從安全評價角度看充填采礦法在非煤礦山中的應用與發(fā)展前景

【摘 要】在非煤礦山行業(yè)高速發(fā)展的今天，國家對礦產(chǎn)的需求量也與日俱增。采礦業(yè)的地位也顯得十分重要，尤其是開采條件復雜的礦山，很多方面的問題都會引發(fā)關(guān)注，采礦工程具備很多特點，綜合其安全規(guī)范的要求，對于充填采礦法的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景進行探討。

【關(guān)鍵詞】非煤礦山；充填法；前景

一、充填采礦法應用現(xiàn)狀

筆者是一名安全評價工作者，主要從事非煤礦山的安全評價工作，因此，從評價角度分析一下充填采礦法在非煤礦山中的應用現(xiàn)狀與前景。

我國礦山充填采礦有著悠久的歷史，僅以1949年以來半個世紀的充填采礦技術(shù)的發(fā)展情況就可以說明這一點，但我國2000年前應用充填采礦方法的礦山主要為大型礦山，受資源條件限制，大型的、便于開采的礦物資源開采的程度較大，因此，余下不少開采技術(shù)條件較差、開采成本高的礦產(chǎn)資源未開采，為多大水礦山。我國金屬礦山大水礦床的地下開采現(xiàn)狀見表1。

從上表中可知，我國部分大水礦床多采用充填采礦法進行開采礦床，以保證地下開采安全，而使用崩落及空場法的安全性較差，必須采取充填法回采礦石，才能確保安全。

近些年，由于礦產(chǎn)品價格節(jié)節(jié)高升，加之國家政策調(diào)整，許多小型礦山進行資源整合，并由有實力的企業(yè)進行開采，因此，開采成本相對較高的充填采礦法也逐漸多了起來。目前，筆者接觸的應用充填法開采的礦床主要為地表有湖泊、江河、常年性河流（無法改道）、村莊、公路、風景區(qū)等需要保護對象以及深井礦山（礦山地壓突出）。目前，采用充填采礦法進行回采的礦種由原來的金礦、鉬礦擴展到目前的銅礦、鐵礦、銅鋅礦等。

雖然充填采礦法在常規(guī)條件下存在工藝復雜、效率較低和成本偏高等缺點，但是，如果因地制宜，方案選擇合理，實際應用得當，科學管理水平較高，人員素質(zhì)較好，尤其是目前我國實行“安全生產(chǎn)，預防為主，綜合治理”的安全生產(chǎn)方針的條件下，充填采礦法也將得到廣泛應用。

充填材料分為干式、水砂及膠結(jié)充填材料三種。目前，應用最多的充填方法為全尾砂膠結(jié)充填，該方法不僅成本低，充填料來源可靠，且充填工藝成熟，為近些年來非煤礦山首選的充填采礦法。筆者接觸的近年來采用充填法的礦山有遼寧金鳳黃金礦業(yè)公司、丹東萬寶源鉬礦、山西峨口鐵礦、營口五礦（鐵礦）、西鞍山鐵礦、思山嶺鐵礦等，大多數(shù)為全尾砂膠結(jié)充填，在地表設(shè)充填站，充填料來源為選礦廠產(chǎn)出的尾砂，經(jīng)與水泥配比后，輸入井下進行充填。

影響充填效果的主要因素之一就是充填體強度，目前，在我國實際生產(chǎn)礦山中，用灰量較高，灰砂比多為 1:8～1:10。在國外可見水泥含量低的尾砂膠結(jié)充填，灰砂比達1:20～1:30。充填體強度與水泥、砂和水的配比以及養(yǎng)護時間密切相關(guān)。膠結(jié)充填的濃度對充填體積強度影響較大，濃度較低時，產(chǎn)生嚴重水泥離析，使充分填體強度大為下降。充填濃度超過68～70%時，水泥離析基本消失。而筆者接觸的礦山采用充填法明的充填料濃度在65%以上，多數(shù)采用是70%，充填工藝的成熟技術(shù)使高濃度的充填料成本大大降低，同時也保證了充填效果。

采場澆底、接頂，其充填砂漿灰砂比為1:4，充填體強度可達到3～4MPa；若回采的礦房，其充填砂漿灰砂比為1:10，充填體強度可達到2MPa；若回采的礦柱，其充填砂漿灰砂比為1:40，充填體強度可達到1MPa左右。

此外，充填體接頂問題也是充填效果的主要因素，目前，在實際生產(chǎn)過程中，采用二次或多次接頂，以保證充填效果。

充填倍線是明確充填系統(tǒng)是否經(jīng)濟合理的主要因素，充填倍線N＜5～8，尾礦及細砂膠結(jié)充填自流輸送，能夠保證高濃度充填料自流要求，目前，大多數(shù)礦山的充填倍線能夠保證在5～8之間，但一些大型礦山，由于其開采系統(tǒng)復雜，造成其最大充填倍線大于10以上，必須設(shè)置加壓泵進行增壓，增加了充填的成本。因此，對于大型的復雜礦山，應合理的設(shè)計充填工藝，確定最合理的充填倍線。

在礦山生產(chǎn)中，充填管道的選擇依賴于礦山采用的充填材料、管路的壓力、料漿對管道的磨損情況、充填能力、系統(tǒng)服務年限等因素，同時管道的額定強度必須在系統(tǒng)提供的最大靜壓頭之內(nèi)。目前礦山充填管選礦用樹脂管聚氯乙稀管和普通無縫鋼管兩類，以達到節(jié)省礦山的基建費用、延長系統(tǒng)使用壽命的目的。

二、充填采礦法的發(fā)展前景

使用充填采礦法，不僅解決了礦山采空區(qū)地壓，控制了地表沉降，還可以確保地下隔水層不受破壞，避免因地下開采形成的陷落與地表水體連通并形成導水通道，同時對表地的生態(tài)環(huán)境的破壞也非常小。此外，充填法也是深井礦山首選的采礦方法，可以有效的控制礦山地壓危害?？梢姡涮罘ㄊ俏磥黹_采條件復雜的非煤礦山的主要采礦方法之一，也是非煤礦山采礦方法的發(fā)展趨勢。充填法的發(fā)展方向為低成本、效果好、效率高、工藝先進、廢物利用、環(huán)保等方綜合面。

三、結(jié)束語

采用正確的采礦方法，對于開采條件復雜的礦山來說十分重要，是解決一系列難題，采礦管理中所卻在的缺陷不斷的完善，研究出一條采礦模式的最好管理路徑，建立起良好的管理體系，需找出可持續(xù)發(fā)展的平衡點，使得不可再生資源得到合理的利用，是人們在日后工作中急需要解決的問題。