崔東剛

摘 要："十三五"規(guī)劃的宏偉藍(lán)圖已呈現(xiàn)在國(guó)人面前，在全面建成小康社會(huì)的沖刺期，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求勢(shì)必愈發(fā)增加，這在較大程度上給礦產(chǎn)資源的開(kāi)采提出了更高要求。本文重要探討地下礦山充填采礦技術(shù)的若干要領(lǐng)和方略，以期為今后的地下礦山開(kāi)采工作提供系統(tǒng)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：充填采礦；地下礦山；礦山開(kāi)采；資源開(kāi)發(fā)；采富保貧

前言：

我國(guó)的充填采礦技術(shù)種類豐富、發(fā)展歷史較為久遠(yuǎn)，并擁有諸多優(yōu)勢(shì)。充填采礦技術(shù)可顯著提升采礦效率，最大化地降低采礦活動(dòng)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的損害和影響，值得在采礦領(lǐng)域大力推廣和應(yīng)用。

一、地下礦山充填采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.“采富保貧”，避免對(duì)礦產(chǎn)資源構(gòu)成損害

如今，充填采礦技術(shù)可在急性傾斜礦體、遲緩性傾斜礦體、水平礦體以及分枝復(fù)合型礦體中應(yīng)用，尤其在面積、厚度較大的礦體中更能派上用場(chǎng)，進(jìn)而顯著提升了礦柱回收率，亦能收獲較高的出礦品質(zhì)，礦石的回收效果極為顯著。充填采礦技術(shù)能夠“采富保貧”，即首要開(kāi)采底部富礦，這樣一來(lái)，礦產(chǎn)資源大量耗費(fèi)的勢(shì)頭便會(huì)得以遏制。尾礦、廢渣和廢石中均富含礦業(yè)研究?jī)r(jià)值較高的物質(zhì)，但利用現(xiàn)有技術(shù)卻無(wú)法回收，置于地表卻很難存放長(zhǎng)久，利用充填采礦技術(shù)即可解決這類“老大難”的問(wèn)題。

2.發(fā)揮減排功效，保護(hù)礦山環(huán)境

充填采礦技術(shù)運(yùn)用于采礦業(yè)的意義早已跨越了礦山資源開(kāi)發(fā)的范疇?？v觀全球，當(dāng)前已產(chǎn)生了為數(shù)不多的無(wú)廢料排棄的礦山。譬如在德國(guó)，格隆德鋅礦便利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。借助浮選和重選后的全尾砂和碎石作為制備充填料的原材料，回填后便避免了尾礦直接排棄至尾料庫(kù)里。毋庸諱言，開(kāi)采此類礦山的首要前提是能否把較多的工業(yè)固體廢棄物成功回填至地下。在今后，礦山設(shè)計(jì)和開(kāi)采的首要任務(wù)便是成功處置好工業(yè)固體廢棄料，這亦是防范礦山開(kāi)采周邊區(qū)域生態(tài)污染和環(huán)境破壞的最佳策略。

3.避免地表形變和下沉

運(yùn)用礦山充填技術(shù)快捷地充填采空區(qū)，能夠按時(shí)支撐住采空區(qū)域的頂端巖層，進(jìn)而抵擋和遏制圍巖發(fā)生形變的勢(shì)頭，規(guī)避大面積、大范圍位移的出現(xiàn)。經(jīng)由充填技術(shù)在極短時(shí)間內(nèi)所出現(xiàn)的工作面，可以贏得后續(xù)開(kāi)采作業(yè)的主動(dòng)權(quán)，進(jìn)而減少開(kāi)采充填的循環(huán)期限，整體推進(jìn)采礦綜合生產(chǎn)水平的提高。充填技術(shù)顯著阻擋巖層出現(xiàn)大面積地位移，能更輕而易舉、游刃有余地在建筑物下部、水體下方開(kāi)采礦產(chǎn)資源，亦避免了地表受損，對(duì)于維持既有的生態(tài)環(huán)境平衡是大有裨益的。

4.回采率的提高更有效果

相較于其它類別的采礦技術(shù)，礦山充填技術(shù)無(wú)疑具有更高的回采效率，相應(yīng)地，其貧化率的下降更為明顯。從這個(gè)角度看，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益更為理想。運(yùn)用礦山充填技術(shù)能夠縮小由于尾礦壩的修筑而可能產(chǎn)生的批量占地面積，同時(shí)，該技術(shù)具備可自燃的礦床，成功防止了火災(zāi)的出現(xiàn)。

