摘要:隨著近年來我國采礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，充填技術(shù)的理論和實踐也相應(yīng)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是近年來膠結(jié)充填技術(shù)的日趨完善，使得充填技術(shù)在采礦實踐中的地位也越來越重要。目前在采礦業(yè)，主要使用的充填技術(shù)是水力充填和膠結(jié)充填。這些充填方法的產(chǎn)生，能夠適用于不同礦山的自然環(huán)境，使得礦山開采中的很多難題得到解決。本文將在對充填技術(shù)種類研究的基礎(chǔ)上，對充填技術(shù)廣泛的發(fā)展前景做簡要的探討。

關(guān)鍵詞:充填技術(shù) 采礦 礦山開采 應(yīng)用前景 發(fā)展

1 目前常用的幾種充填系統(tǒng)

1.1 水力充填法。水力充填系統(tǒng)的原理是將固體的物料制作成為漿體或者膏體，通過對其施加外力，進行輸送，輸送的距離近的可到幾十米，遠的可到幾百里，該充填系統(tǒng)的特點在于成本低，輸送效率高，而且不受地形和季節(jié)的影響，不會對環(huán)境造成影響。在近20年來，在水力充填系統(tǒng)的研制和使用方面，我國已經(jīng)研發(fā)出高濃度漿料管道的自流輸送工藝，達到了國際先進水平。

1.2 膠結(jié)充填法。該充填方法是將尾礦作為物料所采用的膠結(jié)充填方式，在礦山開采過程中，得到了廣泛的應(yīng)用。將尾礦膠結(jié)作為充填物料，主要是利用其顆粒含量多，會增加膠結(jié)表面積的特點，使其形成一個具有觸變性質(zhì)的體系。我國在上世紀80年代，對高濃度的全尾礦膠結(jié)充填技術(shù)已經(jīng)獲得了成熟的使用技術(shù)，并且研制成功。在礦山開采中，全尾礦膠結(jié)充填技術(shù)的使用率已經(jīng)達到了90%以上，對充填物料的輸送質(zhì)量也達到了80%以上。隨著全尾礦活化攪拌機的廣泛采用，我國的全尾礦膠結(jié)填充技術(shù)已經(jīng)走向成熟。

1.3 膏體充填法。我國在對于膏體充填法的研究領(lǐng)域來說，還不是很完善，相對與其他充填技術(shù)的研究，還屬于初級階段，缺少這方面高素質(zhì)的研究人員。膏體充填受到攪拌的質(zhì)量，從顆粒的成分，水分的含量和密度，攪拌方式等因素的影響，從整體上說，膏體充填技術(shù)比上述兩種充填法要復(fù)雜，無論是在物料的準備上，還是在網(wǎng)管的分布，以及操作和管理流程來看，都相對比較復(fù)雜，這也是一種高技術(shù)含量的新的充填技術(shù)，較傳統(tǒng)的充填技術(shù)和操作，都先進很多。因此，對于膏體充填法的應(yīng)用，需要一批高素質(zhì)的專業(yè)人員，通過不斷深入的研究，才能使膏體充填技術(shù)在我國廣泛的發(fā)展起來。

2 選擇充填技術(shù)的基本原則

在進行充填技術(shù)的選擇時，需要以礦山的自然條件作為基礎(chǔ)，根據(jù)充填技術(shù)的特點進行選擇，需要遵循以下幾個原則:

2.1 以保證安全生產(chǎn)作為基本原則。在進行充填技術(shù)的選擇上，應(yīng)當能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度的將地壓進行控制，防止巖爆事故的發(fā)生，因此，在選擇充填技術(shù)時，應(yīng)當對地壓和采礦方法等因素進行多方面考慮，根據(jù)此，膠結(jié)充填技術(shù)為首選的充填系統(tǒng)。

2.2 保證充填量能夠滿足開采的需要。礦山進行開采之前，需要對其礦量進行設(shè)計，來決定充填量的大小，根據(jù)充填量的大小選擇合適的充填系統(tǒng)。在常用的充填系統(tǒng)之中，水力充填的充填能力最強。如果充填量不能保證開采礦山時的采充平衡，則容易發(fā)生采充失調(diào)的現(xiàn)象，容易發(fā)生事故。

