采矿工程中充填技术的应用与发展

采矿工程中充填技术的应用与发展

梁鹏亮

山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东莱州261442

摘要：随着社会的发展，我国的采矿技术发展迅速，井下充填技术也得到了广泛的应用。文章结合实际工作，对充填技术在采矿工程中应用的原则和目前存在的问题以及今后发展的策略进行了阐述，以期与同行就此进行探讨、研究，推进充填采矿技术的广泛应用。

关键词：采矿工程;充填技术;应用;发展

引言

在我国社会经济持续发展的大势头下，采矿行业也在发展。我国采矿企业在激烈的市场竞争之下，不断更新采矿技术。在采矿技术的应用上，充填技术得到了比较广泛的应用，是一种相对先进、安全的采矿技术，在实际应用中，能够提升矿产的回采率，对于采矿工程的整体效率和安全性都有一个大的提升，使采矿企业能够获得较高的经济效益，促进了采矿企业的稳定发展。

1充填采矿技术概述及其特征

采矿充填技术是在采矿过程中，对一些采空区利用部分采矿废料如废石、工业废渣等，将其填充到该采空区，这样可以有效避免在采矿过程中由于机械振动而造成的岩石的松落，地表的沉降等问题，保证矿产资源的充分利用，同时还能够保证施工工作人员的生命财产安全，有利于采矿业的可持续发展。另外，利用在开采过程中出现的残渣，直接充填到采空区域内，这样既降低运输残渣的运输费用，又让采空区周围的岩石更加牢固，减少了采矿过程中可能发生的各种潜在危害，同时保障了施工工作人员的生命财产安全，使采矿作业有序进行，同时为施工工作人员创造了良好的工作环境，减少了矿产企业的生产成本。

2采矿工程中常用的充填技术

充填技术是对煤矿采空区应用砂子、碎石等材料进行充填，以实现对围岩的支撑，有效避免围岩垮落和变形的一种技术。采用该技术管理顶板的采矿方法也称充填采煤法。国内目前应用较为广泛的有以下三种充填方法。

2.1水力填充法

水力填充法是一种使用比较早的充填技术，当前该技术已经成为了“三下”煤层、特厚煤层开采的主要顶板管理技术。该充填方法的原理在于制作固体物料为浆体或者膏体，通过远距离输送(几十米到几百里的范围)。该填充方法的特点是成本低、输送效率高，并且季节和地形均不会造成影响。当前我国已经研发完成了高浓度浆料管道自流输送工艺。

2.2胶结充填法

胶结充填法是以尾矿作为物料的一种胶结充填方式，在采矿工程实践中应用较为广泛。充填物料选择尾矿胶结主要是由于其含有较多颗粒，能够增加胶结表面积，进而形成具有触变性质的体系。国内早在上世纪八十年代，对高浓度的全尾矿胶结充填技术的相关研究就已较为成熟，并在煤矿开采中广泛应用。目前，该技术应用率已高达90%以上，输送充填物料质量也达80%以上。随着全尾矿活化搅拌机的逐渐应用，该技术将愈加成熟。

2.3膏体充填法

当前我国关于膏体充填法的研究应用还不够完善，和其他充填技术比较还处于初级阶段。该充填方法的质量受到多种因素的影响，如搅拌质量、搅拌方式、水分含量、颗粒成分等等，并且膏体充填法在工艺上比上述两种方法要复杂，技术含量更高，操作管理流程也比较复杂，还需要在实践中不断地深入和完善。

3充填采矿技术应用发展现状

国内将充填采矿技术应用到采矿过程中的时间较早，因此研究经验丰富。尤其自20世纪以来，随着低碳环保生产理念的提出，要求采矿过程中要将矿渣进行妥善处理，以免因处理不当而对生态环境造成较大的危害。近几年，国内采矿业较为流行的是胶结技术，该技术对于一般的金属矿山开采具有一定的促进作用，提高了诸多金属矿山的开采效率。在过去，对于厚且大的岩石的开采一般采用崩落法，该种方法造成开采出来的矿石损失很大，并且生产出的矿石质量不佳，造成矿产企业的生产效益极低。

