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充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：张雨

[导读] 摘要：作为工业发展的基础材料，随着工业经济的快速发展，对矿产资源的需求也越来越大。

        安徽省淮南矿业集团顾桥矿生产准备队安徽淮南 232000
        摘要：作为工业发展的基础材料，随着工业经济的快速发展，对矿产资源的需求也越来越大。然而，我国有限的矿产资源导致采矿生产作业不得不向深部转移，这也增加了采矿生产作业的难度，对采矿技术提出了更高的要求。如何在不破坏环境的前提下高效开采也是一个亟待解决的问题。
        关键词：充填采矿技术；采矿；应用；相关问题
        1充填采矿技术在采矿作业中的应用优势
        1.1 促进采矿作业的深部开采和降低生产作业成本
        深部开采对技术有着更高的要求，要考虑到地压、地应力等问题。采取充填采矿技术通过填充废石胶结物、尾砂胶结物、膏体等，有效地缓解了采矿造成的矿区内不平衡应力情况，使采矿区的岩石应力达到平衡值，提高开采效率。充填采矿新技术采用凿岩台车、铲运机等机械化作业代替人工作业，减少了人力资源的投入。充填采矿技术的应用，解决了地面堆存尾矿造成的占地和环境污染问题，促进了矿山企业的可持续发展。
        1.2 提高了采矿区的安全性和矿石回采率
        充填采矿技术通过控制矿区地压，采用充填材料，对采空区围岩起到了支护作用，从而减少了塌陷和围岩破坏的发生，提高了开采安全性。充填后，矿柱可在不同时期回收，提高回收率。
        2充填采矿问题
        2.1充填成本高
        在大多数情况下，充填采矿成本约占总成本的30%。为降低成本，结合矿山实际情况，将废矿作为充填材料，这些充填材料可同时回收利用，从而节省充填过程中的技术应用，降低成本。
        2.2对新型高强度充填材料需求大
        在实际充填采矿作业过程中，受生产结构和生产方式的影响，采矿生产将有较大差异，这就需要大量新型高强度充填材料来保证施工过程不受影响，从而导致充填采矿技术无法形成固定的标准化施工方法。矿石行业发展中，只有结合实际需求，加强对新型高强度充填材料的研究和创新，才能够更好地符合技术施工的客观要求，优化改善技术综合性能，从而促进采矿行业的改革发展。
        2.3 施工难度大
        充填采矿技术在具体实施过程中面临很大困难，特别是在分层充填、凿岩、顶板保护等工艺过程中，需要在第一层循环施工完全成功后才能进行下一步施工这影响了充填采矿作业的效率，同时生产成本高，生产能力相对较低。在开产传统分层充填采矿过程中，应当预留一定的矿柱，但因为地压以及爆破等带来的影响，就降低了矿柱的安全性，促使矿山开采过程中，面临一定安全隐患。
        2.4充填采矿技术有待提升
        从目前情况看，我国充填采矿技术还有很大的改进空间。一些矿山企业在实际建设中没有根据自身条件选择开采工艺，这无疑影响了开采效率和生产。此外，一些矿山企业不合理地使用采矿技术，导致采矿作业中出现许多意想不到的问题，无法及时有效地解决，极大地影响了采矿的整体效果。科学技术的发展加速了各个行业的创新进步，虽然采矿事业越来越广泛应用充填采矿技术，然而受科技水平限制，目前我国充填采矿技术仍旧存在一些缺陷和不足之处，阻碍了采矿事业的壮大发展，提升充填采矿技术势在必行。
        3 现阶段的措施分析
        3.1新材料开发
        充填材料的开发是近几年来一直备受关注的问题之一，过去的充填材料已经不能够满足现有充填环境的要求，在这种情况下，寻找新材料作为新的填充材料是非常重要的。考虑到未来矿业的发展，现有的充填材料只能满足大部分的开采需要。对于新材料的发展来说，这仍然是一个长期有待解决的问题。

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        3.2完善工艺
        采场是应用采矿技术的场所，因此，首先要对于矿山采场的基本特质进行分析，诸如采空区的特点、采矿作业的基本需求等等，根据特性分析确定充填工艺，充填工艺应满足以下要求：充填材料的最小分离率；充填强度满足地压控制要求；充填脱水过程中和充填后，充填材料起拱作用小，充填材料液化可能性最小，充填整个采空区，减少地表沉降。
        3.3 建立完善地充填采矿技术管理体系
        任何企业的发展都离不开科学、有效、合理、完善的管理。矿产企业也是如此。如果缺乏相对完善的管理制度，会对矿山企业的工作效率产生不良影响，同时也会增加矿山生产中的不安全因素。根据目前矿山开采过程中所采用的充填技术现状，一般都会建立充填站，保证充填材料在开采过程中的运输。在这一过程中，忽视了对填料用量的控制和填料设备缺乏合理的管理。如果不断加强对填料的管理，做好材料的运输安全。此外，还能对采矿过程中运用的充填材料进行详尽地记录，从而确保使用材料的质量，而且能较好地使用充填材料，减小充填材料的浪费问题，为矿产企业节约了成本。另外，在建立的充填站中，企业还要安排专业的检修人员，对其充填技术所要运用的设备和进行间断性地检查，从而对采矿确保做好安全保障，有利于材料的合理运送，促进采矿过程中工作效率的提高。
        3.4充填采矿技术未来发展方向
        3.4.1积极创新技术和工艺
        运用充填采矿技术进行开采，需要在开采之前对矿山情况有足够的了解后，再进行充填开采。创新充填采矿技术和工艺的基础是和实际情况相结合，由于不同地区矿山所处的不同环境和不同情况，并不是每一项技术都能得到普遍的应用，可以肯定的是，所有的充填采矿技术都是不适用的。因此，有必要创新充填采矿新技术、新工艺，确保在各种条件下顺利进行开采。
        3.4.2加强新型充填材料的研制工作
        充填材料是充填采矿技术的重要组成部分。同时，充填材料能否保证质量也与采出矿体的稳定性和自身强度密切相关。目前，我国充填采矿技术采用的充填材料具有充填效率高、凝固速度快、浓度低、便于长途运输、无重力排水等优点。但其同样也有一些不足，例如强度不够，而且在很容易受风侵蚀被风化。所以为了提升充填采矿技术的质量，必须要加强新型充填材料的研制工作有效提升充填材料强度，降低材料成本。
        3.4.3 完善充填站管理制度
        采矿时将设立一个材料加料站。加油站有大量的生产和检测灌装材料的设备，方便了灌装材料的供应。但是，很多加油站没有完善的管理制度，导致设备问题无法及时维修。因此，有必要建立一套完善的管理制度，对所有设备进行分类管理，定期维护保养，为矿山提供稳定、优质的充填材料。
        结束语
        综上所述，通过以上对充填采矿技术在采矿中的应用及相关问题的深入分析，我们可以更加清楚地认识到，充填采矿技术作为目前我国采矿业的主流技术模式之一，不仅具有矿石贫化率低的优势，采场围岩稳定性高，回采操作简单等优点，也具有一定的优越性，对实现绿色开采和无废料开采起到了重要的推动作用。同时，由于开采不能在短时间内完成，需要很长时间。因此，随着矿床开采深度的加深和面积的逐渐增大，充填采矿技术的质量和要求也将随之提高。所以，只有将充填采矿技术存在的问题逐一解决，不断完善填充装备、工艺、材料、系统，才能将充填采矿技术具有的作用和价值充分挖掘出来，有效实现安全、高效开采的目标。
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