 充填采礦技術應用的發展

3.1 進行采礦工藝的改革與創新

在進行采礦的過程中，想要針對充填采礦技術進行應用，首先就需要將礦山采礦技術與礦床開采技術的條件以及礦山的整體特點相結合，通過這樣的方式來保證充填采礦技術能夠應用于不同狀態的礦山。

例如，在進行采礦的過程中，如果需要開采的是緩傾斜極薄礦脈（如圖1），那么工作人員在進行采礦的過程中，就可以采用礦鹽分掘的方式進行礦山開采，針對進行礦山開采過程中出現的廢棄石塊，可以將它們拋擲充填空區，通過這樣的方式完成對于緩傾斜極薄礦脈的開采。

圖1 極薄礦脈

但是當采礦隊伍進行礦巖較為穩固的礦脈的開采的過程中，就不能夠再采用進行緩傾斜極薄礦脈開采過程中所采用的削壁填充采礦法以及暴力運礦采礦法，而需要根據實際的礦山情況進行開采。例如采礦人員可以采用鏤空區用尾砂膠結塊石膠結或高水材料進行填充的方式進行采礦。也就是我們經常提到的階段連續回采，快速填充采礦技術。這樣的技術應用于礦巖較為穩固的礦體開發過程中，能夠有效的增大采礦效率，并且降低采礦企業在進行采礦過程中可能出現的成本，同時在進行采礦的過程中，還針對采空區進行了相應的處理。

另外，在工作人員進行采礦場地設計時，必須要針對多種情況進行綜合考慮。這是因為采場設計與充填采礦技術應用后的質量高低息息相關。目前很多采場在進行設計的過程中，都采用了幾何形狀的設計方案。這種方案之所以被廣泛的應用，通常情況下是為了能夠有效地適應礦山生產的整體要求，并且從最大限度上保證礦山生產過程中的交通較為便利、通達。而填充材料的質量以及充放點是否方便，卻沒有放在采場設計的考慮范圍內。在進行礦山采礦的過程中，一旦填充材料出現了離開漿體供給管路或是車輛鏟斗，那么填充材料的質量就無法再受到礦山工作人員的控制。因此，在進行充填采礦技術應用的過程中充放點位置將會極大的影響到充填材料的分凝度情況。因此，在進行充填采礦技術應用與發展的過程中，必須要針對采礦過程中的工藝進行改革與創新，通過這樣的方式來保證采礦技術能夠更好地服務于企業進行采礦的過程。

3.2 針對新型填充材料進行研制

目前，在我國應用充填采礦技術的采礦作業過程中，很多充填材料都不能夠滿足充填采礦技術的相關需求，應用了這些充填材料，很容易導致采礦效果降低，因此想要針對充填采礦技術的應用進行發展。充填材料的物理特性包含了孔隙率、粒度、級配、抗壓抗剪力學強度等等方面，充填材料的物理力學特征取決于骨料的成分，以及骨料的結構。它能夠直接影響填充體的強度，也就間接影響了采場的穩定性，這是在應用充填采礦技術過程中必須要進行的材料基本性能研究。因此，只要是在進行采礦過程中應用了這一技術的國家，就必須要針對這一方面進行一定研究。

例如，如果在進行礦山回填的過程中，采用高水材料進行回填，那就可以使用全尾砂，豐田體固結的速度較快，也不會出現重力水排出的情況。因此能夠有效的完成保護環境，降低環境污染的作用。但是這種材料強度不高，且材料的成本價格很高，在進行使用的過程中，仍然存在著較大的缺點與不足，依然有著非常大的改進空間。因此不僅可以針對充填采礦技術進行發展，還可以從填充材料的研制與研發入手。

3.3 針對礦山填充設備進行研發

在應用充填采礦技術的過程中，礦山填充設備的自動化程度以及填充速度的高低能夠直接針對礦山的工作效率進行影響。目前我國的礦山填充設備普遍存在著技術性能較差，在進行工作的過程中穩定性較低的情況，這些情況都極大地制約了充填采礦技術的發展。因此，必須要針對礦山填充設備進行研制與研發，通過這樣的方式能夠有效的提升礦山充填自動控制與自動化的水平，進而使充填采礦技術得到應有的發展。

在進行設備研制的過程中，工作人員應當針對高效濃密設備進行研制與研發，通過這樣的方式保障高濃度全尾礦漿的制備總量，并且在進行設備研發的過程中，還需要針對礦山填充設備在運轉過程中的磨損程度盡可能的降低，改善輸送管易堵塞的現象，并通過設備的研發建立真正意義上的自動控制系統，從而推進充填采礦技術的發展。

4 結束語

總而言之，隨著我國采礦事業的不斷做大做強，我國的采礦企業在進行采礦的過程中也需要針對科學技術進行應用與結合，不斷針對充填采礦技術應用的過程中出現的問題進行改進。并針對充填采礦技術進行不斷的發展，使其能夠在我國采礦企業進行采礦的過程中發揮更大的作用。