4充填采矿技术在应用中存在的问题

4.1充填采矿技术仍有提高的空间

在现代的采矿过程中，许多的采矿企业为了节约成本，减少开支，对矿区充填技术掌握不到位，难以结合每个矿山情况来采用适宜该矿山的充填技术，因此在开采过程中出现了生产效率不高，施工人员安全事故等问题，从而降低矿山的开采效率，延误工期。因此当出现上面的问题时，需要结合当地的开采环境，对该矿山进行实地考察，根据调查结果，查询相关资料，对收集的数据进行整理和研究，找到适合该地区的最佳充填技术。

4.2充填采矿技术对材料的要求较高

采矿工程的具体施工中，需要应用相当复杂的采矿技术，操作性与技术性强。但是通常矿山的自身结构较为复杂，使得矿产量与设想的值存在很大差别。所以，在进行一些矿产开采时，单单使用充填采矿技术是远远不够的，还需要结合高强度的新型填充材料，以保障采矿效率和采矿产出量。但是，采矿企业如果进行大量新型填充材料的采购，又会导致企业的生产成本大幅度增加，影响企业的经济效益。

5应用充填采矿技术的发展策略

5.1完善充填站的管理制度

很多的矿山开采充填站配备了先进的充填设备以及电气检查设备，这些设备节约了充填材料混合的时间，并且能够使填充材料充分地混合，有利于加强对采空区进行加固。从目前来看，充填技术体系统缺乏相关的管理制度，导致设备没有发挥最大的作用，很多的开采设备没有达到寿命期就已经无法使用。另一方面，很多矿产企业的设备在使用很短时间后就要进行维修，大大增加了企业的维护成本。因此，必须完善相关的管理制度，根据不同的充填站制定出适合该厂的填充管理制度，制定出管理制度后，还要严格执行，这样不仅可以减少维修设备的费用，还能够确保填充材料的充分混合。

5.2创新新型的充填采矿工艺

采矿行业的发展，很大程度上离不开采矿技术的进步。在充电采矿技术应用的同时还要促进充填采矿工艺的持续创新，以促进采矿企业进一步发展，增强企业核心竞争力。对于充填采矿工艺的创新，首先要对以往的填充采矿工艺进行具体研究，掌握以往填充采矿工艺的特征;其次，要以当地矿产类型和特点为基本依据，研发和创新充填采矿工艺。比如在一些存在厚大矿体的矿山，一般都极其稳定，矿产的开采存在很大难度。对于这种情况，适合采用中深孔以及浅孔空场等技术，能够获得良好的采矿效果。在这种环境下，充填材料最好使用高水材料或者块石胶结材料，这些材料可以对采空区进行很好的充填。使用科学合理的创新充填采矿工艺，能够降低采矿的生产成本，提升采矿效率。由此可见，创新的充填采矿工艺，能够达到非常好的采矿效果。

5.3加强对高强度、低成本的新型充填固化材料的研制

填充材料中具有胶结材料的成分，加强对高强度、低成本的新型填充固话材料的研制有利于提高矿产开采过程中作业环境的稳定性。目前，我国已经研制出了充填固结快、浓度低、充填效率高的高水材料，并用于填充顶板安全条件不好的矿山中，这种材料的质量较轻，浓度较低，适用于远距离的长途运输，但是具有强度较低的缺点，因此在未来可以从增加其强度方面进行改进。

结语

综上所述，在快速发展的采矿业当中，充填技术的应用能为采矿业的发展添砖加瓦。要完善充填站的管理制度，不断进行采矿充填技术采矿工艺的创新，应用新型的充填材料，提升充填材料的强度，降低材料成本，选择更为轻质的充填材料以方便材料的远程运输。

参考文献

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[2]金磊辉.充填采矿技术应用发展及存在问题探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015,(11):101.

[3]尚文全.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].科技资讯,2014,12(33):48.

作者简介

梁鹏亮（1987-），男，山西临汾，大学本科，采矿工程师，采矿工程。