白騰飛，宋瑞卓

（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司，山東 煙臺 265400）

充填采礦技術(shù)是用當(dāng)前各種適當(dāng)?shù)奶畛洳牧蠈ΦV石采出后的地下進(jìn)行充填的一種采礦辦法，隨著社會(huì)和時(shí)代的發(fā)展，人們在對礦山生產(chǎn)具有越來越高需求量的同時(shí)，也注重礦產(chǎn)開采與環(huán)境的和諧發(fā)展，在傳統(tǒng)的礦產(chǎn)開采過程中，容易造成地表塌落等一系列地質(zhì)災(zāi)害，采用充填法進(jìn)行礦產(chǎn)開采主要是利用充填體進(jìn)行抵押管理，以控制圍巖崩塌和地表回采工作創(chuàng)造較為安全便利的條件，進(jìn)一步保證礦產(chǎn)所在地的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)平衡，充填采礦法在當(dāng)前礦產(chǎn)生產(chǎn)過程中起到了重要作用，本文就關(guān)于當(dāng)前的充填采礦法進(jìn)行一定的分析以及發(fā)展展望。

1 充填采礦法的適用條件

人類要想長久穩(wěn)定地發(fā)展下去，必須要保持生活和工作與環(huán)境的和諧發(fā)展，隨著當(dāng)前社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的建設(shè)都加快了自己的進(jìn)程，人們開始對礦產(chǎn)資源有著越來越大的需求量，因此在礦產(chǎn)開采行業(yè)高速發(fā)展的背后產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題，隨著當(dāng)前人們可持續(xù)發(fā)展意識和環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，傳統(tǒng)老舊的采礦方法已不適用于當(dāng)前人們生存和發(fā)展的需要。當(dāng)前的礦產(chǎn)資源不斷消耗，采礦作業(yè)不斷向深部發(fā)展，如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)的采礦方法，會(huì)在采礦工作完成了之后形成越來越大的采空區(qū)，如果不及時(shí)進(jìn)行處理和充填，經(jīng)過長時(shí)間之后，很容易形成地表塌落、山體開裂或者地表坍塌等一系列地質(zhì)災(zāi)害。同時(shí)使用傳統(tǒng)的采礦方法，大量的礦柱無法收回，在一定程度上造成了礦產(chǎn)開采資源的浪費(fèi)。而充填采礦法的出現(xiàn)以及發(fā)展恰好能夠解決這一系列的問題，充填采礦法采用廉價(jià)的填充材料對礦產(chǎn)采空區(qū)進(jìn)行了一定的填充和處理，可以防止地面的塌陷，也不會(huì)在采礦工作進(jìn)行之后留下礦柱，因此也提高了實(shí)際的礦石回收率，保護(hù)了礦產(chǎn)資源。與其他采礦方法相比，充填采礦法可以減少礦石貧化率，能夠充分利用現(xiàn)有的礦產(chǎn)開采資源，能夠有效地控制和防止地表塌陷現(xiàn)象的出現(xiàn)，當(dāng)前的充填采礦法適用于以下條件的礦體：

（1）地表不允許塌陷。比如在建筑物或者構(gòu)建物下邊進(jìn)行采礦或者在水下進(jìn)行采礦的時(shí)候，充填采礦法可以利用一定的填充材料結(jié)合一定的混合料膠對采礦作業(yè)工具進(jìn)行相應(yīng)的填充，可以有效控制地防止地表塌陷現(xiàn)象產(chǎn)生[1]。

（2）礦產(chǎn)價(jià)值較高的礦體。充填采礦法具有回收率高的優(yōu)點(diǎn)，因此適用于比較有開采價(jià)值的大型礦產(chǎn)資源開采過程，比如金礦、銅礦等高價(jià)值礦體，可以保證礦產(chǎn)資源開發(fā)能夠創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)減少投入成本，能夠充分運(yùn)用已有的礦產(chǎn)資源。

（3）巖石比較破碎的礦體。通過近些年的不斷發(fā)展，當(dāng)前的膠結(jié)充填采礦一般采用廢石、尾砂和膠結(jié)劑進(jìn)行混合制成類似于膏體的充填漿體，通過將充填膠體充填采空區(qū)，可以保證人們在地表下進(jìn)行礦產(chǎn)開采作業(yè)，進(jìn)一步保證礦產(chǎn)開采的安全性。

2 充填采礦法的關(guān)鍵性技術(shù)

