充填采矿技术应用发展及存在问题研究

潘从文

【摘 要】当前，经济的发展对于能源的需求越来越大。矿产资源作为重要的能源，对其开采技术的重视程度也在不断地加大。充填采矿技术因为其能够提高矿物的回采和矿产资源利用率，减缓矿区资源贫化，切实控制减少地表塌陷等优势，得到了广泛的运用。基于此，文章对充填采矿技术应用发展及存在问题进行分析，以期能够提供一个借鉴。

【关键词】充填采矿技术；问题；应用发展

1.充填采矿的定义及特点

开采过程中，在能源矿产被从地下采出之后，会留下一个个的采空空洞，也叫采空区，这种采空区如果不采取有效措施任其发展就会降低地表层的稳定性，影响地表建筑的安全。而充填采矿法可以在来回采过程中，将充填材料运输到采空区，填补这种地下空洞，采空区有了充填体的支撑，减小对地表表层的破坏和对居民生活的影响。

这种新型采矿技术是人们在长期的工作中，根据实践经验得出的一种符合时代发展需求的新型采矿技术，充填采矿法对于大型的深部矿井比较适用。在近年的试点实践中可知，充填采矿法既能保障矿工人员的人身财产安全又能有效地提高地下采矿的效率，凡事都没有完美无缺的，都存有自身的不足之处，充填采矿法也不例外。比如：在应用充填采矿法时，它的机械操作流程较复杂，矿工不容易掌握；在初期购进机械时需要投入大量的资金；需要较大的劳动生产力等条件的限制。

2.充填采矿的优势

充填采矿法经过了近几年的发展完善，现在它已经是一个重要的矿产开发方式，被广泛运用到各个矿山开发中。充填采矿法之所以能迅速的发展，最主要的原因还是它对生态环境破坏较小，回采率比较高。

经过一系列的施工运输，将充填材料运到地下采空区，使充填材料变成充填体。充填体能有效地分担一部分地表压力，对于地表受力不均的情况有很好的改善作用。受力平衡后，围岩的位移现象也能得到改善，甚至可以完全避免，有利于更好更深地开采矿石，提高了开采效率。

充填采矿法对于采矿区的贫化率也有所改善，最大程度地开发矿产储量，给矿产企业带来了更大的效益，促进我国采矿行业更好更快地发展。它对于自然形成的具有倾向性的矿床有很好的开采效果，可以避免常见的矿区火灾，矿区坍塌的现象。

这种采矿法的虽然初期购买机械的成本较高，但是它的机械化工作较多，可以高质量高效率地开发矿产。比如：在凿岩过程中，凿岩车可以代替炸药和人力；在运输矿产时，可以运用矿石铲运机运输矿石。由此可见，在充填采矿法中，机械比人力占得比重大，企业可以减少矿工的工资支出。前期的较大投入和后期的较小支出可以相抵消，从矿产企业长远发展的角度来思考，充填采矿法能给企业带来更大的利润。

3.充填采矿技术应用发展中存在的问题及应对策略

充填采矿技术给我国矿业领域带来了诸多便利的同时，也带来了一些问题，在煤矿企业实际运用充填采矿技术中主要存在专业采矿技术水平偏低，充填材料质量管理不当、没有根据实际情况科学选择合适的填充采矿技术等。下面文章给出具体分析，并提出相应措施。

3.1科学选择并提高其充填采矿技术，奠定采矿质量保障

虽然我国矿业领域在应用充填采矿技术方面已经有着多年的发展历史，然而在实际采矿作业中，部分矿区企业并没有按照操作规范和实际矿区情况来选择合适的采矿技术，从而导致其采矿效率和生产率低下，使得采矿质量不达标。也有部分企业选择了正确的开采技术，由于受到开采技术人员能力不足的影响，导致其采矿过程中碰到一些质量问题无法解决，给其开采造成负面的影响。

针对这些问题，矿业企业必须要在开采工作前做好矿区详细数据的收集整理工作，并进行实地考察，确保这些数据的科学性、准确性和严谨性，同时综合分析相关信息结合企业实际情况来制定开采设计方法，并选取最佳充填工艺。除此之外，矿业企业还要加强对充填材料和充填工艺操作的质量检查，从而避免因材料质量不过关或者充填工艺操作不规范带来的负面影响。对于矿业企业采矿人员也要进行资格考校和专业技术知识培训，逐渐培养提高其矿业采矿人员综合素质和专业水平，从而奠定矿区采矿工作质量基础。

