探討充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在問題

許士奎，羅光敏，牛田瑞

（鄂托克前旗長(zhǎng)城五號(hào)礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016299）

由于固體礦產(chǎn)生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，在對(duì)充填采礦技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，會(huì)受到各種因素的干擾，導(dǎo)致該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)無法充分發(fā)揮出來，從而影響采礦效率，還可能引發(fā)安全事故。所以，在礦產(chǎn)資源生產(chǎn)中，需要對(duì)排除各項(xiàng)干擾因素，將充填采礦技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來[1]。

1 充填采礦技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

充填采礦技術(shù)在礦產(chǎn)資源的開發(fā)中已有廣泛的應(yīng)用，其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是充填。該技術(shù)的發(fā)展時(shí)間已經(jīng)比較長(zhǎng)，尤其是在進(jìn)入新時(shí)期后，充填采礦技術(shù)的發(fā)展迎來非常重要的時(shí)期。在信息化技術(shù)不斷發(fā)展過程中，充填采礦技術(shù)也得到很大程度的發(fā)展，相應(yīng)的設(shè)備研發(fā)取得一定的成果。在19世紀(jì)中期，金屬礦產(chǎn)開采過程中用到的技術(shù)主要有兩類，一類是廢石干式技術(shù)，一類是水力充填技術(shù)[2]。到19世紀(jì)80年代以后，充填技術(shù)的發(fā)展速度加快，在此基礎(chǔ)上發(fā)展出砂凝結(jié)技術(shù)。并且，隨著新技術(shù)的應(yīng)用，采礦所需人員減少，能為企業(yè)節(jié)約部分開采成本。在環(huán)保理念提出以后，這種理念也逐漸融入到礦產(chǎn)生產(chǎn)中，充填技術(shù)在這些理念的影響下取得新的進(jìn)展。比如，高濃度充填技術(shù)開始應(yīng)用到礦產(chǎn)資源開發(fā)中，并將充填技術(shù)的發(fā)展推向新階段[3]。

2 充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中存在的問題

2.1 充填材料的使用量不斷增加

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，充填采礦技術(shù)得到很大程度的發(fā)展。但是，在該技術(shù)的發(fā)展過程中，對(duì)充填材料的需求量也在不斷增加[4]。在金屬礦產(chǎn)的實(shí)際開采過程中，所使用的填充工藝不同，會(huì)在一定程度上影響到采礦方式的選擇，從而影響到礦產(chǎn)生產(chǎn)量。所以，為提高礦產(chǎn)產(chǎn)量，保證充填工藝的順利使用，就需要增加充填材料的用量。但是，增加充填材料用量，就會(huì)增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。要促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，提高采礦量，就需要加大對(duì)充填材料的研究力度，保證企業(yè)的利益。

2.2 充填采礦技術(shù)有待提高

在金屬礦產(chǎn)的開采過程中，不少企業(yè)為降低開采成本，獲取更多的利潤(rùn)，沒有根據(jù)礦山的實(shí)際情況，對(duì)充填技術(shù)做出合理選擇。所以，在實(shí)際的開采過程中，容易出現(xiàn)各種問題，開采效率不高，還可能導(dǎo)致一些安全事故的出現(xiàn)。要提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)未來的發(fā)展創(chuàng)造有利條件，企業(yè)就必須要對(duì)礦山進(jìn)行實(shí)地考察，全面了解礦山的實(shí)際情況。根據(jù)考察結(jié)果，對(duì)不同的充填采礦技術(shù)做出合理選擇。

2.3 缺乏完善的管理體制

在以往的充填采礦技術(shù)使用過程中，金屬礦產(chǎn)企業(yè)很少實(shí)施有效監(jiān)督，缺乏完善的管理體制，會(huì)給充填技術(shù)的實(shí)際使用形成阻礙。比如，有的充填站沒有準(zhǔn)備泵、流量計(jì)、濃度計(jì)等電子設(shè)備或機(jī)械設(shè)備，在對(duì)充填技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，就可能出現(xiàn)流量、濃度控制得不合理等情況。加上企業(yè)沒有制定完善的規(guī)章制度，導(dǎo)致其對(duì)生產(chǎn)過程缺乏系統(tǒng)性的監(jiān)督，也沒有定期進(jìn)行抽檢，會(huì)對(duì)采礦過程造成不利的影響。并且，有的采礦人員專業(yè)技術(shù)水平不高，會(huì)存在操作不當(dāng)?shù)膯栴}，這也會(huì)影響到礦山的開采質(zhì)量，增加開采風(fēng)險(xiǎn)。

