充填采礦技術(shù)在采礦中的應(yīng)用及存在的問題探討

袁夏謀

摘 要：當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國采礦技術(shù)得到了快速的更新。但是，采礦技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，開采的深度也逐漸增大，這也就使得地表存在越來越多的“深洞”，其不僅影響到生態(tài)環(huán)境，還會(huì)帶來較大的安全隱患。在此背景下，填充采礦技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。文章主要針對(duì)充填采礦技術(shù)在采礦中的應(yīng)用及存在的問題做了具體探討。

關(guān)鍵詞：充填采礦技術(shù)；應(yīng)用；問題

中圖分類號(hào)：TD79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）26-0067-02

1 充填采礦技術(shù)及其特征分析

充填采礦技術(shù)屬于人工支護(hù)采礦技術(shù)中的一種，其被廣泛用于貴金屬、有色金屬、稀有金屬的開采，能夠有效應(yīng)對(duì)圍巖不穩(wěn)等問題。充填采礦技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)回采工作面的及時(shí)跟進(jìn)，從而不間斷地輸送充填材料，有效防止地表沉移、圍巖塌落等問題得出現(xiàn)，保證回采作業(yè)的順利、安全進(jìn)行。

根據(jù)實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，充填采礦技術(shù)已經(jīng)成為了我國的主流礦石開采方法之一，其主要具有以下幾點(diǎn)特征：①充填材料獲取方便，來源較廣，成本也較低；②充填體可有效支撐圍巖、避免形變，大大提高了作業(yè)安全性；③充填體能夠代替礦柱，從而實(shí)現(xiàn)礦石的損失、貧化的降低，節(jié)約成本；④薄礦脈、多品種礦石的開采作業(yè)中，可選別回采。

2 充填采礦技術(shù)在采礦中的應(yīng)用

2.1 充填采礦技術(shù)類型

2.1.1 上向分層充填技術(shù)

上向分層充填技術(shù)即為嚴(yán)格按照垂直高度對(duì)礦塊進(jìn)行劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)可以是水平的，也可以是傾斜的，但必須遵循從下往上的回采順序。特別是在采完一個(gè)分層時(shí)，應(yīng)及時(shí)地做好充填工作，并在充填體內(nèi)順路布設(shè)放礦溜井與行人天井，其也具有一定的泄水作用。上向分層充填技術(shù)適用于圍巖穩(wěn)定性差，但是礦石十分穩(wěn)固的礦體，若是在實(shí)際應(yīng)用中遭遇圍巖與礦石穩(wěn)定性均較差的現(xiàn)象，則可以采取微傾斜進(jìn)路回采的方式，其傾角應(yīng)控制在7～10 °之間，從而保證水力充填或是交接充填的材料可以實(shí)現(xiàn)自流接頂；若是礦石處于中等穩(wěn)固的狀態(tài)，則也可以通過錨桿，對(duì)頂板礦石進(jìn)行加固處理。

2.1.2 下向分層充填技術(shù)

下向分層充填技術(shù)屬于回采礦柱的方法，其主要適用圍巖和礦石穩(wěn)定性均十分差的礦體。下向分層充填的施工順序是從上往下的，其在回采過程中，需水平或是傾斜分層布置，傾斜的角度應(yīng)保持在10～15 °之間，頂、底柱均不保留。在整個(gè)的回采過程中，需做好溜井、充填、行人天井的設(shè)置工作，利用溜井將礦石運(yùn)至下部的運(yùn)輸巷道；利用充填天井將上部運(yùn)輸巷道中的充填材料運(yùn)到采場(chǎng)。

2.1.3 削壁充填技術(shù)

削壁充填技術(shù)適用于薄、極薄礦層，其有利于降低貧化率。削壁充填技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，需要崩落上、下盤圍巖，從而保證回采工業(yè)面安全。通常情況下，圍巖和礦石是分次崩下的，并將崩落的圍巖作為充填材料充分利用。值得注意的是，為了避免礦粉混雜在充填材料內(nèi)，必須在崩礦之前做好相應(yīng)的防護(hù)措施，即在充填物上鋪設(shè)隔離物。此外，圍巖的崩落量需要適度，可以填滿采空區(qū)即可。

2.1.4 方框支架充填技術(shù)

方框支架充填技術(shù)主要適用于礦石、圍巖穩(wěn)定性均較差，不規(guī)則、高價(jià)的礦體，其抓喲是利用方框支架、充填料支撐采空區(qū)，確保回采作業(yè)的安全。在實(shí)際作業(yè)過程中，崩落的礦石的體積應(yīng)與方框體積一樣（大約是1.5 m×1.5 m×2 m），注意需及時(shí)布置方框支護(hù)頂板，并在方框中填充充填材料。溜井、行人通風(fēng)天井均布置在方框內(nèi)，礦石可進(jìn)行手選，廢石直接作為填充料使用。

