充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在問題研究

張應(yīng)超

（河南發(fā)恩德礦業(yè)有限公司，河南 洛寧 471716）

隨著中國科技的不斷創(chuàng)新，傳統(tǒng)的空場法開采技術(shù)無法適應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢的現(xiàn)代化，不符合新形勢下社會(huì)發(fā)展的需要。面對這種情況，應(yīng)采用采礦充填技術(shù)，回收率高，安全性能高，環(huán)境保護(hù)[1]。

采礦充填技術(shù)的關(guān)鍵是充填，砂礫和煤灰渣礫石與石料等主要選擇在地下開采過程中挖空的區(qū)域填埋。研究資料表明，充填技術(shù)略優(yōu)于傳統(tǒng)的空場采礦技術(shù)，充填技術(shù)能有效地加強(qiáng)礦石開采區(qū)地層的穩(wěn)定性，避免塌方。它還可以提高礦產(chǎn)資源的回收率，提高企業(yè)的發(fā)展能力。廢石是充填材料的關(guān)鍵，其經(jīng)濟(jì)性較好。尾礦回填后，可以減少自然災(zāi)害的發(fā)生。

此外，還可以在一定程度上降低礦井高溫的風(fēng)險(xiǎn)，從而保證生產(chǎn)的安全。

1 在中國充填技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我們國家礦山的不斷開采，在開采過程中產(chǎn)生的土地塌陷補(bǔ)償費(fèi)用逐年增加，越來越高。結(jié)果表明，采空區(qū)采煤成本的增加與開采引起的地面塌陷造成的噸煤成本相當(dāng)。中國是一個(gè)富有豐富礦產(chǎn)資源的國家，同時(shí)也是最大的存儲(chǔ)和資源消耗大的國家，在開采過程中，周圍環(huán)境和表面被破壞的同時(shí)，開采成本也會(huì)隨之上升，周邊的環(huán)境也會(huì)受到影響，也極易造成安全隱患。

采空區(qū)充填技術(shù)可以減少周圍環(huán)境和地表的破壞，降低廢物的排放率。能很好地處理廢棄物污染并減少對耕地的破壞、提高了資源回收率。該技術(shù)在采礦工程中得到廣泛應(yīng)用，并得到很好的實(shí)施和使用。

2 充填技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

充填技術(shù)主要是對采礦工程的采空區(qū)用砂礫材料進(jìn)行填充，使其能夠滿足支護(hù)的效果，防止圍巖其自身的降落而出現(xiàn)變形的一門技術(shù)。本章就針對經(jīng)常會(huì)使用到的一些填充方式進(jìn)行分析與總結(jié)。

2.1 水利充填法

在我國最早出現(xiàn)的充填技術(shù)就是充填的方法。水利充填其自身的原理主要是把固體材料當(dāng)是作漿料護(hù)著是膏體，使用長距離的輸送，其自身的優(yōu)勢就是成本并不高，并且其自身的傳輸效率相對較高，同時(shí)不需要受到季節(jié)以及地形制約制。并且，當(dāng)前我們國家已經(jīng)成功的對于高濃度漿體管道其自身直流輸送的過程進(jìn)行了研究。

2.2 膠結(jié)充填法

水泥充填法主要是把一些廢棄材料當(dāng)成是水泥的充填體，在工程里獲得了非常普遍的使用。填料尾砂里擁有很多的顆粒，其自身膠結(jié)的面積不斷的提升，體系其自身觸變性構(gòu)成。

當(dāng)前，高尾砂膠結(jié)充填技術(shù)在我們國家已經(jīng)比較成熟，在采礦工程里也獲得了非常普遍的使用。其自身的應(yīng)用率能夠達(dá)到80%，材料輸送的質(zhì)量也達(dá)到了70%。

2.3 膏體充填法

當(dāng)前，膏體充填法在我們國家的應(yīng)用和發(fā)展還算不上十分的完善，其本身與其他的填充技術(shù)進(jìn)行比較則是相對落后的。膏體充填方式自身的質(zhì)量因?yàn)槭艿搅似浔旧砘旌闲问揭约昂?，還有混合質(zhì)量以及構(gòu)成等多種因素的影響。令膏體充填法在技術(shù)上使用變得異常復(fù)雜，其本身的技術(shù)含量可以說也是比較高的，同時(shí)其自身所完成的操作管理過程也非常的復(fù)雜，會(huì)使用到非常多的實(shí)踐分析以及對其進(jìn)行以及持續(xù)的優(yōu)化。

3 充填技術(shù)的應(yīng)用

3.1 環(huán)境保護(hù)是前提

充填技術(shù)填充技術(shù)的首要考慮因素是環(huán)境因素。我國提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不僅要實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，還要保護(hù)環(huán)境。選擇合適的充填技術(shù)可以很好地控制環(huán)境污染，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

