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充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题罗发安

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：罗发安

[导读] 摘要：随着我国科学技术水平的整体提升，采矿技术也在不断更新，同时由于当前开采深度的不断加大，造成地表出现越来越多深度较大的矿坑，产生较大安全隐患问题，为更好的解决类似问题，充填采矿技术应运而生，特别是在岩层不稳定的区域或对危险资源进行开采时，需要对充填技术进行研究，本文对充填采矿技术的应用进行分析，并对相关问题进行探讨，以供参考。

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        摘要：随着我国科学技术水平的整体提升，采矿技术也在不断更新，同时由于当前开采深度的不断加大，造成地表出现越来越多深度较大的矿坑，产生较大安全隐患问题，为更好的解决类似问题，充填采矿技术应运而生，特别是在岩层不稳定的区域或对危险资源进行开采时，需要对充填技术进行研究，本文对充填采矿技术的应用进行分析，并对相关问题进行探讨，以供参考。
        关键词：填充采矿；问题分析；优化策略
        1充填采矿技术在采矿工程中的应用
        1.1上向分层充填技术
        上向分层充填（也叫干式充填法），就是对矿体按照从下向上的顺序进行分层逐层开采，采完一个分层后就开始进行的充填。伴随着充填的过程中，同时构筑行人井、放矿井和排水井。上向分层充填技术对矿块的布置形式可分为两种：沿走向和切走向。如果矿石和围岩的稳定性好，且矿体厚度在15mm以内，则沿走向布置；反之则采用切走向布置。如果矿体的厚度在50mm以上，就需要沿矿体垂直方向设置两排矿房，并在矿房间留出沿走向的纵向矿柱。
        1.2下向分层充填技术
        对于围岩和矿石稳定性均十分差的矿体，可以运用下向分层充填采矿技术开采。在矿主回采的实际工作中，在其工作面可建筑人天井、矿石溜井、运输井。通过矿石溜井将开采的矿石运至下部的巷道中，充填物质则通过充填物运输井运到采空区。采矿时，按照由下到上的顺序进行回采和充填。应采用水平分层或倾斜10-15°进行分层，回采前先连通巷道、人天井以及矿石溜井，从切割巷道开始进行回采。为了确保安全，应该每分层采用水砂填充物，在下方构筑起胶结顶。
        1.3削壁充填采矿技术
        削壁充填采矿法，适用于矿脉极薄的矿体之上，一般该技术常被应用在露天井之中。首先开采一些通风井以保证开采安全，然后使用一些废弃不用的胶合板进行铺设，底部使用钢筋混凝土做假底，最后将四周矿石和围岩用掏槽或电扒的方式削落，矿石开采运走，围岩用作充填材料。在具体工作中，首先考虑矿山矿脉的走向极其围岩的坚实稳定性等因素，根据不同的地理地质情况，设置不同的爆破顺序。同时兼顾围岩的崩落量，崩落量需要适度，可以填满采空区即可。在应用削壁充填采矿技术的过程中，是对矿石和围岩独立进行开采，在将矿石运出之后再将剩余的废石留在矿房之中作为充填料。
        1.4分段空场嗣后充填采矿技术
        分段空场嗣后充填采矿法，适用于不规则矿体之上。在应用该技术进行采矿作业时，先把较大的采场划分为几个结构段面，使其形成矩形断面结构，分段开采并有效进行充填。每个单元回采结束后，一次性进行采空区充填。充填前采空区内安装好滤水管，构筑好滤水密闭墙，做好堵坝工作。充填材料为全尾砂和固化剂进行充填。凿岩、出矿以及充填都应该在巷道内作业，实现采矿、出矿、充填三项作业同时进行，从而大大地提高采矿的效率。充填材料为单管胶结材料、高水胶结材料和分级尾砂的混合物。充填必须接顶，以形成上分段采场的底板，减少矿石贫化。如果充填采场下有未采采场，应在充填底部浇筑混凝土，形成下部采场的人造顶。
        2填充采矿法应用过程中存在的问题及优化策略
        2.1充填采矿技术问题
        目前，由于我国一部分采矿企业具有的生产技术比较落后，很多时候在开展采矿作业的过程中，并没有使用任何形式的充填采矿技术，导致这些企业具有的采矿生产率比较低。

