【摘要】隨著當(dāng)今社會高速的發(fā)展，人類所需的物質(zhì)越來越多，資源的消耗增加，對于礦產(chǎn)品的需求量也在增加，礦產(chǎn)的開采開始轉(zhuǎn)變策略，開采方向由四周發(fā)展向地下深部過渡。由于過度的開采，生態(tài)環(huán)境受到一定影響。為了更有效的進(jìn)行開采及減少對環(huán)境的損害，開采充填將是今后地下礦開采的必定形勢，對于其他方法而言，這種方法可以增加了礦石的回收利用率，從而降低了資源的浪費(fèi)，使資源充分的得到利用，還可以防止地表塌陷的現(xiàn)象發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】充填采礦；技術(shù)難題；環(huán)境保護(hù)

1.前言

充填工藝技術(shù)中，膠結(jié)充填技術(shù)發(fā)展較快，從分級尾砂膠結(jié)充填到全尾砂高濃度膠結(jié)充填，再到不脫水、不收縮的全尾砂膠結(jié)充填三個發(fā)展階段。在回采工藝方法上，從提高分層分段高度直至發(fā)展大孔落礦、階段全高嗣后充填技術(shù)有了較大發(fā)展；改進(jìn)采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，實現(xiàn)盤區(qū)機(jī)械化充填；充填系統(tǒng)實現(xiàn)了微機(jī)控制的半自動化、自動化；采用全尾砂膠結(jié)膏體泵送充填新工藝，從而使充填采礦法進(jìn)入高效采礦的先例。

2.充填技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

中國的填充技術(shù)從最開始的廢石干式充填發(fā)展的現(xiàn)在的高濃度充填、廢石膠結(jié)充填和全尾砂膠結(jié)充填，最近幾年，充填技術(shù)的研究和應(yīng)用都取得了不小的進(jìn)步。

第一階段是20世紀(jì)50年代、60年代，是以廢石干式充填工藝為主要技術(shù)。該技術(shù)在這段時期運(yùn)用廣泛，在有色金屬礦山開采中占38.7%，而在黑色金屬礦山開采中達(dá)到54.8%之高。

第二階段是20世紀(jì)70年代、80年代的時候，由于非膠結(jié)充填體屋子里能力，已無法滿足當(dāng)時的需要，開始使用尾砂膠結(jié)技術(shù)。尾砂膠結(jié)技術(shù)由于自主能力高，提高采礦的回采率的需要，尾砂膠結(jié)充填多采用管道自流輸送方式，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

第三階段是20世紀(jì)90年代以后，開采產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展與現(xiàn)有相對落后技術(shù)的不平衡，開采率低，往往滿足不了開采的需求，并且現(xiàn)在國家要求日益注重環(huán)保意識，原來的技術(shù)對環(huán)境的傷害很大，技術(shù)的不完善是工程質(zhì)量降低，而材料的成本很高。因此為了提高技術(shù)的運(yùn)用，適應(yīng)發(fā)展需求，高濃度、膏體充填、廢石膠結(jié)充填和全尾砂膠結(jié)技術(shù)得到廣泛運(yùn)用，是礦產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展更進(jìn)一步。

3.金屬地下礦充填技術(shù)的難題

當(dāng)前資源問題已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重大難題，資源的重要性不可置否。我國對于礦石的開采一直以來都十分重視，地下金屬礦的充填技術(shù)也得到很大進(jìn)步，在采礦工業(yè)中運(yùn)用廣泛，但實踐中的充填技術(shù)仍然存在一些問題：

（1）充填質(zhì)量不易受到控制。采場設(shè)計直接影響著充填質(zhì)量的好壞，但采場設(shè)計的幾何形狀并不是為了保證充填質(zhì)量，往往是為了礦山生產(chǎn)所需和方便通暢。當(dāng)充填材料進(jìn)入管道，其充填材料置放位置影響著充填質(zhì)量，由于在不同置放點的凝固度便不同，置放點的選擇和充填料的流動距離的控制是重要任務(wù)。充填料流動的距離越大，端壁會越輕，其質(zhì)量會越差，如何解決這一問題是關(guān)鍵。

（2）充填體強(qiáng)度不高，材料費(fèi)用高。充填體強(qiáng)度關(guān)系著安全適用能力。如高水材料凝固速度快，無重力的排水可以減輕對環(huán)境的傷害。凝固過程中容易被風(fēng)干，脫水后的硬度不強(qiáng)，成本卻很高。在今后長期的沖擊和震動下，其穩(wěn)定性不能抵抗各種腐蝕和地應(yīng)力變形的破壞，所以充填體強(qiáng)度有待提高。