在采礦過程中，采用回填技術(shù)時(shí)應(yīng)注意采礦過程中的物料，以免浪費(fèi)物資，充分利用物資資源。對于礦山項(xiàng)目尾礦和煤灰，要以保護(hù)環(huán)境為前提，加強(qiáng)循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 以安全生產(chǎn)為基礎(chǔ)

在項(xiàng)目建設(shè)中，安全是每個(gè)項(xiàng)目都非常重視的問題。因此，在采礦項(xiàng)目的實(shí)施中，有必要保證施工人員的安全，選擇合適的充填技術(shù)。在這方面，采礦和充填技術(shù)的選擇，首先需要勘查礦區(qū)環(huán)境，消除地質(zhì)安全問題，并考慮低壓措施和采礦方法，以確保充填技術(shù)在采礦工程中的使用，避免出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 合適的充填系統(tǒng)

充填系統(tǒng)應(yīng)用于采礦工程時(shí)，必須將其自身的充填量當(dāng)成是基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。在開始采礦工程之前，要嚴(yán)格控制生產(chǎn)與生產(chǎn)的平衡，對采區(qū)進(jìn)行預(yù)測和規(guī)劃，合理制定采區(qū)產(chǎn)量和產(chǎn)量。確保使用的礦物質(zhì)數(shù)量與生產(chǎn)礦物的數(shù)量相同，并控制雙方的生產(chǎn)。

4 充填采礦技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

4.1 材料較少

充填裝需要新材料和良好的充填工藝，但在混凝土施工中非常復(fù)雜。礦山個(gè)體差異存在差異，材料選擇存在很大差異。這是很難充填和挖掘，并根據(jù)新的規(guī)定進(jìn)行現(xiàn)有的填充材料。

因此，我們需要充分了解充填要求，然后加強(qiáng)對材料性能的研究。

4.2 從實(shí)際情況看

在采礦中，采礦篩選的總體思路是不完善的。例如，在篩選現(xiàn)場的開發(fā)中，尚未進(jìn)行綜合比較和分析，實(shí)際情況被忽略，存在一定的盲目性，缺乏對現(xiàn)場，地質(zhì)等因素的分析以及原則適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件大大降低了開采率、總產(chǎn)值。一旦出現(xiàn)問題，采礦就難以繼續(xù)。在這方面，采礦前，技術(shù)人員應(yīng)在采礦現(xiàn)場進(jìn)行徹底調(diào)查研究，根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定最佳充填流程[2]。

4.3 不完善的管理體制

對于充填站來講，以往的過程不起規(guī)管和監(jiān)督的作用。目前，許多充填站沒有電子和機(jī)械設(shè)備，例如泵，流量計(jì)和濃度計(jì)。在許多方面，工作的有效性得到了提高。但是，對于充填站的管理，沒有一套完善的規(guī)章制度，導(dǎo)致在時(shí)間條件下缺乏系統(tǒng)的檢查。在此基礎(chǔ)上，充填站施工工作處于混亂狀態(tài)，不可能定期抽檢，不利于礦山工作的進(jìn)一步發(fā)展[3]。另外，一些礦業(yè)公司在實(shí)際操作中，缺乏對技術(shù)人員的技術(shù)把握，造成了很多質(zhì)量問題，這為礦山安全質(zhì)量工作帶來了很大的風(fēng)險(xiǎn)。

5 充填技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

5.1 優(yōu)化充填管理措施

礦山項(xiàng)目的管理與分配工作主要是由礦山填充站負(fù)責(zé)的，一先進(jìn)的電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備未填充站提供便利條件?；诖瞬捎孟冗M(jìn)的填充設(shè)備為填充站快速工作提供一定技術(shù)支撐，但與此同時(shí)，填充站工作時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些問題如管理不到位問題，管理問題會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行，會(huì)對能源開采工作造成不良影響。

為解決此類問題，需要對填充站管理工作進(jìn)行改革與完善，對正在運(yùn)行設(shè)備定期進(jìn)行安全檢測，制定一份詳細(xì)檢測流程，例如填充站的填充材料要進(jìn)行統(tǒng)一儲(chǔ)存；電子設(shè)備與開采機(jī)械設(shè)備，安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行定期檢查工作，對存在安全隱患的設(shè)備及時(shí)安排檢修工程師及時(shí)維修，避免因設(shè)備隱患問題影響正常開采工作。

5.2 創(chuàng)新采礦充填技術(shù)

同時(shí)，應(yīng)充分利用充填采礦技術(shù)，促進(jìn)礦山企業(yè)的快速發(fā)展，提高企業(yè)的競爭力。對于充填采礦技術(shù)的創(chuàng)新，首先對傳統(tǒng)充填工藝進(jìn)行詳細(xì)分析，了解傳統(tǒng)充填工藝的特點(diǎn)[4]。其次，根據(jù)當(dāng)?shù)氐V物類型和特點(diǎn)，對充填過程進(jìn)行了研究和創(chuàng)新。例如，一些大型礦體中的礦山非常穩(wěn)定，但是礦產(chǎn)資源的開采是非常困難的。

