铁矿空场嗣后充填法运行管理探讨

铁矿空场嗣后充填法运行管理探讨
摘要：空场嗣后充填法能够有效控制地压,提高矿山资源回采率、降低贫化率,充分利用矿山产生的废料,减少污染。

该方法符合绿色采矿的目标,是采矿工
业发展的必然趋势。

为保证矿山持续、均衡地生产,采矿工作之间的衔接多采用
生产准备矿量(也称“三级矿量”)管理理论。

该理论协调了矿山开拓、采准与备
采作业之间的关系,缺少出矿之后的空区和充填管理,现已不能完全涵盖矿山采场
的生产管理步骤。

据此,本研究围绕铁矿采场布置、空区暴露面积以及暴露时间、充填组织之间的管理进行了分析,明确了各因素之间的相互关系,提出了采场布置、空区与充填采场之间的数量关系与运行规律,梳理了从出矿、充填到空区管理的
生产管理思路,弥补了嗣后充填采矿的采场管理理论的空白。

关键词：采场布置；空区暴露面积及时间；充填组织；全过程管理
引言
大部分中小型矿山采用留矿法、房柱法等空场采矿法，并且普遍存在采空区
安全隐患突出、残矿资源永久损失严重等问题，严重影响了矿山的经济效益、服
务年限和可持续发展。

绿色矿山理念的进一步贯彻和实施及国家对安全方面的进
一步严格要求，其中自然资源部门：矿产资源开发利用采用先进的生产技术和有
利于生态保护的生产方式；废渣有一定的处理措施，确保达到国家有关标准。

应
急管理部门：新建金属非金属地下矿山应当采用充填采矿法，不能采用的要进行
严格论证。

充填采矿法从原先的金属矿山开采应用覆盖到非金属矿山。

对于井下
开采产生的废石既需要合理的处理，也需要在兼顾生产管理的基础上加以利用，
变废为宝。

1铁矿空场嗣后充填法特征
由于我国矿山采空区分布广泛、存量大、类型丰富，不同成因的采空区特点
不同，引起的安全问题也不尽相同，因此矿山采空区治理非常困难，需要系统地
开展综合治理工作。

矿山采空区治理主要包括采空区探测、采空区稳定性评价和
采空区处置３个方面内容。

近年来，为了契合国家生态环境可持续发展战略的需求，胶结充填法以能够将固体废弃物资源化利用的特点成为处理矿山采空区最常
用的方法。

但是，传统的胶结充填法常以水泥为胶凝材料，存在成本高、固废物
利用率低、采空区处置效果不显著等问题。

因此，为了部分或完全替代水泥，研
发成本低、性能优良且能够充分消纳固废物的新型胶凝材料，成为了国内外学者
们关注的重点。

本文针对我国矿山采空区治理现状和存在的问题，在分析我国矿
山采空区类型特点和存在的安全隐患的基础上，综述了现有矿山采空区治理的主
要手段，系统性介绍了矿山采空区探测、采空区稳定性评价、采空区处置技术以
及矿山采空区充填方法和充填材料的应用状况，明确了现有的矿山采空区处置技
术存在的局限性，并对其挑战和机遇进行了展望。

2存在的问题
目前,矿山多采用“三级矿量”理论指导矿山生产管理,该理论仅对矿山开拓、采准和备采的矿量进行了指导,对于采场布置、空区及充填管理暂无理论依据。

因此,各矿山均存在采场、采空区及充填之间衔接不充分的问题,具体表现如
下:(1)部分一步采采场空区充填不及时,空区存量过多,暴露时间过长,导致部分
空区成片冒顶,存在安全隐患。

(2)由于一步开采采场空区充填不及时,导致后续
的二、三步采场矿量得不到释放,造成资源和资金积压。

(3)为保证矿山正常生产,采用多布置一步采采场进行回采,加大了当期掘进投入,进一步恶化了资金紧张局面。

(4)造成生产衔接紧张,当一步开采采场与二、三步开采采场上下中段重叠时,无法布设新采场,导致矿山减产。

3采场布置、采空区及充填运行管理
3.1采空区调查
矿山采空区调查主要通过收集采矿的相关资料和现场实地调查，初步确定采
空区大致的位置和规模，为后续的详勘、稳定性分析和治理方案制订提供基础数据。