（3）設(shè)備技術(shù)性能差。設(shè)備技術(shù)的先進(jìn)性及其發(fā)展速度都在影響著礦山開采的發(fā)展。由于我國的國情，從礦山設(shè)備的先進(jìn)程度來看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，很多技術(shù)仍處在發(fā)展的過程中。但為控制礦山投入，國內(nèi)很多礦山仍以應(yīng)用國產(chǎn)設(shè)備為主，由于國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)穩(wěn)定性差，設(shè)備集成化程度不高，這在很大程度上限制了礦山充填技術(shù)的進(jìn)步，使充填技術(shù)發(fā)展緩慢。

（4）檢查制度不完善，充填質(zhì)量無保證。充填質(zhì)量是否合格，能不能使工程完成的有保障，需要建立定期的檢查制度。在實際的生產(chǎn)過程中，大多數(shù)充填材料設(shè)備站對充填材料沒有進(jìn)行定期的檢查，每次檢查不系統(tǒng)，檢查的時間更是多達(dá)半年或更久，有些只有在設(shè)備出現(xiàn)故障計量系統(tǒng)出現(xiàn)問題時才檢查充填質(zhì)量。因此，對充填材料的質(zhì)量的檢驗要定期進(jìn)行檢查，使其達(dá)到所需水平。

4.金屬地下礦的解決對策

為了使充填技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，對于地下礦的開采技術(shù)的問題，做出以下解決對策：

（1）創(chuàng)造新型采礦工藝，保證充填質(zhì)量。為了保證充填質(zhì)量，創(chuàng)建新型的采礦法，其結(jié)合礦山特點，利用現(xiàn)有的礦床技術(shù)條件，與其他采礦技術(shù)相融合。運(yùn)用新型的采礦工藝對不同礦體的開采，降低成本，使效率增加，如開采的礦體極薄又相對傾斜，可結(jié)合削壁充填和爆力運(yùn)礦的方法，控掘礦巖，將廢石充填在空填區(qū)。對礦體較為穩(wěn)定厚實，先用淺孔和中孔空場采礦法開除，采空后的區(qū)域用尾砂膠結(jié)、塊石膠結(jié)或高水材料充填。

（2）開發(fā)研制低成本、高強(qiáng)度的新型充填固化材料。材料的性能優(yōu)劣在很大程度上影響著充填料的充填效果。充填料的物理特性使其固化能力增強(qiáng)，因其決定膠結(jié)的成分和組成方式。充填體強(qiáng)度高，在工程的運(yùn)用中，就能承受長期的震動和沖擊。原有的材料成本高，為了進(jìn)一步節(jié)省研發(fā)費(fèi)用，對新型充填固體材料的研究需加強(qiáng)。

（3）研制高效礦山充填設(shè)備和提高礦山充填自動控制與自動化水平。我國原有設(shè)備技術(shù)差，礦山充填技術(shù)的發(fā)展受到遏制，又因礦山充填系統(tǒng)的自動化對礦山的發(fā)展起到至關(guān)重要作用。所以要加強(qiáng)礦質(zhì)高效高濃度設(shè)備，研制自動化設(shè)備，建立完整的自動控制系統(tǒng)。

（4）建立有制度的充填站管理，定期采樣，保證充填質(zhì)量。科學(xué)的管理也是確保金屬礦充填質(zhì)量的重要舉措。在實際的礦物生產(chǎn)中，充填材料起到了十分關(guān)鍵的作用，其質(zhì)量直接影響著礦物生產(chǎn)的質(zhì)量。在充填站管理中，應(yīng)建立嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)格的管理制度，杜絕因人為因素而導(dǎo)致的充填質(zhì)量問題；同時，定期針對充填質(zhì)量問題進(jìn)行采樣抽檢，確保充填質(zhì)量，使從充填材料達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平。

5.結(jié)語

當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)和社會都處于在飛速發(fā)展中，發(fā)展所需的資源也在不斷增加，科學(xué)發(fā)展的模式就是時代所需。人們也逐漸意識到物料的重要性，倡導(dǎo)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。面對當(dāng)前低迷的礦產(chǎn)形勢，好的充填技術(shù)可有效的提高資源利用率，降低礦山生產(chǎn)、建設(shè)成本，減少礦山資源貧化率，減少對地表環(huán)境減少了破壞，這種充填技術(shù)的運(yùn)用隨著開采難度和深度日益增加。其優(yōu)勢越加明顯，但充填技術(shù)也存在著問題，合理的解決這些難題，使礦采技術(shù)的快速發(fā)展是今后發(fā)展歷經(jīng)的必要之路。

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