充填采礦技術(shù)應(yīng)用和存在的問題研究

馬驅(qū)

（廣西河池市桌泰建筑工程有限責(zé)任公司大新分公司，廣西崇左 532315）

對于采礦充填技術(shù)的應(yīng)用，具體來說是在采礦時(shí)，針對采空區(qū)域利用部分采礦廢料，如工業(yè)廢渣等，在采空區(qū)進(jìn)行充填，以免采礦時(shí)，機(jī)械設(shè)備震動(dòng)導(dǎo)致巖石發(fā)生松弛或者地表有沉降問題，從而能夠保障礦產(chǎn)資源的充分應(yīng)用。此外，還為現(xiàn)場工作人員提供了安全的工作環(huán)境空間，有益于采礦事業(yè)的未來建設(shè)和發(fā)展。在采礦時(shí)經(jīng)常會有殘?jiān)a(chǎn)生，將其在采礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行直接充填，可減少殘?jiān)\(yùn)輸發(fā)生的費(fèi)用，又保證了四周巖石的牢固性，規(guī)避采礦時(shí)可能會產(chǎn)生的一些潛在性危險(xiǎn)，可確保工作人員的生命安全，也使采礦工作更加有序。

1 充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展分析

1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在采礦時(shí)，我國對于充填采礦技術(shù)的使用時(shí)間非常早，所以累積了大量的經(jīng)驗(yàn)。在20世紀(jì)之后，由于環(huán)境低碳等相關(guān)理念的提出，需要在采礦時(shí)有效處理好礦渣，以免由于處理不當(dāng)危害四周的生態(tài)環(huán)境。目前，我國采用最多的方法便是膠結(jié)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在普通的金屬礦山開采時(shí)，有很明顯的作用和效果，使礦山開采效率有所提升。之前開采大且厚的巖石時(shí)，通常會用崩落法，該項(xiàng)方法會使礦石有較大的損失，且礦石質(zhì)量也不夠理想，降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1.2 國外研究現(xiàn)狀

例如在加拿大區(qū)域，將膏體充填技術(shù)應(yīng)用在了十幾座礦山當(dāng)中，開采時(shí)應(yīng)用膏體充填技術(shù)不但能加快開展速度，還對四周的開采安全性給予了保障，工人有更高的積極性。此外，加拿大的學(xué)者在不斷探究當(dāng)中，會在礦區(qū)當(dāng)中填加一些其他綠色充填物，使礦山企業(yè)的效益有所提升[2]。其中，礦山充填技術(shù)如表1所示。

表1 加拿大礦山充填技術(shù)

在德國，很多礦山開采時(shí)，也應(yīng)用到了膏體充填技術(shù)，并取得了很好的進(jìn)展和突破。例如：當(dāng)前已經(jīng)研制出高濃度的膏體制備設(shè)備，在井下可以隨時(shí)補(bǔ)償膏體充填材料，也建立了濃度測試充填系統(tǒng)，同時(shí)有膏體研究試驗(yàn)站和相應(yīng)的測試中心。

在南非區(qū)域，為了將膏體充填中，有較大投資的問題進(jìn)行解決，規(guī)避管路系統(tǒng)較高的維護(hù)費(fèi)用問題，很多學(xué)者針對充填漿料進(jìn)行了試驗(yàn)，改善其配比，通過最佳的填充漿料配比，降低成本。

2 采礦工程中對充填技術(shù)的應(yīng)用分析

在采礦工程當(dāng)中，針對采空區(qū)采用的充填技術(shù)，主要是通過砂礫材料完成充填內(nèi)容，使其對支護(hù)提出的效果有所滿足，預(yù)防圍巖以及自身發(fā)生降落而出現(xiàn)的變形問題。

2.1 水利充填法

充填技術(shù)在我國的使用，最早的一項(xiàng)方法便是水利充填法。該項(xiàng)方法應(yīng)用的原理是，將固體材料當(dāng)作漿料，即使發(fā)生長距離的運(yùn)輸，也不會有較高的成本，并有著非常高的自身傳輸效率，不會受到地形和季節(jié)產(chǎn)生的影響和限制。目前，對于高濃度漿體管道和自身直流輸送過程，我國已經(jīng)進(jìn)行了研究，并且成功應(yīng)用在了采礦工程中[3]。

2.2 膠結(jié)充填法

水泥充填法的應(yīng)用，是將不需要的廢棄材料當(dāng)作水泥的充填體，所以有著非常廣泛的應(yīng)用。在填料尾砂內(nèi)部有大量的顆粒存在，進(jìn)而不斷增加本身具有的膠結(jié)面積，體系由本身的觸變性構(gòu)成。目前，高尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，在我國的采礦工程當(dāng)中使用已經(jīng)非常成熟，且應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用率高達(dá)80%，對材料進(jìn)行輸送時(shí)，質(zhì)量也達(dá)到了70%。

2.3 膏體充填法

我國對于膏體充填法的應(yīng)用，還有很多不完善之處，需要繼續(xù)探究和發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)與我國應(yīng)用的其他充填技術(shù)相比較還有些落后。膏體充填模式的應(yīng)用，由于本身的質(zhì)量會受到自身混合形式、含水量、構(gòu)成以及混合質(zhì)量產(chǎn)生的影響，所以限制非常多，導(dǎo)致使用時(shí)有很強(qiáng)的復(fù)雜性，加之自身有較高的技術(shù)含量，操作管理也異常復(fù)雜，需要對大量的實(shí)踐分析進(jìn)行應(yīng)用，才能使其得到持續(xù)性優(yōu)[4]。

