浅析采矿理念与充填采矿

浅析采矿理念与充填采矿

李敬先

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摘要：在我国，以传统矿山的采矿方式，因技术条件有限，人们对环境保护认识不足，造成了许多废弃物的产生，从而制约了我国矿业的发展。为此，在目前的矿山资源的开发中，应充分利用现代化的采矿基本原理，采取增充采矿的方法，解决矿产废弃物对周边环境的污染问题，实现“绿色采矿”这一采矿思想，保证了矿产产业的可持续发展。文章首先对现有采矿核心思想的具体内容进行了详尽地介绍，之后又对智能采矿理念与充填采矿加工工艺进行了相关的介绍，以提供业内人员可以借鉴的地方。

关键字：当代采矿核心理念；充填采矿；发展困境；改善方案

引言

在提高能耗水平的同时，通过科学、理性的科技和经济的发展，促进了矿产行业的不断发展和壮大，从而使矿产行业在我国的发展中占有举足轻重的地位。由于对已发现矿产资源的不断消耗，开采工作不得不向深层次地底发展，因此，一些环境污染问题和地质环境损害也越来越不容乐观，较为严重地限制了社会发展和经济发展。所以，在开采过程中，必须采用优质高效的开采方法，例如：充填法。该工艺能使矿产的开采效率和利用效率得到明显的提升，并能减少矿产资源的消耗，从而达到防治矿物污染的目的。充填采矿技术是一种高效的开采方式，它必须不断地加以完善，并及时地采用行之有效的手段去解决所面临的技术难点，才能确保对其进行可行性的研究，进而提升开采的效率和效果。

一、当代采矿核心理念

可持续发展是一项崭新的发展理念，由三个层面组成：一是绿色生态可持续发展，二是可持续的经济发展；三是社会可持续发展；绿色生态可持续发展是中国可持续发展的必要条件和基本条件，而经济的可持续发展则是中国实现可持续发展的重要内容。坚持绿色生态可持续性，应用高科技技术，普及互联网资源，强化资源循环，目前，绿色制造已成为产业界实现可持续发展的重要措施，而采用绿色开采方式，更是将科学发展放在矿业公司中的具体体现。

二、充填采矿

充填物既可支撑软岩，又可控制采场压强，对采后空区软岩的破裂和运动起到一定的阻隔效果，其特征是充填工艺是回充填工艺中的一个环节。提出了利用充填物替代矿柱来降低铁矿的损害与贫化。它已被越来越多地用于贵金属、有色金属、稀有金属以及核能开采等领域。适用的准则通常为软岩不坚固，或软岩与铁矿都不坚固，稀有银矿或贵金属和有色金属矿床。近年来，随着有轨机器设备的应用，高分层落矿及充填过程的自动控制，开采费用不断下降，采场生产规模不断扩大，工人的工作效率不断提高。

三、广泛运用充填采矿技术的重要原因

充填采矿技术得到了普遍采用，其理由如下：

(1)通过回填，可以对回采工作面的应力进行有效地抑制，促使软岩的进一步发展，并降低了采空区软岩破坏和移动的发生率。

(2)原岩应力得到了合理的平衡。由于矿区面积的增大，采矿范围不断增大，不仅造成了深部矿压的增大，而且还造成了采区的非均匀地应力分布，从而加大了矿山安全隐患。深层煤层充填采煤可有效地转移和优化采场应力，维持原岩体的稳定性，消除隐患，提升采场的安全性。

(3)采煤作业的机械化。在开采过程中，要充分利用凿岩车开凿矿块，在出矿时使用铲车，在锚杆机上设置锚杆护顶和锚索等设备，以达到高效开采的目的。矿业公司加强科研经费配置，采用胶凝材料替代混凝土，改善充填抗压强度，并在矿井中采用充填工艺自动化、充填料输送管道路化等技术，使开采成本得到明显下降。

