浅析充填采矿技术的优势及其未来发展

豆晨瑜 华北理工大学矿业工程学院

浅析充填采矿技术的优势及其未来发展

豆晨瑜 华北理工大学矿业工程学院

本文在查阅大量文献的基础上，总结并介绍了充填采矿技术三个发展阶段。其次，进一步分析了充填采矿技术的技术优势，分别从技术优势、经济优势和环境优势等方面做了相关的分析论述。最后，根据当前的研究状况，从新技术、新材料、新机械等方面对其未来的发展做了一定的研究。

充填采矿技术 优势分析 发展趋势

1 前言

充填采矿技术因其工作效率高、安全性高、操作简单等优势而在采矿行业得到了广泛运用。随着我国采矿行业的迅速发展使得充填采矿技术也迅猛发展起来，查阅大量文献可知，我国的采矿充填技术主要分为三个阶段。第一阶段始于上世纪60年代左右，此技术主要是干式和削壁充填法，在北方矿区运用的较为广泛。第二阶段始于上世纪80年代左右，上向水平分级尾砂充填技术得到了发展，主要以焦家、新城的金矿为代表。这标志着我国充填采矿技术的发展步入一个崭新阶段。第三阶段始于上世纪90年代左右，高水固结尾砂充填采矿新工艺被提出并得到了广泛运用。随后的几十年，混合充填技术以其节能、低耗、环保的优势在全国大部分矿区开展开来。本文在分析充填采矿技术的优势基础上，进一步提出了未来技术的发展趋势，以期能为采矿技术的发展做出一点贡献。

2 充填采矿技术的优势分析

2.1 技术优势

我国矿山经过多年的开采，大多开始转入了深部开采，随之出现了一些如高应力、高温、岩层冒落和岩爆等难题，尤其是岩爆问题尤为突出。针对此问题，可以采用降低回采宽度、留间隔的条形矿柱和充填采空区三种办法。前两者方法在一定程度上可以避免岩爆，但是会带来生产效率低下、矿石回收率低的问题。相比较得知，充填采矿不仅可以避免以上带来方法带来的问题，还可以有效的解决通风漏风问题，极大提高通风效率，保证了高效生产效率和工人的人身安全。

2.2 经济优势

不论是煤矿开采，还是金属矿开采，经济成本都是每个企业需要考虑的重要方面之一。充填采矿法以其矿石回采率高，贫化率低，工业废料有效利用等特点，使其成为目前矿山采空区回填的主要方式方法。另外，充填技术的实现以全程机械化操作为支承，虽然初期投入成本较大，但是总的看来，机械化施工的效率远远高于人工效率，后期回报收益十分可观。总之，填充技术与其它技术相比，经济方面占据很大的优势。

2.3 环境优势

随着我国的采矿行业的迅速发展，由于过去不合理的开采和回填方式，很多地区的环境恶化十分严重，生态环境变得十分脆弱。例如，地表植被砍伐导致水土流失严重；河流被拦截改道导致水资源紧张；地表塌陷导致生态系统的恶化。为此，采用充填采矿技术一方面可以有效防止地表下沉、开裂。例如栖霞山铅锌矿地因其特殊地理位置而采取充填技术，不仅保护了风景区原貌，还实现了无废开采。另一方面，有效的减少了地表尾矿库的堆存量，尾砂填充到采空区，避免造成了不必要的经济损失，同时也利于环境保护。

3 充填采矿技术的发展趋势

3.1 采用新技术，降低生产成本

目前，充填采矿技术的社会效益和综合经济效益可以说是最好的，但是使用该技术的成本占据了企业采矿成本的20%~50%，企业承受着很大的资金压力。因此，研发运用新技术势在必行，比如如何降低灰砂比，运用高效且廉价的胶凝剂等方面，可以有效地降低生产成本。

3.2 大胆使用新型充填材料

采矿的过程涉及到方方面面的技术，充填的材料也是需要重点考虑的一个方面。例如目前使用较多的高水材料，它可以快速的固定住充填体，而且可以实现无重力排水。另外，膏体充填料浆流变性能的研究也是目前研究的热点方向之一，此类材料可以改善作业环境、提高充填强度等。总之，新型材料的研究需要考虑到各个方面，包括材料的抗压特性、抗拉特性、颗粒组成、弹性特性等等方面。

3.3 新型充填机械的开发研究

不管是开挖矿山还是充填材料，都需要一定的机械设备来辅助。因此，机械设备在这一过程中承担了重要的角色。目前，机械设备越来越朝着智能化、模块化、敏捷化和绿色化方向发展，对于从事矿山工作的机械也应该紧跟时代脚步，积极研发新型机械设备。

充填采矿法具有矿床整体开采安全性好、回收矿石效率高、有效保护地表、废弃物最大化利用等优点，是将来矿山企业优选的采矿方法，必将得到广泛推广应用。

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