在這種情況下，我們必須選擇深孔淺層回采工藝，才能獲得良好的開采效果。在這種情況下，采用高水材料和石材膠凝材料作為充填材料，更好地修復(fù)充填采空區(qū)。通過科學(xué)合理的創(chuàng)新和回填采礦技術(shù)，可以降低采礦成本和開采效率。在這方面，充填技術(shù)的革新可以達(dá)到更好的開采效果，提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5.3 加強(qiáng)對充填材料創(chuàng)新的研究

充填采礦技術(shù)中，充填材料是必不可少的。不同充填材料對充填采礦技術(shù)的影響不同。良好的充填材料不但能夠使得采礦工程自身的效率與質(zhì)量得到提升，并且在極大程度上能夠使得礦山工程自身的安全得到保證。隨著采礦技術(shù)的不斷革新，回填材料的應(yīng)用逐漸向新的充填和固化材料發(fā)展[5]。在這方面，應(yīng)不斷加強(qiáng)新填、固化材料的研究開發(fā)我們國家已經(jīng)開發(fā)出了固結(jié)材料，其材料自身進(jìn)行固結(jié)的速度是非?？斓模⑶移浍@得的效率高，濃縮度相對較低低，使用上相對便捷方便。

5.4 充填技術(shù)裝備的維修

隨著充填技術(shù)非?？焖俚陌l(fā)展，其操作方式以及與其有關(guān)的充填設(shè)備自身的升級也是十分快速的。在這些充填設(shè)備里，填充貯倉有著關(guān)鍵性的作用。它直接去對充填材料自身的質(zhì)量以及充填效果產(chǎn)生影響，但在以往進(jìn)行充填的時(shí)候并未獲得有效的重視。

然而，對新型充填技術(shù)進(jìn)行使用的時(shí)候，能夠運(yùn)用對垂直填充貯倉進(jìn)行改進(jìn)的方式使得充填材料自身的質(zhì)量得到有效的保證。在尾礦處置時(shí)候，還需要精度比較好的水力旋流器。在漿料輸送階段使用相對先進(jìn)的技術(shù)以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，令操作質(zhì)量與運(yùn)行效率得到提升。

5.5 完善管理機(jī)制

目前，大部分充填站都購買了很多比較新進(jìn)的機(jī)械設(shè)備。這些設(shè)備的應(yīng)用能夠明顯的去對填充效率給予提升同時(shí)使得施工安全得到保證?？墒且?yàn)樵诠芾砩系牟蛔悴傻V的混亂，經(jīng)常會(huì)使得機(jī)械設(shè)備故障率持續(xù)的提升。因此，有必要去對公司目前的管理機(jī)制適當(dāng)?shù)耐晟啤Ｍ瑫r(shí)依照多種機(jī)械設(shè)備本身所具備的特點(diǎn)，去對定期的維護(hù)體系給予設(shè)置，及時(shí)的對于其中出現(xiàn)的故障問題給予有效的維修，使用切實(shí)可行的措施，使其能夠?yàn)椴傻V工作提供技術(shù)上的支持。對于設(shè)備管理進(jìn)行有效的強(qiáng)化還能夠預(yù)防設(shè)備過度老化，使得設(shè)備自身的使用壽命得到有效的演出，防止設(shè)備過早的出現(xiàn)老化問題。

6 結(jié)語

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國采礦工程的不斷拓展，采礦技術(shù)日新月異，為充填技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，礦業(yè)公司要不斷優(yōu)化充填站管理體系，繼續(xù)開展礦山項(xiàng)目的充填技術(shù)和采礦技術(shù)的創(chuàng)新研究。新的填充材料被用于增加填充材料的強(qiáng)度，從而降低材料成本，并選擇用于長距離傳輸?shù)妮p質(zhì)填充材料。充填技術(shù)的逐漸發(fā)展，促進(jìn)了高效，自動(dòng)化，智能化采礦作業(yè)的拓展，從而提高了礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。解放礦區(qū)工人，改善工作環(huán)境，減輕工作人員的工作量，大大提高了勞動(dòng)者的勞動(dòng)生產(chǎn)率和工作效率。特別是對于復(fù)雜的工作環(huán)境，稀有礦藏的開采和充填技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，不斷滿足新形勢下礦山資源開發(fā)的要求，促進(jìn)了采礦工程充填技術(shù)的發(fā)展。

[1]許成章.采礦工程中充填技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中華民居,2015(3)；112-114.

[2]荊延林.充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在的問題研究[J].科技與企業(yè),2015(10)；209-210.

[3]李享.礦山地質(zhì)探礦工程中存在的問題與解決措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2016(14)；224-226.

[4]賈珍,原少潔,張貴銀.破碎圍巖礦體下向進(jìn)路充填采礦法技術(shù)研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2017(1)：23-26.

[5]何良軍,趙文奇,高忠.泗人溝鉛鋅礦削壁充填采礦法優(yōu)化研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2016(6)：78-81.