吳春燁

（福建海峽科化富興建設(shè)工程有限公司，福建 永安 366000）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，礦產(chǎn)行業(yè)在實(shí)際作業(yè)時(shí)既要保證采礦量能夠滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展需求，還要注重低碳環(huán)保理念來(lái)進(jìn)行資源節(jié)約和提高利用率。這就需要對(duì)充填采礦技術(shù)進(jìn)行深入研究，將其完美應(yīng)用于金屬非金屬礦山中。金屬非金屬礦山是指除了煤礦、煤系硫鐵礦等所有礦山。基于礦產(chǎn)類(lèi)型涵蓋廣泛，在采礦技術(shù)應(yīng)用上要保證充填采礦技術(shù)力度，通過(guò)對(duì)開(kāi)采技術(shù)的深入分析來(lái)保證整體行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定，同時(shí)采礦企業(yè)要積極推廣充填采礦技術(shù)，確保采礦作業(yè)良性運(yùn)行。

1 充填采礦技術(shù)相關(guān)概述

1.1 充填采礦技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

充填采礦技術(shù)是當(dāng)下金屬非金屬礦山開(kāi)采的重要技術(shù)手段，因此要充分考量礦上實(shí)際情況，保證開(kāi)采技術(shù)效率，以此維持開(kāi)采工作價(jià)值。其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

1）保證開(kāi)采安全。礦山開(kāi)采工作隨著礦山類(lèi)型不同而存在不同危險(xiǎn)性，所以要保證充填采礦技術(shù)的靈活運(yùn)用，能夠充分應(yīng)對(duì)不同開(kāi)采要求。在開(kāi)采之前對(duì)礦山類(lèi)型和實(shí)際礦產(chǎn)分布進(jìn)行深入調(diào)查，以此保證開(kāi)采工作順利。最應(yīng)注意的掘石圍巖開(kāi)采過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的坍塌現(xiàn)象，以先進(jìn)的技術(shù)降低坍塌幾率。

2）充分考慮環(huán)境問(wèn)題，融合低碳環(huán)保理念，保證充填采礦技術(shù)對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用，通過(guò)對(duì)技術(shù)手段的升級(jí)和深入挖掘來(lái)降低環(huán)境污染情況，降低開(kāi)采工作難度同時(shí)提高開(kāi)采效率。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究經(jīng)驗(yàn)

充填采礦技術(shù)在應(yīng)用時(shí)要依照實(shí)際情況制定開(kāi)采計(jì)劃，國(guó)外學(xué)者對(duì)礦山開(kāi)采研究較多，具有充足經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行采礦技術(shù)優(yōu)化，而國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)實(shí)際開(kāi)采工作研究更多，在結(jié)合實(shí)踐工作上存在優(yōu)勢(shì)。將場(chǎng)地廢石和挖掘材料進(jìn)行詳細(xì)分析，可以保證開(kāi)采工作對(duì)周?chē)h(huán)境的最低影響。國(guó)內(nèi)主要采用干式填充采礦法，不僅人工成高，而且工作效率也比較低，與國(guó)外相比還有很大進(jìn)步空間。而國(guó)外主要使用充填采礦技術(shù)，既能夠保證資源開(kāi)采效率，還能節(jié)省成本，隨著時(shí)間推移和技術(shù)完善，充填采礦技術(shù)應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，成為主流開(kāi)采技術(shù)之一，也為國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展提供支持。因此在對(duì)其進(jìn)行研究時(shí)，要注重機(jī)械設(shè)備智能化發(fā)展，詳細(xì)分析開(kāi)采工作可能遇到的問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)手段予以解決。這樣既能夠豐富研究經(jīng)驗(yàn)，為技術(shù)手段更新升級(jí)提供借鑒，還能推動(dòng)其自動(dòng)化發(fā)展。

1.3 充填采礦技術(shù)的發(fā)展方向

充填采礦技術(shù)作為主流采礦方式之一，要注重其發(fā)展方向，深入研究技術(shù)手段。其發(fā)展方向可以從三方面考量：

1）技術(shù)管理方面、新型充填采礦技術(shù)研發(fā)和新型填充材料研發(fā)。

2）技術(shù)管理方面應(yīng)注重充填站建立，為材料輸送提供技術(shù)支持，要以完善管理手段進(jìn)行技術(shù)管理，確保充填材料穩(wěn)定、完好。