资料收集主要针对勘查区域的地质图件、采矿相关图件和卫星图片等；现场
实地调查主要包括工程地质条件、采矿情况、采空区性质、地面构（建）筑物分
布情况调查以及地表变形监测等。

根据采空区调查的结果可以大致掌握采空区情
况、确定采空区范围，有助于后续勘探工作的科学布置，从而降低勘查工作量和成本。

3.2充填规划
近几年来社会经济的发展，对于矿山企业也带来了机遇。

而在实际采矿过程中也存在着一些问题，所以我们还需要将废石充填法应用起来。

首先，充填规划要做到位，因为倘若规划不够科学合理，就会致使矿山产业发展受到影响，所以应根据实际情况制定完善的充填规划。

当然，在采用废石充填空区时也需要特定条件，这样才能够保障作业顺利展开。

同时相关人员也要确定好充填系数，系数倘若不科学合理，难以实现降低成本的目的，所以要想将废石充填法效果更好的凸显出来，我们必须要做好充填规划，以及确保充填系数的科学性。

本身不同的地压活动，他的地质构造情况就比较复杂，所以应将充填法有效的应用起来。

其次，充填采空区域也要进行细致划分，不同的区域他的地质情况也存在着差异，所以只有做好细节划分，才能够保障矿山生产作业顺利开展，切实确保经济利润得到最大化。

通常通常情况下，我们可以将其分为主要充填区，次要充填区，以及一般充填区，只有做好细致划分，才能够制定完善的充填计划，进而保障矿山开采作业能够井然有序的开展。

此外，充填系数大多数应设置在0.6以上，因为对于矿山开采行业来讲非常重要，所以相关技术人员应积极做好充填规划工作。

3.3合理选择探矿位置
在选择探矿位置的过程中，施工单位需要针对矿区的整体面积、矿物的种类以及地层分布状况进行调研，从而明确其中存在的各种特异性差异，在此基础上针对矿山地质开展更加深入的调研，并构建出科学有效的安全防范制度。

同时，在实际开展地质探矿工作时，施工方也应当构建出健全的质量监管制度，确保所有探矿环节都能够得到切实有效的监管，此外还可以通过建设资源共享平台的方式来落实探矿工作。

有关部门应当对矿山地质探矿工程开展严格的监管，并构建出与之对应的奖罚体系，以此来提升员工的责任意识，使其能够树立起安全责任意识，在实践工作中落实安全监管制度的要求，最终实现维护工作人员人身财产安全的目标。

探矿工程的责任单位也应当进一步提升安全监管力度，提升工程施
工的稳定性与安全性，确保领导层的责任能够得到细化，提升其安全责任意识以及安全监管的工作效率。

结束语
矿山采空区可通过崩落法、封闭隔离法、支撑加固法和充填法等进行工程处置，其中充填法应用范围广、处置效果好、对固体废物利用率高，是处置矿山采空区的首选方法，但水泥的大量使用导致成本偏高。

采用基于固体废物的新型充填胶凝材料有望突破此局限，其在满足胶结填充体力学性能的同时，可降低水泥用量和成本，也符合当前“低碳”主题，是值得重点发展的方向之一。

参考文献
[1]余学文,张增胜,陈仁敏,高进.分段空场嗣后充填法与上向水平分层充填法在萨热克铜矿的联合应用[J].世界有色金属,2020(20):55-56.
[2]张军奎,张雄天,赵永峰,朱文志.厂坝铅锌矿充填关键技术研究[J].金属矿山,2020(12):20-26.
[3]齐朝鹏,刘新富,郭子林,王晓涛.红山铁矿采用充填法封闭措施溜井的实践[J].矿业工程,2020,18(06):15-16+21.
[4]祁焕斌,李新本.干式充填法在五龙沟金矿薄矿体回采中的应用研究[J].有色金属(矿山部分),2020,72(06):15-19.
[5]廖九波.预控顶高分段充填采矿法在厚大破碎矿体中的应用[J].有色金属(矿山部分),2020,72(06):20-24+29.。