充填技术在采矿实践中的前景研究

发表时间:2020/8/13   来源:《城镇建设》2020年第12期   作者:康燕兵
[导读] 随着我国经济实力的增强,各行业领域投入科研技术的费用也逐渐增加

         摘 要:随着我国经济实力的增强,各行业领域投入科研技术的费用也逐渐增加,充填采矿技术也取得了较大进步,该技术与其他采矿技术相比具有安全性高、回采率高、生态环境破坏性低等明显优势,其发展前景较为广阔,本文将在其发展现状的基础上对其未来发展前景展开深入探究。
         关键词:采矿现状;充填技术;充填设施;良好发展
         自改革开放以来,我国经济呈高速发展状态,经济实力逐渐增强,并推动了煤矿产业采矿技术的持续发展进步,截止目前,我国采矿业已经基本淘汰了传统采矿技术,步入了安全高效的现代化发展阶段,本文将在此背景下对充填采矿技术的未来发展前景进行全面深入剖析。
         一、采矿技术发展现状
         随着现代化信息科技的发展进步,以数字化、智能化为主要特征的知识经济逐渐兴起。现代化信息通讯技术及自动化技术被广泛运用于矿业领域中,并实现了其管理模式及工艺水平的全面提升。在部分发达国家中,远程控制采矿技术已经得到了广泛运用,且将无人采矿变为现实,促进了采矿效率、回采率、安全性能的大幅度提升。随着我国经济的高速发展,对资源的需求量也在同步增加,间接促进了采矿技术、采矿效率以及采矿行业管理水平的全面提升。采矿行业开采对象种类多样,适用的开采技术也各不相同,在此背景下,我国研发出了一系列开采技术以满足采矿需求,包括分期开采技术、陡坡开采技术、高台阶开采技术等,通过灵活运用各种开采工艺,能够实现提升开采效率的目的,并获取更高经济效益。
         二、充填采矿技术分类
         (一)干式填充采矿法
         干式填充采矿法是使用时间最早的充填采矿技术,其需要借助外部环境因素补充填料才能正常运行,其中最常用的外部因素便是风力资源、矿车以及其他机械设备。随着充填技术的持续进步发展,干式充填法的不足之处日益凸显,例如其劳动力需求较大、作业成本过高、填充时间过长、矿石贫化率高、生产效率低、不支持回采操作等。这些不足之处使得干式填充采矿法不能满足我国日益增长的石矿需要,因此该技术的使用率逐年下降,但不可否认的是该技术在矿体产状复杂的矿区环境中具有明显开采优势,因此该技术并未完全退出采矿行业市场,仍然存在部门矿山使用此办法。
         (二)水砂充填法
         水砂充填法是另一种常用的充填采矿技术,其主要设备是砂浆泵,通过使用该设备将材料以自流的方式输送至矿井之下,使用的充填材料有碎石、砂石、炉渣、尾砂等。水砂充填法最早出现于20世纪的西方发达国家采矿行业,它是在选厂分级尾砂基础上开发而来的,并创新性的选用了水力旋流器进行脱泥处理,将固体填充物料用悬浮液进行输送,实现了自动动力设备的创新,将水动力用于充填采矿技术中。
         (三)胶结充填法
         胶结充填法最早产生于上世纪50年代,其充填原料与其他充填法使用的基本一致,亦是碎石、尾砂、炉渣等,唯一不同之处在于其使用水泥或者石灰对充填原料进行胶结处理,使之成为浆状或者膏状,并通过管道输送至矿井下进行充填。

近年来,随着各领域科技水平的持续发展进步,胶结充填法使用的胶结材料、掺合料也呈现多样化发展趋势,其形成的浆体及膏体也具有更为复杂的成分,其与水砂充填法相比,填充量具有更高的强度,更快的充填速度、更高的充填能力,同时,其工艺更为简单,更易于操作,上述优势使得胶结充填法自研发应用以来便呈现高速发展状态,并衍生成系列性工艺技术,包括块石胶结充填、高水速凝充填、高浓度全尾砂充填等多种胶结充填技术。
         三、充填技术在采矿实践中的发展前景
         (一)开发多样化充填材料
         目前,矿石充填开采技术中使用的主要充填原料是骨料及胶结剂,骨料的主要选用原则在于成本把控,因此廉价物料当为首选材料,其次便是普通的硅酸盐水泥、矿渣水泥等。在进行部分矿石充填开采时还会运用到粉煤灰、石灰、赤泥等作为胶结剂的主要原料,目前可用于充填用的水泥种类较少,使用频率较高的胶结剂是高水速凝材料,但是其适应范围具有一定的局限性,目前还不能成熟的运用于硬岩矿山开采工作中。
         (二)强化充填物料贮藏管理工作
         现阶段,矿业中使用的充填机械设备持续更新,充填技术也获得了显著提升,而充填物料的贮藏工作却未得到应有的重视,填充材料作为充填技术发挥作用的重要因素,其贮藏工作的重要性可见一斑。目前矿业通常会使用湿法处理技术贮藏尾砂材料,并通过立式贮仓实现其良好贮藏,但是此贮藏办法对浆料浓度的稳定性具有较高要求,因此目前贮藏管理工作优化提升的关键点在于研究两相散体之间存在的流动特性,这一难点的攻克决定了尾砂充填的应用范围及效果。
         (三)实现经济效益与生态保护的统一
         随着充填技术的持续发展进步,传统低产出的充填工艺已经基本淘汰,并由高效率、低生态破坏的现代化充填采矿技术所取代,采矿工人的劳动环境得到了较大改善,并促进了劳动效率及产能的显著提升,但是,采矿业的快速发展也不可避免的带来了一系列环境破坏问题,因为人们对矿产资源的需求持续增加,加之采矿技术的持续成熟,矿产资源被过度开发,以及开采过程中排放的废料均对生态环境造成了较大破坏。基于生态保护需要,矿产资源开采过程中应该重视矿产废料的处理工作,实现其回收循环利用,减少其造成的生态破坏现象。现行的充填模式中,主要由内循环技术、经济效益以及废料流量三大部分构成。内循环技术是作为核心部分存在的,它能够让充填采矿模式具备更高的开采能力及效率,并将成本控制在较低水平,实现充填采矿工作的整体优化提升。而经济效益则是作为新型充填采矿模式的目标存在的,通过模式优化,实现经济效益的有效提升。废料流量则是用来呈现废料的回收利用程度,该指标的存在不仅能够推动矿产资源开采模式的持续发展进步,还可以确保充填技术的规范实施,以实现经济效益与生态保护的有机统一。
         四、小结
         随着我国经济发展水平的显著提升,矿产资源开采领域的充填技术也取得了较大进步,现行的充填采矿技术具备自动化、智能化、高效率、低成本、高安全性能的优势,与矿产资源开采工作具有极高的适配性,该领域从业人员应该加大研发力度,以充分发挥此技术的优势作用,确保我国矿产资源开采行业的持续稳定发展。
         参考文献:
         [1]赵法领.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016(02):10+15.
         [2]唐禹杰.试析充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题[J].世界有色金属,2016(11):195-196.
         [3]李志杰,金同川.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题分析[J].世界有色金属,2018(3):54-55.
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