3）新型充填采礦技術(shù)研發(fā)要通過(guò)礦場(chǎng)和礦山環(huán)境不同入手，保證技術(shù)手段深孔和淺孔的應(yīng)用，在充填材料選擇上要充分利用石膠結(jié)工藝來(lái)保證充填材料穩(wěn)定，以此提高礦區(qū)施工效率；新型充填材料研發(fā)上要以充填效果為目標(biāo)導(dǎo)向，深入研究充填材料結(jié)構(gòu)和成分，以穩(wěn)定性為主，材料強(qiáng)度為輔進(jìn)行全新充填材料研發(fā)。

利用這三方面進(jìn)行更新優(yōu)化，可以有效保證采礦技術(shù)的全面進(jìn)步，對(duì)不同施工環(huán)境都能進(jìn)行深入適應(yīng)，保證技術(shù)水平不斷提高。

2 充填采礦技術(shù)在采礦工程中應(yīng)用的意義

2.1 有利于緩解礦產(chǎn)資源危機(jī)

在充填采礦技術(shù)應(yīng)用上，雖然還存在效率低的問(wèn)題，但在采礦技術(shù)手段中，充填采礦技術(shù)仍然是最適合我國(guó)礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的技術(shù)手段之一。將充填采礦技術(shù)應(yīng)用于采礦工程中有利于緩解國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)資源危機(jī)狀況。由于礦產(chǎn)資源是長(zhǎng)期地質(zhì)作用所產(chǎn)生的生態(tài)資源，所以其具備不可再生性。隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)需求越來(lái)越大，對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)采數(shù)量也越來(lái)越多。在開(kāi)采手法上很多企業(yè)采取傳統(tǒng)開(kāi)采方法，會(huì)增加礦產(chǎn)開(kāi)采損耗，增加資源危機(jī)出現(xiàn)概率。因此應(yīng)積極使用充填采礦技術(shù)，以此來(lái)保證礦產(chǎn)資源開(kāi)采質(zhì)量和開(kāi)采效率，以技術(shù)手段對(duì)資源損耗進(jìn)行降低，避免產(chǎn)生資源浪費(fèi)情況。充填采礦技術(shù)具備高回采率和低貧化率，能夠?qū)崿F(xiàn)礦產(chǎn)資源的保護(hù)性開(kāi)采，同時(shí)還能幫助礦產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)廢物利用和環(huán)保效果，可以最大限度上緩解礦產(chǎn)資源危機(jī)，所以要積極進(jìn)行推廣。

2.2 有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境

隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展，大開(kāi)發(fā)理念已經(jīng)不適合當(dāng)下發(fā)展環(huán)境需求，因此要推行低碳環(huán)保理念?；诘V產(chǎn)開(kāi)采工作的特殊性，是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的關(guān)鍵行業(yè)，需要將環(huán)保理念融入開(kāi)采工作中，通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)。將充填采礦技術(shù)應(yīng)用于采礦工程中有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源開(kāi)采工作中，對(duì)礦產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量有著明確要求，還要滿(mǎn)足大開(kāi)發(fā)理念，導(dǎo)致對(duì)工程場(chǎng)地周邊環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。由于生態(tài)環(huán)境破壞會(huì)帶來(lái)酸雨、沙塵暴等惡劣天氣環(huán)境，這不僅為人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)負(fù)面影響，還對(duì)礦產(chǎn)資源產(chǎn)生威脅，使得相關(guān)資源存量急劇下降。因此要加強(qiáng)充填采礦技術(shù)推廣，將其作為關(guān)鍵開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，這樣才能有效降低生態(tài)破壞后果，全力化解礦產(chǎn)資源開(kāi)采產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境破壞，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的全面保護(hù)。

2.3 有利于推進(jìn)礦業(yè)技術(shù)成長(zhǎng)

在采礦工程中應(yīng)用充填采礦技術(shù)，有利于推動(dòng)礦業(yè)技術(shù)成長(zhǎng)，幫助整體行業(yè)技術(shù)手段進(jìn)步，因此要積極推廣充填采礦技術(shù)。受到技術(shù)手段和發(fā)展理念影響，傳統(tǒng)礦產(chǎn)行業(yè)在進(jìn)行開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用上使用傳統(tǒng)開(kāi)采方法，使得礦產(chǎn)資源開(kāi)采效率不高，還存在損耗情況。同時(shí)傳統(tǒng)開(kāi)采方法還存在安全性不高、回采率較低等缺點(diǎn)，不利于整體行業(yè)良性發(fā)展。因此要注重充填采礦技術(shù)應(yīng)用，保證對(duì)礦產(chǎn)資源高利用率，確?；夭陕屎桶踩裕苿?dòng)礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展。將充填采礦技術(shù)理念和開(kāi)采情況進(jìn)行結(jié)合，為礦業(yè)技術(shù)成長(zhǎng)提供良好環(huán)境，保證相關(guān)技術(shù)手段優(yōu)化創(chuàng)新，即能夠保證資源利用率，還能夠推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，可謂一舉兩得。

