豆晨瑜 華北理工大學礦業(yè)工程學院

淺析充填采礦技術的優(yōu)勢及其未來發(fā)展

豆晨瑜 華北理工大學礦業(yè)工程學院

本文在查閱大量文獻的基礎上，總結并介紹了充填采礦技術三個發(fā)展階段。其次，進一步分析了充填采礦技術的技術優(yōu)勢，分別從技術優(yōu)勢、經濟優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢等方面做了相關的分析論述。最后，根據當前的研究狀況，從新技術、新材料、新機械等方面對其未來的發(fā)展做了一定的研究。

充填采礦技術 優(yōu)勢分析 發(fā)展趨勢

1 前言

充填采礦技術因其工作效率高、安全性高、操作簡單等優(yōu)勢而在采礦行業(yè)得到了廣泛運用。隨著我國采礦行業(yè)的迅速發(fā)展使得充填采礦技術也迅猛發(fā)展起來，查閱大量文獻可知，我國的采礦充填技術主要分為三個階段。第一階段始于上世紀60年代左右，此技術主要是干式和削壁充填法，在北方礦區(qū)運用的較為廣泛。第二階段始于上世紀80年代左右，上向水平分級尾砂充填技術得到了發(fā)展，主要以焦家、新城的金礦為代表。這標志著我國充填采礦技術的發(fā)展步入一個嶄新階段。第三階段始于上世紀90年代左右，高水固結尾砂充填采礦新工藝被提出并得到了廣泛運用。隨后的幾十年，混合充填技術以其節(jié)能、低耗、環(huán)保的優(yōu)勢在全國大部分礦區(qū)開展開來。本文在分析充填采礦技術的優(yōu)勢基礎上，進一步提出了未來技術的發(fā)展趨勢，以期能為采礦技術的發(fā)展做出一點貢獻。

2 充填采礦技術的優(yōu)勢分析

2.1 技術優(yōu)勢

我國礦山經過多年的開采，大多開始轉入了深部開采，隨之出現了一些如高應力、高溫、巖層冒落和巖爆等難題，尤其是巖爆問題尤為突出。針對此問題，可以采用降低回采寬度、留間隔的條形礦柱和充填采空區(qū)三種辦法。前兩者方法在一定程度上可以避免巖爆，但是會帶來生產效率低下、礦石回收率低的問題。相比較得知，充填采礦不僅可以避免以上帶來方法帶來的問題，還可以有效的解決通風漏風問題，極大提高通風效率，保證了高效生產效率和工人的人身安全。

2.2 經濟優(yōu)勢

不論是煤礦開采，還是金屬礦開采，經濟成本都是每個企業(yè)需要考慮的重要方面之一。充填采礦法以其礦石回采率高，貧化率低，工業(yè)廢料有效利用等特點，使其成為目前礦山采空區(qū)回填的主要方式方法。另外，充填技術的實現以全程機械化操作為支承，雖然初期投入成本較大，但是總的看來，機械化施工的效率遠遠高于人工效率，后期回報收益十分可觀?？傊?，填充技術與其它技術相比，經濟方面占據很大的優(yōu)勢。

2.3 環(huán)境優(yōu)勢

隨著我國的采礦行業(yè)的迅速發(fā)展，由于過去不合理的開采和回填方式，很多地區(qū)的環(huán)境惡化十分嚴重，生態(tài)環(huán)境變得十分脆弱。例如，地表植被砍伐導致水土流失嚴重；河流被攔截改道導致水資源緊張；地表塌陷導致生態(tài)系統(tǒng)的惡化。為此，采用充填采礦技術一方面可以有效防止地表下沉、開裂。例如棲霞山鉛鋅礦地因其特殊地理位置而采取充填技術，不僅保護了風景區(qū)原貌，還實現了無廢開采。另一方面，有效的減少了地表尾礦庫的堆存量，尾砂填充到采空區(qū)，避免造成了不必要的經濟損失，同時也利于環(huán)境保護。

3 充填采礦技術的發(fā)展趨勢

3.1 采用新技術，降低生產成本

目前，充填采礦技術的社會效益和綜合經濟效益可以說是最好的，但是使用該技術的成本占據了企業(yè)采礦成本的20%~50%，企業(yè)承受著很大的資金壓力。因此，研發(fā)運用新技術勢在必行，比如如何降低灰砂比，運用高效且廉價的膠凝劑等方面，可以有效地降低生產成本。

3.2 大膽使用新型充填材料

采礦的過程涉及到方方面面的技術，充填的材料也是需要重點考慮的一個方面。例如目前使用較多的高水材料，它可以快速的固定住充填體，而且可以實現無重力排水。另外，膏體充填料漿流變性能的研究也是目前研究的熱點方向之一，此類材料可以改善作業(yè)環(huán)境、提高充填強度等?？傊?，新型材料的研究需要考慮到各個方面，包括材料的抗壓特性、抗拉特性、顆粒組成、彈性特性等等方面。

3.3 新型充填機械的開發(fā)研究

不管是開挖礦山還是充填材料，都需要一定的機械設備來輔助。因此，機械設備在這一過程中承擔了重要的角色。目前，機械設備越來越朝著智能化、模塊化、敏捷化和綠色化方向發(fā)展，對于從事礦山工作的機械也應該緊跟時代腳步，積極研發(fā)新型機械設備。

充填采礦法具有礦床整體開采安全性好、回收礦石效率高、有效保護地表、廢棄物最大化利用等優(yōu)點，是將來礦山企業(yè)優(yōu)選的采礦方法，必將得到廣泛推廣應用。

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