3 充填采礦技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題

3.1 材料較少

充填裝需要應(yīng)用新材料以及先進(jìn)的充填工藝，但因?yàn)榛炷潦┕び袠O強(qiáng)的復(fù)雜性，加之礦山與礦山之間的差異性存在，所以對于材料的挑選需要認(rèn)真探究。根據(jù)膏體、挖掘、新的規(guī)定等，很難對充填材料進(jìn)行選擇，因此要對膏體要求有詳細(xì)的了解基礎(chǔ)之上，才能強(qiáng)化針對材料性能展開的研究工作。

3.2 需強(qiáng)化采礦篩選總體思路

針對現(xiàn)場采光內(nèi)容的開展來說，目前使用的采礦篩選總體思路還有很多不完善之處，例如：在對現(xiàn)場開發(fā)進(jìn)行篩選時(shí)，綜合比較以及分析工作并不到位，很多具體的情況被忽視，也有盲目性存在。正是因?yàn)閷Φ刭|(zhì)以及現(xiàn)場等相關(guān)因素的探究工作不夠具體，才導(dǎo)致開采率和總產(chǎn)值方面不夠理想，一旦有問題出現(xiàn)，采礦便會遇到阻礙。所以，在采礦之前，技術(shù)人員一定要深入調(diào)查好采礦現(xiàn)場，結(jié)合現(xiàn)場具體情況編制最理想的充填流程[5]。

3.3 管理體制不夠完善

站在充填站的角度來說，之前的過程不會起到監(jiān)督管理的效果。當(dāng)前，有些充電站并沒有對電子以及相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行配置，例如：泵、濃度計(jì)以及流量計(jì)等，在許多層面還需要提升工作的有效性。針對充填站開展的管理工作，相應(yīng)的規(guī)章制度不夠完善，以至于在日常工作中，系統(tǒng)的檢查相對缺乏。在此前提下，充填站施工工作會有盲目性和混亂性存在，定期抽檢不能按時(shí)完成，這些都不利于礦山工作的未來發(fā)展。此外，有些礦業(yè)公司在具體操作時(shí)，未針對技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，所以會有質(zhì)量問題存在，也使礦山安全質(zhì)量得不到保障[6]。

4 充填技術(shù)應(yīng)用以及發(fā)展前景分析

4.1 優(yōu)化充填管理措施

礦山充填站負(fù)責(zé)人員需要做好礦山項(xiàng)目的管理以及一系列的分配工作。其中，購買先進(jìn)的電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備，能夠使充填站工作有更強(qiáng)的便利性，也會通過充填設(shè)備使填充站的發(fā)展有所提升。充填站的日常工作，會有管理不到位等相關(guān)情況出現(xiàn)，管理問題會引發(fā)設(shè)備問題，進(jìn)而對能源開采產(chǎn)生很多不良影響。為解決該類問題，一定要改革相應(yīng)的管理，使其更加完善，定期檢測設(shè)備的運(yùn)行并對系統(tǒng)的檢測流程加以編制，例如統(tǒng)一存儲充填站的充填材料。

無論是電子設(shè)備還是開采機(jī)械設(shè)備，都要指派專業(yè)人員對其定期檢修，及時(shí)維修已經(jīng)發(fā)生的故障和問題設(shè)備，避免由于設(shè)備問題，對正常開采工作造成影響。

4.2 創(chuàng)新采礦充填技術(shù)思路

對于充填采礦技術(shù)的應(yīng)用，對于企業(yè)的未來發(fā)展、強(qiáng)化競爭力有著積極的作用，所以要將充填采礦技術(shù)做好相應(yīng)的創(chuàng)新，使其思路得到拓展。①要詳細(xì)分析以往使用的充填工藝，對充填特征有詳細(xì)的了解；②結(jié)合礦物類型以相應(yīng)的特征，進(jìn)一步研究和創(chuàng)新充填過程，如有些大型礦體中的礦石十分穩(wěn)定，但對其資源開采時(shí)異常艱難。面對這些情況，需要對深孔淺層回采工藝進(jìn)行選擇，進(jìn)而獲取良好的開采效果。其中，可使用高水材料和石材膠凝材料，使其成為充填材料，進(jìn)而對采空區(qū)進(jìn)行更好的修復(fù)和充填。利用回填采礦技術(shù)和創(chuàng)新思路，可以使采礦成本和開采效率有所降低，以便更好地革新充填技術(shù)開采效果[7]。

4.3 加強(qiáng)對充填材料的創(chuàng)新研究

充填采礦技術(shù)的使用，一定會應(yīng)用到各種充填材料。充填材料的不同，對充填采礦技術(shù)產(chǎn)生的影響也不同。好的充填材料，不但可以提升采礦工程本身的效率和質(zhì)量，還能確保工程的安全性，在不斷創(chuàng)新和發(fā)展采礦技術(shù)之后，回填材料的使用也開始面向充填和固化材料發(fā)展，所以要不斷加強(qiáng)新填以及固化材料的研發(fā)。其中，我國對于固化材料的使用，材料本身有著非?？斓墓探Y(jié)速度，效率極高且濃度也比較低，在使用方面有極強(qiáng)的便捷性。

5 結(jié)語

總之，對于充填技術(shù)的應(yīng)用，在采礦中取得效果非常突出，有益于采礦行業(yè)的未來可持續(xù)發(fā)展。采礦企業(yè)需要對該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢充分探究，依照技術(shù)使用原則，分析出目前存在的應(yīng)用問題，以便采取相應(yīng)的措施解決問題，使技術(shù)發(fā)揮出更大的價(jià)值作用。