3 充填采礦技術(shù)在金屬非金屬礦山采礦工程的具體應(yīng)用

3.1 削壁充填采礦技術(shù)

在金屬非金屬礦山進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)時(shí)，要注重采礦技術(shù)選擇，削壁充填采礦技術(shù)通常應(yīng)用于壁薄的礦山。在采用削壁充填采礦技術(shù)時(shí)，往往無(wú)法將間柱預(yù)留在指定地點(diǎn)，只能通過(guò)人工混凝土澆筑的方法來(lái)構(gòu)建底柱?；诮饘俜墙饘俚V上獨(dú)特屬性，在進(jìn)行回采工作時(shí)要進(jìn)行炮眼設(shè)置，數(shù)據(jù)深度要維持在1 m，通過(guò)電耙實(shí)現(xiàn)出礦作業(yè)。之后可以對(duì)圍巖進(jìn)行爆破，完成采礦區(qū)的填充，預(yù)留基本操作空間，確保開(kāi)采工作順利開(kāi)展。在正式施工過(guò)程中，可以對(duì)預(yù)設(shè)施工地點(diǎn)重復(fù)上述作業(yè)過(guò)程，以此來(lái)保證礦產(chǎn)開(kāi)采。為保證削壁充填采礦技術(shù)的爆破作業(yè)順利完成，要對(duì)爆破工作進(jìn)行細(xì)致處理：首先，要深入掌握需要爆破的礦體情況，從而進(jìn)行爆破點(diǎn)設(shè)置，利用小直徑釬頭進(jìn)行爆破孔鉆探，將其直徑控制在1.0～1.6 m 之間，每個(gè)爆破孔距離間隔0.3～0.6 m，以此方便隔孔裝藥。其次，裝好炸藥之后要確定圍巖情況，對(duì)圍巖先行爆破，要充分確認(rèn)回采空間狀態(tài)，如果出現(xiàn)礦體傾斜度較大的情況，就要對(duì)回采空間進(jìn)行嚴(yán)格限定，其直徑應(yīng)控制在0.7 m以上。最后，對(duì)爆破后的落石進(jìn)行處理時(shí)可以采用人工或電耙運(yùn)輸兩種方式，保證開(kāi)采工作順利進(jìn)行。

圖1 削壁充填采礦技術(shù)示意圖

3.2 分段充填采礦技術(shù)

在金屬非金屬狂山中使用分段充填采礦技術(shù)要嚴(yán)格依照技術(shù)要求，保證在開(kāi)采過(guò)程中積極進(jìn)行切割處理，以此來(lái)保證分段充填技術(shù)的應(yīng)用性，保證開(kāi)采工作有序進(jìn)行。利用分段充填采礦技術(shù)可以有效掌握采區(qū)實(shí)際面積，讓開(kāi)采企業(yè)進(jìn)行詳細(xì)開(kāi)采計(jì)劃制定，穩(wěn)定整套開(kāi)采流程，最大限度降低開(kāi)采工作中可能出現(xiàn)的事故。整套技術(shù)手段的關(guān)鍵就在于“分段”，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，要將礦山開(kāi)采區(qū)進(jìn)行充分劃分，保證每一個(gè)“小中段”的高度差符合開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)，維持其數(shù)據(jù)相近，數(shù)值區(qū)間應(yīng)處于10 m 之內(nèi)。之后企業(yè)可以對(duì)不同段位的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開(kāi)采，以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為參照進(jìn)行采礦工作流程推進(jìn)，在這期間要保證充填工作和回采工作能夠同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)交叉作業(yè)，就要在礦道中進(jìn)行鑿巖施工，為出礦打下基礎(chǔ)。還應(yīng)制定科學(xué)的開(kāi)采計(jì)劃，將開(kāi)采效率和開(kāi)采質(zhì)量充分考慮，在保證出礦工作同時(shí)進(jìn)行充填工作，確保開(kāi)采區(qū)安全性。在充填材料選擇上要深入分析，結(jié)合金屬非金屬礦山實(shí)際情況進(jìn)行材料選擇。還要注重施工機(jī)器選擇，保證分段充填采礦技術(shù)能夠同步開(kāi)展，在不同分段中維持施工效果。這樣既降低充填成本，還能加強(qiáng)施工效率。

3.3 上向分層充填采礦技術(shù)

