采矿工程充填技术的应用与发展

采矿工程充填技术的应用与发展
摘要：中国作为矿产资源开发大国，在长期的矿产资源开发过程中积累了大量的固体废物。

如果大量的固体废物长期堆积在地表，很容易造成严重的环境污染。

因此，进一步研究
充填技术的理论与应用，完善理论体系，提高采矿经济效益具有积极意义。

关键词：矿业工程；灌装技术；应用及发展
引言
在中国社会经济可持续发展的巨大势头下，采矿业也在不断发展。

在激烈的市场竞争下，我国矿山企业不断更新采矿技术。

在采矿技术的应用中，充填技术得到了广泛的应用，是一
种比较先进和安全的采矿技术，在实际应用中，可以提高矿物的回收率，对采矿工程的整体
效率和安全性都有很大的提高，使矿山企业能够获得较高的经济效益，促进矿山企业的稳定
发展。

1采矿工程充填技术综述
1.1干填充法
干式充填法是利用矿车、风等，将废石砂等干燥物料输送到采空区，在采场通过电动耙
或刮板输送和储存充填物料。

在应用此法的过程中，需要提前设置填充井，注意区域内的通
风除尘，然后分层填充。

此法应用时间长，工艺复杂，会产生大量粉尘，充填作业周期长，
充填体强度不高。

但是这种方法也有一些优点，那就是成本低，而且可以适用于各种矿体形态。

1.2水砂充填法
水砂充填法是将尾矿、河砂或矿渣等物料与水按一定比例混合，再通过砂浆泵或自流输
送到指定的地下充填点，以达到支护围岩和控制地压的目的。

送至采空区的物料可以靠自身
重力沉降，上层的水和细砂被过滤掉。

该方法具有成本低、充填能力强、能减缓地表沉降等
优点。

缺点是料浆较稠，需要用大量的水搅拌，充填料量和使用范围有限。

1.3胶结充填法
胶结充填法是将河砂、尾砂和普通波特兰水泥等胶结剂按一定比例混合，配制成浓度较
低的浆体或膏体，然后通过管流或专业设备直接泵送到地下待充填区域。

该方法工艺简单，
施工效率高，填充材料强度高。

缺点是后期需要精细维护，建设成本高，阶段间柱式开采难
度大，尾矿等资源回收率低。

1.4膏体填充方法
膏体充填法是将尾矿砂、河砂、粉煤灰或粘结剂等一种或多种物料按一定比例与水混合，不脱水，不设临界流速，配制成牙膏状膏体，然后用专用的大型工业泵通过管道将膏体输送
到地下采空区。

该方法的优点是尾矿利用率较高，生产过程中不产生有毒物质，水泥用量少，施工成本低。

缺点是设备施工涉及的工序较多，为了保证正常生产，需要对设备进行维护。

2充填采矿技术在开采中的应用
2.1 分段充填采矿技术
在分段充填采矿技术的使用过程中，其关键要素就在于分段的科学合理性。

针对地表暴
露面积较大的采场展开相应的分段，将其划分为数个不同的矩形截面结构，全方位降低采场
的暴露面积，对不够稳定的采空区展开更加科学合理的回采以及充填。

举例来说，在某个矿区内，可以将中间段分割为多个高度为10 m的分段，同时对不同
的分段展开分别的开采工作。

根据矿区开采的标准步骤和标准工序，综合考量当前矿区在开
采上的深度值，确保回采和充填的交叉施工，并与巷道中，实施凿岩和充填。

在运输充填物的过程中，可以使用电动铲运机，全方位降低由于人工运输所带来的压力
和负担。

待施工完成且构成采空区之后，可以运用胶结物直接填充在采空区，可使用推卸式
铲运机，将填料填充在顶板处。

分段式充填采矿技术的作用十分显著，逐步实现了无机械的采矿作业，解放了传统采矿
的劳动力，整个工作过程更加的流畅且高效。

2.2上向分层充填技术
上向分层充填技术是干式充填技术中的一类，需要将矿体进行分层，按照从下到上的施
工工序，依照已经划分完成的层次进行资源开采和矿区填充，还需要构建出排水井以及矿井等。

使用该技术时，矿块的铺设模式主要划分为两类，分别为切走向以及沿走向，若是整个
矿区的矿石足够稳定，围岩较为安全可靠，且矿体的厚度保持在15 m之内，则可以运用沿
走向的铺设模式；若是与其相反，则可以运用切走向的铺设模式；若是矿体的厚度达到了50 m之上，则需要依照矿体在垂直上的方向，构建两排矿房，同时在矿房的房间内，预留出沿
着开采走向的纵向矿柱。

2.3 下向分层充填技术
对于下向分层充填技术来说，比较适合矿石稳定性较差，围岩固定程度不足的矿体，能
够对矿柱展开更加科学合理的回采工作。

下向分层充填技术的实际使用过程中，设置出较为
完善的行人天井等，并构建出溜井，直接将开采到的矿石运输到矿井的下部巷道里，同时将
需要进行填充的废石等材料传送到采空区中。

在展开回采作业时，需要秉承着从上到下的工作原则，促使充填作业能够和回采作业两
者交叉进行。

在进行分层的过程中，应该运用水平分层的分层模式，或者是直接倾斜10°～15°来展开分层处理。

在正式展开回采作业之前，应该首先将巷道、行人天井等进行连接，通过切割巷道来展
开相应的回采作业。

基于安全角度进行综合考量，应该在每一层分层充填物的下部，构建出
相应的胶结顶。

2.4削壁充填采矿技术
削壁充填采矿技术更加适合使用在矿体厚度不足的矿区内，主要是因为这种矿区无法提
前预留间柱，需要在其中使用混凝土以及木板等，运用这种类型的材料人工构建出一个底柱。

比如在回采时，要先对矿石进行采集，随后再对岩石进行采集。

在采集岩石、矿石落地
之前，需要在充填物中设置出相应的垫层，例如可以设置胶皮带或者是设置草袋，随后挖设
1 m的炮眼，通过爆破的方式来对矿产资源进行采集。

最后运用人工操作或者运用电靶，等到采矿工作完成之后，需要对周边的围岩进行爆破
处理，并对采空的区域进行充填，将最为基础的工作环境进行预留。

将以上步骤进行循环的
施工作业，一直到矿块采集工作完成为止。

相较于其他采矿技术来说，削壁充填采矿技术能够在同一个工作面中，对围岩和煤矿进
行独立化的开采，并将已经爆破完成的围岩岩石作为充填物体，省去了其他充填技术所需要
运输填料这一步骤，在操作模式上更为简单便捷。

在实践的使用过程中，由于需要对围岩和
矿石展开数次爆破处理，因此需要相关工作人员了解到现阶段矿区围岩的稳固程度。

例如本地区矿山走向是否适合使用该技术，展开详细勘查，随后依照勘查的结果，明确爆破的程序和步骤。

工作人员在制定爆破方案，尤其是确定爆破量时，需要保障爆破之后，爆破的碎石数量能够直接将采空区填满，同时也需要保障能够对进行综合性的利用。

结语
充填采矿技术为采矿工作的主要技术。

该技术的有效运用，对于矿区稳定性的维护、资源的利用回收和生态环境维护等，均有积极作用。

随着我国社会经济的快速发展，对于矿产资源的需求量日益增长，矿山开采周期较长，随之开采深度也相应增加，这使得充填采矿难度逐渐增加，施工要求更为严格。

为此，需基于现有的技术水平和采矿工程生产情况，加强技术研发力度，遵循绿色生产理念，在保证采矿效益的同时，维护生态稳定。

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