(4))充填采矿技术由于其铁矿的采出量大、贫化率低等优点，其应用不但可以增加经济利益，还可以减少对矿区的损害，从而可以使采矿的效率和安全得到了极大地提升。

四、充填采矿技术运用发展趋势存有的主要问题及解决对策

（一）改进充填采矿技术

矿业公司应结合矿山开采的特点，选用科学、合理的充填工艺，以适应当前采矿工作的要求。在这个时期，采矿技术的选择，直接影响着企业的生产走向，也给采矿工作带来了一定的难度。此外，矿山外形设计不当，将会对矿山充填作业、铁矿石开采及充填质量产生较大的影响，若不能及时采取相应的对策，将会极大地影响矿山开采的效率与效果。因此，矿产公司在进行具体开采作业前，应针对各种问题，制定解决方案，深入搜集、掌握和分析矿山开采的统计数据，有效制定采矿区设计，并选择适合该矿山环境与地质环境特点的充填加工工艺。充填材料是确保开采成功的关键物质基础，如果充填材料的质量不达标，将会对充填技术的使用结果产生影响，即使技术再好，也不能改变充填材料所造成的质量危害，因此，要想有效地提升开采的质量，并提高开采的效率，就需要对采矿的质量进行管理。

（二）提升充填机器设备研发以提升充填工作效率

在目前的阶段，因为矿井中的充填机械装备比较落后，充填系统的软件自动控制系统和自动化水平较低，这不仅制约了充填技术的快速发展，还降低了充填工作的效率和效果。因此，应加大对高效充填设备及浓度较高的通信传输设备的研发力度，并采用压排机械设备对各段的工作压力进行合理地调整和输送，防止管道堵塞。除此之外，适当地进行研究，并引入仪器仪表及设备，进行自动监控与配合，这对建立控制系统是有好处的，能够提高充填自动控制系统的自动化程度，保证充填作业的效率和效果。

（三）切实产品研发高强度新式充填材料

因为采矿区部位相对固定，施工工艺多种多样，生产与结构特征不尽相同，针对质量标准也各不一样，此外，充填采矿技术施工阶段具有一定的多元性，涉及各个方面的采矿工作。随着社会经济和科学技术的发展，传统的充填材料已无法满足新时期快速发展的要求，尤其是在深水矿井，需要适应矿井工作压力和温度。因此，矿业公司为了提高开采区的可靠性，提高充填材料的抗压强度，开发出了一种高韧性的新型充填材料，有效提高了材料的抗压耐高温、渗漏度、流体密度。目前，其核心技术是使用高水材料作为充填材料，既能长距离运输，又能快速成土，无重力排水，降低矿山环境污染和节约排水管工程成本等优点。然而，这种材料在开采过程中容易发生风化，因此，对其进行深入地研究，以达到更好的开采效果。

（四）不断完善的充填管理与检查制度

加强对充填的监督，针对充填采矿技术工程建设中存在的问题，制定有针对性的解决方案，并利用智能检测仪器，定期对充填区域进行检查，可以有效地确保充填质量。为确保矿山充填材料的品质，需要在充填站上采用国际上最先进的电子及工业设备。大部分充填站都设置在矿井及其周边，属地面设备，是矿井充填物供应的主要场所。在充填站的材料制取阶段，需要使用到阀、泵、蒸汽流量计、浓度计及粉细砂计量检定等设备，此设备以电子装置的控制为主，显著地提升了材料制取的高效率。

结论

综上所述，在我国实施“绿色矿山”战略的同时，充分发挥了充填式开采技术的优越性，是一种既能提高矿产资源开采利用率，又能有效地保护缓冲区表面的生态环境，对社会的可持续发展具有重要意义。矿业企业在使用充填采矿技术时，应对该技术进行持续地完善与创新，并对在使用该技术时存在的问题进行知识的整理，并采取适当的对策，以确保充填采矿技术的有效性，进而提高开采的效率与效果。

参考文献：

[1]许家林，钱鸣高.绿色开采的理念与技术框架[J].科技导报，2018（07）.

[2]冯伟，孙燕，熊发挥.浅析我国铁矿石资源可持续发展战略[J].四川地质学报，2019（01）.