■王 軍 ■銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司冬瓜山銅礦，安徽 銅陵 244000

社會(huì)在不斷的創(chuàng)新進(jìn)步，資源利用也在快速發(fā)展，同時(shí)也加快了資源的消耗，因此，提高礦石產(chǎn)量就成為企業(yè)目前發(fā)展的主要方向。隨著礦產(chǎn)資源的快速開(kāi)采與消耗，從而導(dǎo)致了一些自然環(huán)境問(wèn)題和地理位置危害，嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，要想解決這一問(wèn)題就要采取高科技手段來(lái)維護(hù)礦產(chǎn)資源回采和利用效率，比如，應(yīng)用充填采礦技術(shù)，可以很好地使礦產(chǎn)資源得到最小的耗損，更能有效地避開(kāi)生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的問(wèn)題。

1 大量采用充填采礦技術(shù)的具體原因

隨著我國(guó)提倡節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，提高資源綜合利用率，人們意識(shí)到充填采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，充填采礦已經(jīng)成為高效采礦方法之一，具體的應(yīng)用原因有以下幾方面:(1)礦石回采率高，貧化率低，綜合經(jīng)濟(jì)效益比較好，充填法可以最大限度的將地下的礦石采出;(2)減少尾礦庫(kù)的占地面積，礦山廢石可用于采空區(qū)的充填，做到了廢石不出坑，更好的保護(hù)了生態(tài)環(huán)境;(3)充填采礦法適用的巖石條件比較寬松，對(duì)頂板的要求不是太苛刻。開(kāi)采地面需要保護(hù)的礦床，使用充填法可保護(hù)地面不發(fā)生陷落;充填法抑制了有自燃傾向礦床火災(zāi)的發(fā)生;(4)隨著礦山的發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)全面機(jī)械化。采用先進(jìn)的鑿巖、出礦、支護(hù)設(shè)備，以及大力開(kāi)展的充填理論研究，使充填法成為高效、可推廣使用的采礦方法;(5)隨著礦山的不斷開(kāi)采，很多礦山由地下逐漸轉(zhuǎn)至深部，我國(guó)有些礦山的開(kāi)拓工程已到地下一千米左右，而充填法是深部開(kāi)采的有效方法，可以很好的控制地壓和巖爆活動(dòng)。

2 目前充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)充填采礦法的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段:第一階段為20世紀(jì)50年代的干式充填，但由于當(dāng)時(shí)設(shè)備比較落后，技術(shù)水平比較低，從采礦工效、生產(chǎn)能力及成本上制約了充填采礦技術(shù)的發(fā)展;第二階段為20世紀(jì)60、70年代以分級(jí)尾砂、河砂、風(fēng)砂、碎石等為集料的水砂充填和膠結(jié)充填工藝;第三階段為20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的全尾砂高濃度膠結(jié)充填、高水速凝全尾砂固化膠結(jié)充填和塊石膠結(jié)充填工藝;第四階段為20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的膏體泵送充填工藝。此后，隨著各種新型充填工藝、新型膠結(jié)材料的成功應(yīng)用，極大地推進(jìn)了我國(guó)充填采礦技術(shù)的發(fā)展。

近20多年來(lái)，我國(guó)在充填材料、工藝、技術(shù)理論等方面取得了很多的成果和進(jìn)展。主要集中在如下幾個(gè)方面:(1)利用巖體力學(xué)和充填體力學(xué)的理論，研究合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)、回采方案和充填體承載機(jī)理;(2)利用無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、膠體化學(xué)等相關(guān)理論研究新的充填膠凝材料和添加劑;(3)利用流體力學(xué)、固液兩相流理論研究充填材料輸送工藝及參數(shù);(4)采用高效率設(shè)備和電控儀表，改革出新的采礦方法，實(shí)現(xiàn)地下礦采、出、充的機(jī)械化、自動(dòng)化及連續(xù)作業(yè)。

3 充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展存在的問(wèn)題及實(shí)施策略

(1)完善充填采礦技術(shù)。充填采礦技術(shù)應(yīng)該結(jié)合礦山特點(diǎn)、礦床開(kāi)采技術(shù)條件，發(fā)明或創(chuàng)造一些與其他采礦技術(shù)相結(jié)合的新型采礦法。例如對(duì)于緩傾斜極薄礦脈開(kāi)采，可用礦巖分掘，廢石拋擲充填空區(qū)，即削壁充填和爆力運(yùn)礦相結(jié)合的采礦法。對(duì)于厚大而礦巖較穩(wěn)固的礦體，可以嘗試采用淺孔和中深孔鉆機(jī)開(kāi)采，可大大提高落礦效率，對(duì)提高礦山的產(chǎn)量起到舉足輕重的作用。采后空區(qū)用尾砂膠結(jié)、塊石膠結(jié)或高水材料充填，即階段連續(xù)回采快速充填工藝，既降低成本，又增加效率。隨著礦床開(kāi)采的不斷延伸，采場(chǎng)范圍擴(kuò)大，地壓增高，尤其是高地應(yīng)力礦區(qū)，不僅采場(chǎng)突變失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)在增加，而且潛在的危害也加大。所以，進(jìn)行深部充填采礦可以解決采場(chǎng)不平衡應(yīng)力的傳遞和調(diào)整，其傳遞和調(diào)整的結(jié)果，可能導(dǎo)致原巖應(yīng)力場(chǎng)再次處于平衡狀態(tài)，對(duì)于今后的礦山開(kāi)采將是一個(gè)長(zhǎng)期努力的發(fā)向和一個(gè)艱巨的科技攻關(guān)。