2.2 充填系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用流程

在應(yīng)用充填采礦技術(shù)時(shí)，主要的充填材料共有四種，其分別是水泥、粉煤灰、尾紗及水。充填的流程如下所示：①把尾砂放入沉淀池做沉淀處理，并利用天車供給料斗，利用料斗下的振動(dòng)給料機(jī)向皮帶機(jī)輸送，最終到達(dá)強(qiáng)力攪拌機(jī)，皮帶機(jī)中具有動(dòng)態(tài)稱重傳感器，其能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)稱重，并輸送至中央控制室記錄；②水泥、粉煤灰需要分別利用水泥倉下螺旋輸送機(jī)、粉煤灰倉下螺旋輸送機(jī)進(jìn)行輸送，同樣到達(dá)強(qiáng)力攪拌機(jī)內(nèi)。螺旋輸送機(jī)也會(huì)將相應(yīng)的重量數(shù)據(jù)傳送給中央控制室進(jìn)行記錄，供水系統(tǒng)則是在通過電磁流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量之后，把水輸送給強(qiáng)力攪拌機(jī)；③所有的材料到達(dá)強(qiáng)力攪拌機(jī)之后，經(jīng)過混合得到高濃度漿液，并開展活化攪拌工作，輸送到充填工業(yè)泵料斗之中，然后利用工業(yè)泵輸送到工作面，開展充填工作。

3 充填采礦技術(shù)在采礦中存在的問題及其解決方法

3.1 施工難度大

充填采礦技術(shù)的應(yīng)施工難度較大，例如，在采用分層充填采礦技術(shù)時(shí)，其整個(gè)施工工序十分復(fù)雜，主要有鑿巖爆破、出礦、充填以及護(hù)頂?shù)?，在一個(gè)循環(huán)完成之后，方可進(jìn)入下一層的施工，因此施工效率并不高，礦塊生產(chǎn)能力較低，而成本較高。此外，在傳統(tǒng)的分層充填采礦過程中，必須要預(yù)留大量礦柱，從而提高礦體上、下盤以及采場(chǎng)頂板的穩(wěn)定性。但是，在回采作業(yè)過程中，因?yàn)榈貕浩茐摹⒈茡p傷等，導(dǎo)致礦柱安全性降低，不利于后期回收。同時(shí)，因?yàn)槌涮钪薪禹敳缓玫葐栴}，導(dǎo)致礦山開采不夠安全。對(duì)于上述等問題，必須做好一些技術(shù)革新工作。

3.2 充填成本高

通常情況下，礦山的充填費(fèi)用在采礦直接費(fèi)用占的比例大約能夠達(dá)到20%～40%。所以，在實(shí)際開采作業(yè)中，應(yīng)充分考慮成本問題，充分使用廢石進(jìn)行充填。一方面，做好采切設(shè)計(jì)，從而保證確保廢石利用率；另一方面，需做好管理工作，充分重視廢石充填工作。此外，在對(duì)充填體進(jìn)行脫水之后，需利用泵站打回高水池進(jìn)行循環(huán)利用，從而降低用水成本。

3.3 間礦柱回采困難

因?yàn)槟壳拔覈褂贸涮畈傻V技術(shù)的礦山中，存在大量頂?shù)字催M(jìn)行開采，對(duì)此，應(yīng)建造相應(yīng)的人工底柱，替代礦石底柱。在實(shí)際回采作業(yè)中，應(yīng)遵循“強(qiáng)采強(qiáng)出、偶數(shù)采場(chǎng)先采”的方式進(jìn)行開采，超前基數(shù)采場(chǎng)需超過兩個(gè)分層，進(jìn)行間隔回采，注意在充填前，需提高品位較高點(diǎn)、間柱的回收率。在回收完頂柱后，可適當(dāng)采取人工接頂、砂泉加壓接頂?shù)却胧?，具體需根據(jù)實(shí)際而定。

3.4 采場(chǎng)頂板管理難度大

在礦山的開采過程中，難免會(huì)遭遇圍巖不穩(wěn)等問題，對(duì)此必然會(huì)導(dǎo)致工作面頂板管理難度大大增加。當(dāng)巖石構(gòu)造相同時(shí)，工作面頂板暴露的時(shí)間越長，則頂板冒落等事故出現(xiàn)率越高。因此，盡可能地減少頂板暴露時(shí)間，必須合理控制采場(chǎng)一個(gè)作業(yè)循環(huán)時(shí)間，做好頂板石處理；此外，除了可以在進(jìn)行充填施工之前增加2～3個(gè)點(diǎn)柱，還可以將低品位礦體作為點(diǎn)柱，或通過錨桿對(duì)不穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行加固處理。

4 結(jié) 語

總而言之，充填采礦技術(shù)憑借著其作業(yè)效率高、安全性高等優(yōu)勢(shì)，得到了十分廣泛的應(yīng)用。根據(jù)礦山實(shí)際情況，充填采礦技術(shù)的應(yīng)用方法也各有不同，例如，上向分層充填技術(shù)、下向分層充填技術(shù)、削壁充填技術(shù)以及方框支架充填技術(shù)等等。在實(shí)際礦山開采中，為了不斷提高開采效率、降低成本，應(yīng)完善充填采礦工藝，克服困難，最終實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)效益的有效提高。

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