充填采矿技术应用发展及存在问题研究

充填采矿技术应用发展及存在问题研究

随着充填采矿技术的大力推广，充填技术发展问题不断的在采矿技术中出现，而在这其中新形势下充填采矿技术发展的成果，是直接关系到充填采矿技术工作的最后效果的关键因素之一。本文主要就充填采矿技术在行业中起到的作用进行分析。

标签：充填采矿应用关键点

1前言

如何做好新形势下充填采矿技术发展工作，为充填采矿技术实现可持续发展提供坚实的安全保障，是现在充填采矿技术面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。

2广泛应用充填采矿技术的主要原因

（1）机械化的采矿作业，充分利用凿岩台车开凿矿体，出矿时运用铲运机，并且还在锚杆机安装了锚索、锚杆等设施，以利于提高采矿效率。采矿企业加大科研资金投入，创新了胶凝材料代替水泥，增强了充填强度，并在矿区广泛采用充填过程自动化，充填料输送管路化等技术，有效降低了采矿成本。

（2）有效平衡了原岩应力场。矿床开采的延伸、采场范围不断扩大，不仅增高深部矿井地压，还导致采场出现应力不平衡现象，增加了潜在危害。在深部矿井区采用充填采矿技术，可以有效的传递和调整采场应力，使原岩应力场处于平衡状态，并解决潜在危害，有利于提高采矿作业的安全性。

（3）充填体能有效控制采场地压，对围岩起支撑作用，同时还能减少采空区围岩破坏与移动发生率。

（4）充填采矿技术具有矿石回采率高、贫化率低等特点，该技术的采用不仅可以提高经济效益，还减少了对矿区环境的破坏率，有效的提高了采矿作业的经济技术指标和安全性。

3充填采矿的实施要点

（1）将整体矿体划分为盘区，又将盘区内划分多个矿段，最后以矿段为回采单元。

（2）通过实施采矿的环境再造等方法，将在矿段中的具有重要作用的顶柱部位，用传统的下向分层胶结充填的方法回采1-2个分层，然后使用高标号的混凝土充填形成一个人工的顶柱;在底柱的部位，采用浅孔落矿法回采一定的高度后，通过用混凝土浇筑的方法，得到一个采矿系统的人工底柱。

（3）在下部的人工底柱中，通过预留一个放矿口的方法;用巷道式采矿或者是局部浅孔落矿法，使其形成一个大量落矿的补偿空间与自由面。

（4）在实施以上办法的同时大量崩落的矿石将通过放矿口由铲运机运出，出矿结束后，通过人工顶柱中的充填小井下放全尾砂充填料（或低标号的混凝土）进行充填。

4充填采矿技术存在问题研究

我国充填技术的应用主要经历了多个阶段，近年来，在新技术的研发推动下，我国的充填采矿新技术取得了很多新成就并得到广泛的应用。

4.1充填采矿技术应用中存在问题

充填采矿技术是一种优点与缺点一同存在的新型采矿技术，在矿山企业日常的应用中仍然存在着在一些实施中的不足方面，主要有下面几点：实施采矿作业的操作方法较为复杂、在施工过程中的投入成本比较高、实施采矿期间的劳动生产力需求较大、采矿技术水平低、充填材料的质量难以控制等。这些问题的直接存在不仅严重影响了充填采矿技术更好的应用于未来的采矿技术中，对于充填技术的发展也带来了一定的影响，同时还对采用这种采矿方法的矿山企业产生了严重的影响.

4.2充填采矿技术应用问题的解决措施

（1）提高采矿技术水平。在我国的矿产采集领域中，充填采矿技术应用已经非常广泛了，但是由于其间有多种因素的影响，充填采矿技术在其实际的应用过程中仍然存在着一定的问题，导致在开采的过程中出现了采矿质量较差、采矿效率低下等一系列的问题与情况。而造成这些情况的出现主要原因有以下几点：

①采矿企业没有按照相关的原则与规范，以及根据采矿区的实际情况来选择采矿的技术。

②采矿企业中参与采矿人员的素质与能力都不高，无法及时与有效的解决，在采矿中所遇到的一系列的发生问题，这些问题都给采矿作业产生了严重的影响。

因此，针对在日常采矿中经常发生的问题，采矿企业在进行实际采矿之前，应当充分收集所开采矿山的详尽的资料，例如地势地形情况、地质地层情况、水文条件等等，这些资料必须充分和详实的反映这些采矿地点的采矿方面的详细数据，并且应对所采集的数据进行全面的分析，从而才能制定出科学而详细的矿产开采方案，合理的选择一种合适的采矿技术。

（2）填充材料质量与材料的强度密切相关，所以，采矿企业应该加强对于

新型高强度填充材料的研发投入，通过这些手段能够有效地提高填充材料的整体使用性能，确保填充材料的质量合格并且达到标准。当前，在我国的矿产开采与开发领域中，应用的最为普遍的填充材料是高水材料，其本身具有迅速固结、无重力的排水，有效减少了井下的污染、节省排水费用等一系列的优点。

5我国充填采矿技术未来的发展方向

5.1加强充填设备研制以提高充填作业效率

目前，由于矿区充填设备落后，充填系统自动控制与自动化水平低，制约了充填技术的发展，也降低了充填作业效率和质量。所以，应加强高效充填设备与高浓度传输设备的研制，并运用压排设备有效调节和输送各段压力，以免发生堵管现象。此外，适当研制和引进自动化仪表和设备，进行自动监测与添加，有利于自动控制系统的建立，可以提高充填自动控制与自动化水平，保证充填作业质量和效率。

5.2创造新型的填充工艺

结合自身开采矿山的地形特点，充填采矿技术创造一种适宜其本身的新型采矿方法。对于一些矿岩区稳固的厚大的矿体，建议选用浅孔空场采矿法与中深孔来对其进行有效的开采，在开采过程后出现的采矿空区首先应试选用块石胶结、尾砂胶结或高水材料来对其进行回填，这样才能有效的降低采矿成本，从而提高了矿区的整体的利用效率，同时还应对矿山的采空区进行了一次合理的处理。

5.3研制新型充填固化材料

矿山充填材料主要由骨料和胶结剂两部分组成，骨料大多数就地选取廉价的可用物料，不足部分就地选料破碎加工，而胶结剂绝大多数矿山选用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，少量矿山掺入粉煤灰、赤泥、石灰等物料。目前适用于矿山充填特点的专用水泥还不多见。高水速凝材料是一种典型的专用充填胶结剂，其在硬岩矿山的应用仍处于试验研究和推广阶段。

除了常规的充填材料，如砂石集料、水泥、粉煤灰、炉渣以及水之外，在充填料制备之前或混合之后直接加入的材料以外加剂，己在国内外一些矿山开始研究和试用。例如速凝剂用来缩短凝固时间，缓凝剂用来延长凝固时间，减水剂用来改善易性和提高强度，减阻剂用来降低高浓度物料的管道输送阻力等，其目的是为了提高充填料的物理性能，包括强度、稳定性、可输送性、可泵性、和易性以及浇注性等，这些特性满足于充填与采矿工程需要。特别是减水技术和水化过程控制技术已在国外矿山生产中应用。许多化学添加剂如絮凝剂、减水剂、诚阻剂、泥浆杂物快速固化剂等也在矿山得到了不断应用，依赖水泥单一品种的局面将会得到改变。

6结束语