(2)加強(qiáng)充填采礦技術(shù)設(shè)備以及提高效率。提高礦山充填系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，將直接影響和制約礦山的發(fā)展，但因?yàn)槲覈?guó)生產(chǎn)的充填設(shè)備技術(shù)性能尚不能達(dá)到生產(chǎn)的技術(shù)要求，遏制了礦山充填技術(shù)的發(fā)展。因此，必須加強(qiáng)研制先進(jìn)的設(shè)備，為高濃度礦漿的制備提供有效保證;同時(shí)，還要研究設(shè)備的制造材料，以減少或消除磨損與腐蝕。更重要的是要研制高濃度輸送設(shè)備，采用壓排技術(shù)，調(diào)節(jié)各段輸送壓力，防止堵管現(xiàn)象;對(duì)于充填系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)，研制和引進(jìn)適合于礦山應(yīng)用的自動(dòng)化設(shè)備和儀表，建立真正意義上的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

(3)大力研發(fā)高濃度新型充填采礦材料。充填采礦技術(shù)的執(zhí)行，是一個(gè)復(fù)雜的施工過(guò)程，由于其自身受到了結(jié)構(gòu)性以及生產(chǎn)方式不同的影響，導(dǎo)致最終所呈現(xiàn)出的生產(chǎn)量也有著一定的差異性，無(wú)法使得該技術(shù)形成較為固定的施工形式。所以，針對(duì)充填采礦技術(shù)來(lái)研究出相應(yīng)的高強(qiáng)度填充材料，能夠切實(shí)有效的滿足充填技術(shù)執(zhí)行過(guò)程中的需求，并且對(duì)于其中所涉及到的多方面性能，也有著較大的改善作用。充填材料的物理特征主要取決于膠結(jié)材料的成分及組成方式，骨料的結(jié)構(gòu)成分，這兩個(gè)方面都對(duì)采場(chǎng)的穩(wěn)定性和充填體的強(qiáng)度有關(guān)鍵的影響。我國(guó)目前研制的高水材料，具有充填效率高，充填體固結(jié)速度快，低濃度遠(yuǎn)距離輸送便利，充填料無(wú)重力水排出的特點(diǎn)。然而存在強(qiáng)度不足、極易風(fēng)化的缺點(diǎn)，另外材料成本價(jià)格高。在礦山和其他工程應(yīng)用中，沒(méi)有長(zhǎng)期穩(wěn)固性證明其有抵抗爆破震動(dòng)性與沖擊性，抵抗各種性質(zhì)滲濾水腐蝕性，以及抵抗地應(yīng)力作用變形破壞與地?zé)嶙饔谩⒈鶅鲎饔玫忍匦?，因此需要加?qiáng)對(duì)高水材料的長(zhǎng)期性能的進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)。

(4)建立完善的充填采礦技術(shù)制度。加大充填采礦管理制度，要重視對(duì)充填體的作用及其對(duì)采場(chǎng)圍巖穩(wěn)定性影響的研究，主要通過(guò)對(duì)各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)按預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行演算，從而得出一定的結(jié)論，對(duì)充填采礦技術(shù)在實(shí)際施工中出現(xiàn)的問(wèn)題具有針對(duì)性的研究并做出相關(guān)的解決方案。充填站是為了采礦現(xiàn)場(chǎng)而建設(shè)的，為采礦過(guò)程提供充足的充填材料。為確保采礦期間生產(chǎn)需求的充填材料符合標(biāo)準(zhǔn)，必須應(yīng)用先進(jìn)的電子、機(jī)械設(shè)備，然而實(shí)際操作中，采礦企業(yè)往往忽略這些用于制作充填材料的儀器和設(shè)備，缺乏對(duì)其進(jìn)行定期的保養(yǎng)、檢查和維護(hù)，導(dǎo)致這些設(shè)備老化嚴(yán)重，過(guò)早的進(jìn)入衰老期。因此企業(yè)必須提高對(duì)這些充填站的管理力度，制定科學(xué)合理的管理機(jī)制和制度。

4 總結(jié)

總之，充填采礦技術(shù)的應(yīng)用符合我國(guó)的綠色開(kāi)采的觀念，是一種高效、環(huán)保的采礦技術(shù)，不僅可以有效地提高礦產(chǎn)資源的回收，還能對(duì)生態(tài)自然環(huán)境起到保護(hù)作用，能夠滿足新時(shí)代的發(fā)展需求，對(duì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在問(wèn)題要及時(shí)采取相關(guān)的措施加以解決，以確保充填采礦技術(shù)的發(fā)展，全面提高采礦工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］張海波，宋衛(wèi)東，許英霞.充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在問(wèn)題研究［J］.黃金，2010，31(01):23－25.

［2］徐建生，葉加冕.充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在問(wèn)題分析［J］.昆明理工大學(xué)云南，2013(6).

［3］王保江.充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在問(wèn)題研究［J］.科學(xué)與財(cái)富，2013(08):363.