（1）控制充填成本。當(dāng)前充填采礦法在礦山資源開采過程中存在的問題就是充填成本較大，在當(dāng)前使用充填采礦法的礦山中，充填成本占到整個(gè)采礦成本的70%左右，而在充填材料的制作和使用中，水泥成本又占據(jù)充填成本的70%左右，因此當(dāng)前控制風(fēng)險(xiǎn)成本的首要任務(wù)是控制水泥的使用量或者尋找能夠替代水泥的充填材料[2]。

當(dāng)前可以從兩個(gè)方面降低充填成本，一是從水泥出發(fā)，二是從骨料出發(fā)，水泥骨料在充填成本中是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)方面，用作填充材料的充填精料，形成之后充填體的強(qiáng)度要達(dá)到相關(guān)的作業(yè)要求，而充填體強(qiáng)度設(shè)計(jì)是由骨料配比和灰砂配比來進(jìn)行控制的，因此當(dāng)骨料的配比較好時(shí)，可以在一定程度上減量水泥的消耗量。充填骨料的來源主要是在開拓過程中提出的廢石，通過將人工砂、河砂、戈壁沙進(jìn)行一定的處理用作充填骨料。骨料的來源和質(zhì)量根據(jù)不同的礦山實(shí)際需求有所變化，比如最大密度曲線理論就提出了固體顆粒按粒度大小進(jìn)行有規(guī)律的排列，通過粗細(xì)搭配可以達(dá)到密度最大的空隙最小的混合料用作填充材料[3]。

（2）充填料漿管道輸送的研究。當(dāng)前的礦山開采工作都進(jìn)行系統(tǒng)化連續(xù)化的現(xiàn)代化作業(yè)，礦產(chǎn)開采逐漸朝著機(jī)械化自動(dòng)化方向發(fā)展，隨著當(dāng)前礦產(chǎn)生產(chǎn)能力的不斷增大，為了滿足相應(yīng)的礦產(chǎn)生產(chǎn)能力，管道輸送必須進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)，保證其連續(xù)性，能夠滿足當(dāng)前不斷發(fā)展的礦山生產(chǎn)能力。通過管道輸送將充填材料及時(shí)運(yùn)用到充填采礦工作過程中，可以保證工作的順利進(jìn)行，當(dāng)前的充填漿體管道輸送具有以下的特點(diǎn)。①疏松的漿體較為復(fù)雜。由于不同礦山有著不同的地質(zhì)條件和環(huán)境，因此采取的充填材料也有很大差異，當(dāng)前制作充填漿體一般采用礦山開采過程中采出的廢石、河砂、風(fēng)砂以及水泥、粉煤灰以及添加劑等等，并且在實(shí)際的制作以及輸送過程中各種材料的添加劑有不同的變化比率，因此在輸送管道建設(shè)時(shí)既要分單一成分的輸送，又要分多種成分的混合輸送。②礦山輸送管路復(fù)雜。在當(dāng)前礦山開采工作使用充填采礦法需要建設(shè)相應(yīng)的地表充填站，在制作和充填材料之后，通過管道運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)采空區(qū)。由于礦山所在位置的地勢不同，需要克服的障礙眾多，因此管道有垂直段水平段還有傾斜段，如果在運(yùn)輸過程中壓力過大，很容易導(dǎo)致爆管的問題，同時(shí)還要設(shè)置減壓段，因此造成了當(dāng)前管道建設(shè)以及輸送中的復(fù)雜多變性。③充填管道中常常進(jìn)入空氣，由于管道運(yùn)輸密閉性不強(qiáng)，容易造成漿體流動(dòng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在采用泵壓或者自流輸送的充填系統(tǒng)中，由于操作人員操作不當(dāng)或者設(shè)備年久失修，因此容易使空氣進(jìn)入管道中，會(huì)使晶體的流動(dòng)成為復(fù)雜的多相流[4]。

3 結(jié)語

當(dāng)前不斷發(fā)展的充填采礦法為我國的礦山開采做出了一定的貢獻(xiàn)，為了不斷適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)建設(shè)的需求，當(dāng)前的礦產(chǎn)企業(yè)也不斷投入科研成本，不斷進(jìn)行采礦方法的研究和創(chuàng)新，進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

[1]侯志超,甘明日.黃金礦山充填采礦法存在問題及改進(jìn)方向初探[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(21):72.

[2]陳偶,喬登攀,張國龍,程海勇,侯國權(quán).現(xiàn)代礦山充填采礦法淺析[J].礦冶,2013,22(03):30-32+35.

[3]張璐,呂廣忠.金屬礦山充填采礦法中充填材料的應(yīng)用及展望[J].現(xiàn)代礦業(yè),2010,26(01):20-22.

[4]王湘桂,唐開元.礦山充填采礦法綜述[J].礦業(yè)快報(bào),2008(12):1-5.