探究地下礦山充填采礦若干技術中的相關問題

崔東剛

摘 要："十三五"規劃的宏偉藍圖已呈現在國人面前，在全面建成小康社會的沖刺期，國民經濟對礦產資源的需求勢必愈發增加，這在較大程度上給礦產資源的開采提出了更高要求。本文重要探討地下礦山充填采礦技術的若干要領和方略，以期為今后的地下礦山開采工作提供系統的參考依據。

關鍵詞：充填采礦；地下礦山；礦山開采；資源開發；采富保貧

前言：

我國的充填采礦技術種類豐富、發展歷史較為久遠，并擁有諸多優勢。充填采礦技術可顯著提升采礦效率，最大化地降低采礦活動對周邊生態環境的損害和影響，值得在采礦領域大力推廣和應用。

一、地下礦山充填采礦技術的優勢

1.“采富保貧”，避免對礦產資源構成損害

如今，充填采礦技術可在急性傾斜礦體、遲緩性傾斜礦體、水平礦體以及分枝復合型礦體中應用，尤其在面積、厚度較大的礦體中更能派上用場，進而顯著提升了礦柱回收率，亦能收獲較高的出礦品質，礦石的回收效果極為顯著。充填采礦技術能夠“采富保貧”，即首要開采底部富礦，這樣一來，礦產資源大量耗費的勢頭便會得以遏制。尾礦、廢渣和廢石中均富含礦業研究價值較高的物質，但利用現有技術卻無法回收，置于地表卻很難存放長久，利用充填采礦技術即可解決這類“老大難”的問題。

2.發揮減排功效，保護礦山環境

充填采礦技術運用于采礦業的意義早已跨越了礦山資源開發的范疇?？v觀全球，當前已產生了為數不多的無廢料排棄的礦山。譬如在德國，格隆德鋅礦便利用該技術實現了這一目標。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里。毋庸諱言，開采此類礦山的首要前提是能否把較多的工業固體廢棄物成功回填至地下。在今后，礦山設計和開采的首要任務便是成功處置好工業固體廢棄料，這亦是防范礦山開采周邊區域生態污染和環境破壞的最佳策略。

3.避免地表形變和下沉

運用礦山充填技術快捷地充填采空區，能夠按時支撐住采空區域的頂端巖層，進而抵擋和遏制圍巖發生形變的勢頭，規避大面積、大范圍位移的出現。經由充填技術在極短時間內所出現的工作面，可以贏得后續開采作業的主動權，進而減少開采充填的循環期限，整體推進采礦綜合生產水平的提高。充填技術顯著阻擋巖層出現大面積地位移，能更輕而易舉、游刃有余地在建筑物下部、水體下方開采礦產資源，亦避免了地表受損，對于維持既有的生態環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，礦山充填技術無疑具有更高的回采效率，相應地，其貧化率的下降更為明顯。從這個角度看，經濟效益與社會效益更為理想。運用礦山充填技術能夠縮小由于尾礦壩的修筑而可能產生的批量占地面積，同時，該技術具備可自燃的礦床，成功防止了火災的出現。

二、完善礦山充填采礦技術的有效對策

1.加快運用新型填充材料，提升固化材料強度

對充填原材料品質的考察和探究是加快充填技術應用的關鍵。事實上，衡量充填原材料品質的具有較多的指標和依據，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，此物理性質自身受諸多要素的制約，如骨料框架結構及所含成分、膠結材料的成分等，均在相當層面上對充填物的強度和現場采場的穩定度構成了相對強烈的沖擊。進入21世紀的第二個十年，世界采礦業已把原材料基本特征的研討列為研究的焦點。當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。這些原材料的應用，極大地提升了充填物的固結速率，同時，可運用無重力的水實施排除，大幅削減了排水開銷，提升了充填效率。然而，該類原材料要耗費高昂的成本，在應用時亦會不可避免地遭受風化、脫水等物理作用的侵襲，致使固有的強度每況愈下。所以，盡管優勢明顯、應用前景樂觀，但仍需進一步展開后續研究和技術漏洞的補救。

2.健全充填站相關控制制度

在礦山充填技術投入和應用全面發力的今天，要嚴格落實充填站控制制度，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施，通常建于礦山選礦企業及其周邊區域，有助于選礦企業向充填站提供制備充填原料所需要的各種物質及組成成分。充填站的設計大同小異，但為了確保充填原材料的高品質必須精準管理、科學施策、壓實各方責任、層層傳導壓力，要推行電子操控流量計、閥、泵等各種計量設備，進而為充填站的技術控制注入源源不竭的正能量，逐步織密充填站技術控制的網絡。

3.加大對采礦工藝的創新力度

充填采礦技術要立足于礦山的地表地貌特征，做好礦床開采的技術準備工作，積極提出和創造若干同采礦技術密切關聯的新型工藝。例如，對于那些厚度、面積相對較大而礦巖又相對牢靠的礦體，可借助中深孔空場法完成開采作業，開采后空區域時運用塊石膠結，抑或高水原材料加以充填，也就是說，采用持續且快捷回填的技術工藝，即能削減大量成本，提升開采速率，亦可科學處置采空區域；對于那些傾斜性較薄的礦脈，可借助廢石拋擲充填區，換言之，運用高強度運礦和削壁充填兩者結合的采礦辦法。

4.積極運用前沿的充填設備，推動充填自動化進程

如今，為數不少的礦區可運用充填采礦技術執行礦山開采的作業任務，然而，在應用時的自動化水平往往相對低下，這在很大意義上阻礙了礦區的進展，究其根源，在于礦區開采設備性能的平穩性不達標。鑒于此，研究人員要著力補齊充填設備的技術短板和弱項，激活采礦設備研發的內生動力，培育前沿設備制造和利用的新動能。譬如盤式過濾機、真空過濾機等均是確保礦漿實現高濃度制備的良好器械裝備。與此同時，技術攻關人員在改造礦漿傳送設備上一刻不能松懈，特別要注重傳送時可能發生管路遇堵的情形。另外，在提升開采作業自動化程度方面，施工方要增強新設備研發和應用意識，千方百計引進一批質量過關、安全可靠的自動化裝備和器械，以形成自動化系統完善的較強合力，推動固化原材料充填和尾礦卸料的自動化操作全面實現。

結語：

綜上所述，在生態文明建設如火如荼的今天，為確保礦產資源的綠色開采和科學保護，充填采礦技術應成為礦山開采技術的重要應用項目。同時，充填技術亦是凸顯無廢、少廢綠色環保理念的生動體現，其應用無疑為礦山技術的研發增添了更多的獲得感。

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