上向分層充填采礦技術(shù)是充填采礦技術(shù)中的重要內(nèi)容，在開(kāi)采作業(yè)時(shí)需要開(kāi)采人員由下而上進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)，并且在開(kāi)采的同時(shí)進(jìn)行充填工作，確保施工安全。上向分層沖采礦技術(shù)也叫干式充填采礦技術(shù)，在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用時(shí)需要安排專(zhuān)屬人員進(jìn)行行人井、排水井和方礦井的建造，以此實(shí)現(xiàn)礦井內(nèi)給水問(wèn)題。由于金屬非金屬礦山不同區(qū)域具有不同狀況，因此要制定詳細(xì)上向分層充填采礦技術(shù)，要深入考量開(kāi)采后的運(yùn)輸問(wèn)題，保證工作流程順利開(kāi)展。在技術(shù)實(shí)施時(shí)，可以利用不同礦塊布置方法來(lái)推動(dòng)工作，通過(guò)開(kāi)采方向作為指向進(jìn)行布置工作，以此來(lái)滿(mǎn)足礦石和巖土的穩(wěn)定需求。此種方法通常被運(yùn)用在開(kāi)采區(qū)較淺的礦井，深入距離不超過(guò)15 m。此外還可以沿著礦塊切割方向進(jìn)行布置，通常被應(yīng)用于礦石和巖土穩(wěn)定性較弱的礦井中，嫩夠保證礦體厚度大于50 m 的地下作業(yè)環(huán)境。在實(shí)際布置過(guò)程中，要充分利用礦井內(nèi)的礦房，保證礦房與礦體的垂直角度，在礦房中沿著礦體走向打造縱向礦柱，穩(wěn)定上向分層充填采礦技術(shù)。該技術(shù)具備良好穩(wěn)定性和適應(yīng)性，如果開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)圍巖和礦石不穩(wěn)的狀況，可以沿著斜向路線(xiàn)開(kāi)采，角度維持在6°～100°之間，能最大化發(fā)展效果。

3.4 下向分層充填采礦技術(shù)

在應(yīng)用下向分層充填采礦技術(shù)時(shí)要對(duì)礦山本身進(jìn)行深入調(diào)查，以金屬非金屬礦山屬性入手保證礦體穩(wěn)定和圍巖穩(wěn)定，下向分層充填采礦技術(shù)需要非常穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境才能進(jìn)行。顧名思義，下向分層充填采礦技術(shù)與上向分層充填采礦技術(shù)是反向施工，需要企業(yè)由上至下進(jìn)行礦山開(kāi)采工作。因此在具體開(kāi)采過(guò)程中需要詳細(xì)進(jìn)行礦井建設(shè)，即運(yùn)輸井、人天井和礦石溜井，運(yùn)輸井具體作用就是實(shí)現(xiàn)充填物質(zhì)穩(wěn)定運(yùn)輸；礦石溜井主要用來(lái)進(jìn)行礦石運(yùn)輸。在技術(shù)應(yīng)用時(shí)可以充分滿(mǎn)足礦山開(kāi)采需求，保證開(kāi)采環(huán)境的穩(wěn)定性，為礦山內(nèi)部施工提供有力支撐。應(yīng)用下向分層充填采礦技術(shù)能夠有效降低開(kāi)采事故發(fā)展幾率，同時(shí)要深入掌握開(kāi)采過(guò)程可能出現(xiàn)的問(wèn)題，做好預(yù)防方案，將風(fēng)險(xiǎn)降至最低。此種技術(shù)手段最主要的內(nèi)容就是運(yùn)輸工作，要注重運(yùn)輸井建立的穩(wěn)定性，保證充填物能夠通過(guò)運(yùn)輸井達(dá)到指定位置。通過(guò)制定詳細(xì)運(yùn)輸計(jì)劃來(lái)維持運(yùn)輸工作，保證分層作業(yè)效果，以礦體傾斜角度進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)，將角度維持在9°～15°之間，利用技術(shù)將礦石溜井。人天井和運(yùn)輸井聯(lián)通，保證回采工作順利。

4 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中要充分開(kāi)發(fā)合適的采礦技術(shù)，保證充填采礦技術(shù)在金屬非金屬礦山開(kāi)采工作中的應(yīng)用情況。要全面優(yōu)化開(kāi)采模式，讓充填采礦技術(shù)加大普適性，以此來(lái)滿(mǎn)足礦產(chǎn)開(kāi)采工作需求。這樣能夠最大化降低礦石貧化率，維持周邊環(huán)境安全。同時(shí)要充分考量礦產(chǎn)開(kāi)采工作周期性，確保充填采礦技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性，推動(dòng)工作流程順利開(kāi)展，為低碳環(huán)保理念發(fā)展提供助力。