3 充填采礦技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展策略

3.1 合理選擇充填技術(shù)

充填采礦技術(shù)就是在采礦工程中，利用砂礫材料充填采空區(qū)，使其具備支護(hù)功能，避免因?yàn)閲鷰r降落導(dǎo)致變形情況的出現(xiàn)。充填采礦技術(shù)有很多種類型，在實(shí)際的采礦工作中，采礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際，合理選擇最佳的充填采礦技術(shù)。比如，水利充填技術(shù)，即將漿液附著在固體材料上，使其成為膏體，然后進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送。這種技術(shù)的成本相對(duì)較高，施工效果取決于傳輸效率，但不會(huì)受到季節(jié)、地形的影響。

目前，在許多礦山的開采中，都開始使用高濃度漿體管道進(jìn)行直流輸送，能達(dá)到比較好的采礦效果。又如，廢石膠結(jié)充填技術(shù)，即利用自然級(jí)配廢石料作為充填集料，廢石與水泥漿分流輸送到井下，再通過水泥漿自淋混合廢石料，采用無軌設(shè)備運(yùn)輸充填料充入采空區(qū)。充填過程中所選用的廢石粒徑應(yīng)控制在30cm以內(nèi)，在廢石與砂漿分流輸送到井下以后，會(huì)同時(shí)下放到采場(chǎng)，從而形成膠結(jié)充填體。

3.2 積極研發(fā)充填新材料

充填材料使用量的不斷增加，會(huì)增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低企業(yè)的利潤(rùn)空間，還會(huì)影響到采礦效率。所以，企業(yè)應(yīng)積極研發(fā)充填新材料，以提高采礦效率，增加采礦產(chǎn)量。比如，赤泥膠結(jié)充填材料，是利用赤泥的潛在活性，通過添加激活劑開發(fā)出來的一種膠結(jié)料。赤泥膠結(jié)充填料具有良好的保水性能，赤泥全尾砂料漿的不脫水濃度僅為58%，還能使料漿的穩(wěn)定性得到很好的保障。同時(shí)，其具有良好的膠結(jié)性能，將其與全尾礦進(jìn)行配合，試塊的單軸抗壓強(qiáng)度能超過水泥的2倍。這種材料即使遭到破壞，也能在短時(shí)間內(nèi)愈合。當(dāng)充填體出現(xiàn)微裂破壞后，能通過自行愈合獲得新的強(qiáng)度。高水固化材料的固水能力很強(qiáng)，具有良好的流動(dòng)性和單漿懸浮性，能以很快的速度凝固。通過高水固化膠結(jié)充填料，能使比例很高的水快速地凝固，成為承載能力較強(qiáng)的固體。此外，還有礦渣膠結(jié)充填材料、高濃度全尾礦膠結(jié)充填料等，都具有良好的性能。將這些新型充填料應(yīng)用到充填采礦技術(shù)中，能有效提高采礦效率。

3.3 建立完善的充填采礦技術(shù)管理體系

在金屬礦產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展過程中，必須要建立完善的充填采礦技術(shù)管理體系，使采礦人員能夠嚴(yán)格按照體系中的規(guī)定，完成采礦工作，并提高采礦效率。并且，完善相關(guān)的技術(shù)管理體系，有利于提高采礦安全性。從目前的情況來看，為保證充填料能夠正常運(yùn)輸，通常會(huì)建立充填站。但是，在此過程中卻不注重對(duì)充填用料使用量的控制，對(duì)充填設(shè)備的管理也存在許多不合理之處，這就會(huì)影響到充填材料運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性。因此，需要完善相關(guān)的管理體系。比如，采礦過程中可能會(huì)用到多種充填材料，充填人員應(yīng)將材料的詳細(xì)情況記錄下來，合理控制充填材料的使用量，以免出現(xiàn)浪費(fèi)材料的情況，這樣才能降低企業(yè)的采礦成本。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)充填設(shè)備的檢查，保證充填設(shè)備能夠正常使用，降低設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性，以提高充填材料的利用率。

4 結(jié)語

綜上所述，充填采礦技術(shù)在礦產(chǎn)生產(chǎn)中的有效應(yīng)用，可提高采礦效率，達(dá)到更高的產(chǎn)量。在改技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，采礦人員應(yīng)根據(jù)礦山實(shí)際情況，才充填采礦技術(shù)做出合理選擇。同時(shí)，金屬礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)充填材料的研究，并建立完善的充填采礦技術(shù)管理體系，以確保采礦過程能夠順利進(jìn)行。