二、完善礦山充填采礦技術(shù)的有效對(duì)策

1.加快運(yùn)用新型填充材料，提升固化材料強(qiáng)度

對(duì)充填原材料品質(zhì)的考察和探究是加快充填技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。事實(shí)上，衡量充填原材料品質(zhì)的具有較多的指標(biāo)和依據(jù)，主要包含適度、所含固體量、容重、抗剪力、抗壓程度、孔隙率等物理性質(zhì)，此物理性質(zhì)自身受諸多要素的制約，如骨料框架結(jié)構(gòu)及所含成分、膠結(jié)材料的成分等，均在相當(dāng)層面上對(duì)充填物的強(qiáng)度和現(xiàn)場(chǎng)采場(chǎng)的穩(wěn)定度構(gòu)成了相對(duì)強(qiáng)烈的沖擊。進(jìn)入21世紀(jì)的第二個(gè)十年，世界采礦業(yè)已把原材料基本特征的研討列為研究的焦點(diǎn)。當(dāng)前普遍用到的全新充填原材料包含黃磷渣、磷石膏和粉煤灰等。這些原材料的應(yīng)用，極大地提升了充填物的固結(jié)速率，同時(shí)，可運(yùn)用無(wú)重力的水實(shí)施排除，大幅削減了排水開(kāi)銷，提升了充填效率。然而，該類原材料要耗費(fèi)高昂的成本，在應(yīng)用時(shí)亦會(huì)不可避免地遭受風(fēng)化、脫水等物理作用的侵襲，致使固有的強(qiáng)度每況愈下。所以，盡管優(yōu)勢(shì)明顯、應(yīng)用前景樂(lè)觀，但仍需進(jìn)一步展開(kāi)后續(xù)研究和技術(shù)漏洞的補(bǔ)救。

2.健全充填站相關(guān)控制制度

在礦山充填技術(shù)投入和應(yīng)用全面發(fā)力的今天，要嚴(yán)格落實(shí)充填站控制制度，搞好定期采樣工作，積極利用充填站所配備的電子裝備及器械裝置，為礦山開(kāi)采提供各類充填原材料。一般而言，這類充填站大都屬地表設(shè)施，通常建于礦山選礦企業(yè)及其周邊區(qū)域，有助于選礦企業(yè)向充填站提供制備充填原料所需要的各種物質(zhì)及組成成分。充填站的設(shè)計(jì)大同小異，但為了確保充填原材料的高品質(zhì)必須精準(zhǔn)管理、科學(xué)施策、壓實(shí)各方責(zé)任、層層傳導(dǎo)壓力，要推行電子操控流量計(jì)、閥、泵等各種計(jì)量設(shè)備，進(jìn)而為充填站的技術(shù)控制注入源源不竭的正能量，逐步織密充填站技術(shù)控制的網(wǎng)絡(luò)。

3.加大對(duì)采礦工藝的創(chuàng)新力度

充填采礦技術(shù)要立足于礦山的地表地貌特征，做好礦床開(kāi)采的技術(shù)準(zhǔn)備工作，積極提出和創(chuàng)造若干同采礦技術(shù)密切關(guān)聯(lián)的新型工藝。例如，對(duì)于那些厚度、面積相對(duì)較大而礦巖又相對(duì)牢靠的礦體，可借助中深孔空?qǐng)龇ㄍ瓿砷_(kāi)采作業(yè)，開(kāi)采后空區(qū)域時(shí)運(yùn)用塊石膠結(jié)，抑或高水原材料加以充填，也就是說(shuō)，采用持續(xù)且快捷回填的技術(shù)工藝，即能削減大量成本，提升開(kāi)采速率，亦可科學(xué)處置采空區(qū)域；對(duì)于那些傾斜性較薄的礦脈，可借助廢石拋擲充填區(qū)，換言之，運(yùn)用高強(qiáng)度運(yùn)礦和削壁充填兩者結(jié)合的采礦辦法。

4.積極運(yùn)用前沿的充填設(shè)備，推動(dòng)充填自動(dòng)化進(jìn)程

如今，為數(shù)不少的礦區(qū)可運(yùn)用充填采礦技術(shù)執(zhí)行礦山開(kāi)采的作業(yè)任務(wù)，然而，在應(yīng)用時(shí)的自動(dòng)化水平往往相對(duì)低下，這在很大意義上阻礙了礦區(qū)的進(jìn)展，究其根源，在于礦區(qū)開(kāi)采設(shè)備性能的平穩(wěn)性不達(dá)標(biāo)。鑒于此，研究人員要著力補(bǔ)齊充填設(shè)備的技術(shù)短板和弱項(xiàng)，激活采礦設(shè)備研發(fā)的內(nèi)生動(dòng)力，培育前沿設(shè)備制造和利用的新動(dòng)能。譬如盤(pán)式過(guò)濾機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)等均是確保礦漿實(shí)現(xiàn)高濃度制備的良好器械裝備。與此同時(shí)，技術(shù)攻關(guān)人員在改造礦漿傳送設(shè)備上一刻不能松懈，特別要注重傳送時(shí)可能發(fā)生管路遇堵的情形。另外，在提升開(kāi)采作業(yè)自動(dòng)化程度方面，施工方要增強(qiáng)新設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用意識(shí)，千方百計(jì)引進(jìn)一批質(zhì)量過(guò)關(guān)、安全可靠的自動(dòng)化裝備和器械，以形成自動(dòng)化系統(tǒng)完善的較強(qiáng)合力，推動(dòng)固化原材料充填和尾礦卸料的自動(dòng)化操作全面實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在生態(tài)文明建設(shè)如火如荼的今天，為確保礦產(chǎn)資源的綠色開(kāi)采和科學(xué)保護(hù)，充填采礦技術(shù)應(yīng)成為礦山開(kāi)采技術(shù)的重要應(yīng)用項(xiàng)目。同時(shí)，充填技術(shù)亦是凸顯無(wú)廢、少?gòu)U綠色環(huán)保理念的生動(dòng)體現(xiàn)，其應(yīng)用無(wú)疑為礦山技術(shù)的研發(fā)增添了更多的獲得感。

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