2.3 在選擇充填技術(shù)時，對系統(tǒng)的操作力求輕松簡潔，方便物料的配比以及控制，同時也方便使用人員的操作。

2.4 把費用降到最低。在進行充填系統(tǒng)的建設(shè)中，有的項目其基建費用不高，但是經(jīng)營費用卻很高，有的項目基建費用高，但是經(jīng)營費用卻很低，因此，在進行充填系統(tǒng)的選擇時，可以合理的對每項技術(shù)進行分析，取其最優(yōu)的搭配。如果礦山的廢棄砂石比較多，則可以選擇利用廢棄的砂石進行膠結(jié)充填。

2.5 保證系統(tǒng)能夠正常運行。在充填系統(tǒng)進行工作時，要能夠保證其故障率低，能夠穩(wěn)定的運行。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠較快的進行修復(fù)。在礦山開采中，我們一般采用國產(chǎn)的設(shè)備，這樣在維修和人員的培訓(xùn)方面，都比選擇國外的設(shè)備方便得多。同時，為了保證系統(tǒng)不間斷的運行，通常需要準備一套備用的系統(tǒng)，需要操作人員對系統(tǒng)的使用及維修技術(shù)進行了解，以確保充填系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.6 遵循保護環(huán)境的原則。在進行充填系統(tǒng)的設(shè)計和選擇時，應(yīng)當考慮到其對于環(huán)境產(chǎn)生的污染問題，對尾砂、煤灰等廢棄物進行充分的回收再利用，在減少充填費用的同時，也能夠減少對環(huán)境的污染，促進我國經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3 充填技術(shù)的發(fā)展前景展望

本文以西部某礦區(qū)過去10年的產(chǎn)礦量以及充填技術(shù)的使用數(shù)據(jù)分析，對充填技術(shù)的發(fā)展前景進行簡要的分析。

3.1 某西部礦區(qū)，年產(chǎn)煤炭量為2000W(t)左右，該礦區(qū)1990-

2001年萬噸采煤塌陷率為3.33-3.86畝，統(tǒng)計數(shù)字如圖1所示。通過該圖，我們可以看出，采煤所造成的土地塌陷的賠償費用呈上升趨勢，而且將會越來越高。

3.2 仍然以該煤礦為例，對充填開采增加的成本進行分析，如圖2所示，我們發(fā)現(xiàn)，大約在2015年采煤塌陷土地賠償增加的噸煤成本與采空區(qū)充填增加的噸煤開采成本相等，也就是說，要在該礦采用采空區(qū)充填控制開采沉陷、保護地面土地，要等到2015年才具有可行性。

3.3 我國是一個礦產(chǎn)資源儲備量最大，同時也是消耗量最大的國家，在進行開礦時，不可避免的要造成對環(huán)境和地表的破壞，這在增加了礦產(chǎn)開采的成本的同時，對環(huán)境造成污染，容易造成安全隱患，因此，我們提出了矸石充填技術(shù)，也就是我們通常所說的綠色充填技術(shù)。采空區(qū)充填技術(shù)能夠減少對地表環(huán)境的破壞，減少廢料的排放。由于在進行開采的同時，會形成大量的采空區(qū)，會導(dǎo)致采空區(qū)的頂板和礦柱發(fā)生變形或者移動，造成安全隱患。采用矸石進行充填，使矸石不再上井，在解決了矸石對耕地和環(huán)境造成的污染的同時，減少了煤柱的留設(shè)，大大提高的資源的回收率。該技術(shù)也將是未來礦山開采企業(yè)所廣泛采用的一種充填技術(shù)，得到大范圍的推廣。

4 總結(jié)

通過對各種充填技術(shù)的研究，把充填技術(shù)的發(fā)展前景歸納為以下幾點:第一，繼續(xù)對高效的自動化充填設(shè)備進行研制，提高充填作業(yè)的機械化，推進充填技術(shù)的發(fā)展，全面實現(xiàn)充填系統(tǒng)的自動化;第二，加強對膏體充填技術(shù)的學(xué)習(xí)和研制，使盤區(qū)進路機械化充填采礦法中進路充填接頂?shù)膯栴}得到解決，全面提高采礦的效率;第三，繼續(xù)進行對膠結(jié)充填材料的研制，使用廢料進行充填，降低充填成本的同時，達到保護環(huán)境的目的;第四，目前對環(huán)境污染最小的膠結(jié)充填技術(shù)將是未來一段時間內(nèi)充填技術(shù)的主導(dǎo)力量。

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