3.2强化环保高强度新型填充材料的研究开发与应用

虽然采矿施工位置一般较为固定，然而由于矿山生产流动和结构都各有差异，其矿产量也都各有不同，因此煤矿企业基本没有固定的作业方法和流程，这就使得其充填采矿技术显得较为复杂，只能根据具体矿区情况和采矿填充工艺来研究相应的充填材料。

针对这种情况，矿业企业就必须要加大对填充材料的研究开发，向着高强度、环保友好、成本低的方向努力，并努力提高材料的渗水性、抗压性、耐温性、抗剪力强度以及可压缩性，综合提高填充材料的性能。从而切实有效满足充填技术实施中的不同需求，不断改善采矿填充施工难度和条件，进而有效提高矿业企业采矿工作效率和工作质量。目前矿业企业多使用高水材料，这样不仅能够迅速固结充填材料，避免井下污染，还能够远距离低浓度传输和无重力排水，有效节约排水费用，降低企业成本。

4.采矿充填技术的发展

4.1新型填充材料的运用

目前采矿中所使用的填充料主要是骨料和水泥，少数地区根据需要会掺入一些粉煤灰或者石灰，来提高其粘结性能。由于水泥生产需要消耗大量的原料，对于矿山集中开挖的扩大化发展，水泥制品很难满足实际需求，因此必须研发出一些新型的填充料，来加速市场的发展。

基于对现有充填材料与市场发展需求的匹配度，结合牢固的领域内专业知识，尝试寻找合适的、可用的新型充填材料，以进一步降低矿石在开采过程中的损失率。需要注意的是，新型充填材料的研制原则在于降低充填采矿方法的成本，成本低、高强度的充填材料才是我们需要的。

4.2提升充填采矿设备的水平

技术革新一方面在于理论的升级，另一方面在于配套设备仪器的质量更新，这一道理同样适用于充填采矿法的发展内容。在充填采矿法的工艺流程中，充填料贮仓的处理技术需要引起领域内研究人员的注意。现阶段，我国充填采矿法中对于充填料贮仓的注意力过低。通常储仓中的浆料浓度应保持在60%～75%左右，并且可以稳定、可靠、顺畅的排出，及时对现场进行供应。在寻求技术手段单纯革新的同时，容易忽视充填料贮仓对于充填采矿法的重要意义。提升充填料贮仓的应用性不仅能对充填材料的质量起到保障作用，更能降低工艺整体的成本。

4.3加强充填采矿法与生态集合

随着矿业市场需求的持续增加，相关从业人员在进行作业的同时，必须对环境因素、生态因素、污染因素都有充分考虑，应极力避免只求经济利益而损害社会利益的行为。矿山企业本身在开挖过程中，就是对土地资源和自然环境的一种破坏，在填充过程中，更应该注意与生态环境的集合，提升技术力量和设备工艺，将对环境的影响程度降到最低，才能保值企业的长期可持续发展。随着社会经济的快速发展，充填采矿技术的有效应用，已经将低效率充填工艺逐渐改造成一种高效率、大规模的先进采矿工艺。同时，井下工人劳动条件也有了很大程度的改善，矿场采场劳动效率、生产能力明显有所提升。然而，采矿工业发展过程中，在提供原材料的基础上，不可避免地破坏到生态环境。近年来，随着我国矿业的快速发展，矿产需求量不断增加，由资源开发利用引发生态环境破坏、排放大量的废料，这在很大程度上造成了全球性的生态环境污染和破坏。根据现代工业生态学理论之要求，有效解决矿山环境生态问题，最为有效的一个途经就是将矿山废料有效地转化成为资源，然后对其进行重复利用，同时，还要采取可持续发展战略，将可回收资源变废为宝，这也是加强充填采矿法与生态集合的重要表现形式。

结束语

充填采矿技术能有效地给国家和企业带来长远的经济、社会效益，所以更应当加大充填开采工艺的技术更新，不断在实践中创新企业采矿充填工艺，使我国资源开采行业更加经济有效的可持续性发展。

参考文献：

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