采矿工程中充填采矿技术及应用

采矿工程中充填采矿技术及应用

邬镇

鄂尔多斯市矿山应急救援指挥中心  017000

摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，我国煤矿行业也得到了进一步的发展，然而由于多数矿产类型属于不可再生资源，所以随着需求量的增加开采深度也在增加，深层矿产的开采成本会迅速提升，并会导致矿产的安全管理难度增加。因此，未来矿产开采需要更加稳定的技术支持以及更加绿色的矿采观念。

关键词：采矿工程；充填采矿技术；应用

引言

多数矿产资源都属于不可再生资源，所以采矿效率的提升也成为了大部分矿业开采单位的重点。针对这种情况，应该更新矿产概念，比如需要将效率、环保等核心观念纳入现代矿产资源开采中。故此，尝试将充填采矿技术应用至现代采矿体系，进而保证基础矿产开采质量。

1充填采矿法概述

由于矿山开采过程中容易出现安全事故，因此，安全是安全生产的首要任务，防止安全事故、中毒、火灾等，对充填采矿技术的推广与应用起到了积极的推动作用。在新建矿井特别是地下矿井中，应首先采用充填开采法，并对开采方法进行论证。在地质找矿工作中，要对有关地质数据进行全面地分析，并有针对性地开展地质勘探，以确保找矿工作的高质量。充填采矿法是指在开采矿山时，在采掘工作面的同时，采用填料，以物理性质充填采空区。在一些特殊的场合，也要配合支架和填料。采空区充填，主要是为了降低施工中存在的安全风险，比如，由于充填物料在地面上产生的压力，很容易引起周边岩体的崩塌等。充填采矿方法具有较好的环境适应性、较高的安全、较高的采收率和较高的作业效率，并能在一定程度上降低地面的损害。这是一种比较先进的技术，而且它的投资也比较大。在工程地质、施工等方面，必须配备专业的设备、人员和专业的管理人员，进行勘探设计、打桩、吊装等工作。尤其是在市政、采矿、隧道等工程中，为了节约工程造价，加速施工，经常采用爆破方法对坚硬岩石进行开挖。

2充填采矿技术在实际应用中所面临的难点

2.1机械设备的利用率较低

在现代矿采过程中，传统矿采技术虽然在多方面都存在问题，但整体机械化覆盖程度较高，所以采矿效率也很容易得到保证。但对于充填采矿技术来讲，充填过程中需要相关人员对充填结构进行分析，并需要控制充填精度。在该过程中，由于受到技术力影响，所以很难实现充填过程的机械化。另外，虽然山体的定向填充大大拓展了充填采矿技术的发展方向，但部分填充物的填充依然可能需要对应的填充设备支持，甚至需要突破填充环境的限制。虽然部分企业已经尝试进行填充过程的机械化覆盖，但从宏观角度上可以看出该模式的操作上限较低，所以也很难满足大型山体的填充任务。

2.2充填成本控制难度较高

虽然部分山体的充填都是利用废石进行充填，但该种充填模式整体质量较差，很难达到预期的充填目标。而对于一些特殊的充填任务，比如下向分层性填充就需要严格保证填充质量，所以就需要选用优质的河沙来进行结构固定。但河沙整体成本较高，甚至会使部分低价值贫矿丧失开采收益。

3采矿工程中充填采矿技术的应用策略

3.1提高开采废弃物的利用效率

现代充填采矿技术虽然提高了开采的废弃物利用率，但部分充填依旧需要有专门的充填物进行强度保证，比如薄弱处依旧需要泥沙来稳定基岩。针对于此，就需要开采企业加强相关的技术研发，并尝试从废弃物转换入手提高开采废弃物的利用效率。当然，开采人员也可以扩大充填采矿技术的规划覆盖范围，并提前准备好相应的充填料。若发现充填量不符合标准，则需要及时更换并追责，以免使充填开采技术成为矿采的灰色管理地带。

3.2开发填充材料

合适、优质的填充材料是地下矿山开采工作平稳进行的关键。目前使用较多的充填材料是高水材料，其特点是快速结块、无阻碍排水，能够防止井下的环境被污染，在一定程度上也节省了相关费用。但是，其缺点也比较突出，尤其是其物理方面的性能较差，所以，相关企业应不断地探索、创新，改进充填材料，选择一种性价比更高的材料替换高水材料。

3.3提高相应的技术设备支持

充填采矿技术的机械化覆盖水平较低，所以开采效率也难以保证。而针对于此，就需要矿材企业对充填流程进行分析，并根据实际开采情况进行相应的设备保证。比如在大型矿体充填中，就可以尝试利用现代操作机械来辅助进行充填料的运输。另外，在相关技术的发展上，充填采矿技术并不需要过多依赖智能化，甚至需要更加复杂的人工处理技术来保证充填山体的功能性和稳定性。尤其是在填充物种类丰富后，更是需要利用人工处理技术作为矿采技术与其他领域的技术缓冲区。

3.4实现开采的环保化

随着经济的快速发展，环境问题成为世界关注的焦点。很多发达国家针对这一现象，采取了一系列治理措施，明确了工业三废的排放标准。我国在各级政府的严格监管下，对很多低品位的矿山进行了停产整顿，通过先覆盖、再绿化的方式，加强了对环境的保护，同时也加大了对开采过程中产生的废气固体材料的管理制度。尾砂充填工艺可以有效地对矿区的环境进行保护，从而达到期望的治理效果。我国在增加矿山开采深度的同时，也需要提高矿石回采率，适当增加充填采矿法的使用率，注重生态环境的保护，从而提高采矿工作的实际效率。要想完善深层次的充填和分段充填，就需要加大高浓度全尾胶结充填、泵送膏体胶结充填等技术的推广力度，促进充填材料的改革创新。

3.5加强对填充区域的管理和功能追踪

由于填充矿材技术的透明性较差，所以其受监管能力也收到了一定影响。在对充填矿采技术的追踪调查中，笔者发现部分填充区域已经成为了矿材产业的灰色管理地带。因此，相关人员需要对填充矿产技术的填充物进行审核，并保证填充过程严格按照方案执行。同时，填充山体本身结构稳定度就低于标准水平，所以也需要长期对目标施工区域进行安全管理，以避免其他自然灾害的发生。当然，除了对充填规范度进行控制以外，还需要对施工团队的填充能力进行监督，比如填充过程中也需要利用其他指示性仪表来提高填充精度。

结语

总而言之，充填物的多样性使得充填采矿技术在未来有了更多的可能性。不过该可能性的实现也需要充填采矿技术积极与其他领域进行技术融合，以便于发挥自身的潜在价值。

参考文献

[1]郭潇潇.充填采矿技术在采矿工程中的应用研究[J].当代化工研究,2018(3):57-58.

[2]张润达,李江,朱晨迪.盘区交错式上向水平分层充填采矿法[J].采矿技术,2019,21(2):18-21.