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与此同时，还有一部分采矿企业能够认识到充填采矿技术具有的作用和价值，虽然在进行矿产开采的过程中能够选择充填采矿技术，然而，由于缺乏专业的施工人员以及现有施工人员掌握充填采矿技术的能力和水平不高，导致在采矿作业中经常出现影响矿产质量的问题，并且很难做到第一时间发现这些问题产生的原因以及及时将这些问题妥善解决。想要采矿企业运用充填采矿技术的能力进一步提升，在具体开采作业正式施工之前，采矿企业必须对施工现场情况以及施工目标明确了解并掌握，然后，制定一套具有较高有效性和合理性的方案。在此基础上，结合矿区现场施工的具体要求，对制定的方案进行细化，提前做好每一个环节的预测。与此同时，采矿企业还要加强施工人员专业素养的培训力度。这样，才能保证设计的施工方案具有较高和理性和可行性，施工人员具有更扎实的专业基础，从而，使充填采矿技术具有的价值和作用全面发挥出来，进一步促进采矿企业实现长久发展的目标。
        2.2管理问题
        伴随着我国社会现代化程度的不断加深，采矿行业的发展也逐渐朝着科技化、机械化、智能化的方向发展，因此，采矿企业不仅要具备与时俱进的思想意识，创建具有较高现代化的水平的充填站，而且，还要能够明确了解充填站所需要使用的各项机械化设备和电子化设备，有能力为充填站配备齐全这些设备，使充填采矿技术在充填站的辅助下，将自身具有的作用和优势全面发挥出来。与此同时，为了给采矿企业运输矿产资源提供便利，大部分采矿企业都会将充填站的建造地址选择在距离矿产资源比较近或者采矿场现场。除此之外，采矿企业想要保证建造的充填站能够符合标准要求，必须对企业内部现有的充填站进行优化、完善，保证各项设备的健全，比如，一座合格的充填站必须具备浓度计、流量计、泵等设备，并且要结合实际施工情况，对充填站内部的所有设备进行定期或者不定期的检查和保养。另外，为了使充填站相关工作的运行能够保持在正常状态，还要结合具体的检测、维修情况，制定一套对应的管理标准，严格检查充填站的每一项产品，这样，才能使充填材料的质量得到有效的保证，进一步提升充填站的管理力度。
        2.3充填材料问题
        对于充填采矿技术而言，在选择充填物种类时，主要遵循的原则就是充填物自身具有的物理属性是否能够满足充填采矿技术的实施标准，也就是构成充填物的胶结材料、骨料结构等物质具有的抗压能力、深水程度、粒度、湿度、孔隙率等特点是否能够在一定范围内进行压缩。在采矿企业实际实施采矿作业时，采空区域的地表以及地压的稳定性直接受到填充物强度的影响，当填充物自身具有较高的强度时，采空区域的地表以及地压就越稳定，当填充物自身的强度比较低时，采空区域的地表以及地压就越不稳定，这也是保证矿产开采工作是否具有较高安全性的关键点。针对我国矿产结构的特点，在实施充填采矿技术时主要以高水材料作为填充物质。这是因为高水材料能够保证充填采矿技术中全尾砂结构流胶结充填技术具有的作用能够充分发挥出来，不仅可以在比较短的时间内凝结起来，而且，还能够承受距离比较长的运输。然而，高水材料也具有一定的缺点，当其处于脱水状态时，具有的强度就会下降。除此之外，对于运用在充填采矿技术中的充填物而言，具有的抗腐蚀性、抗冲击性、抗爆破性比较差，在腐蚀性、冲击性、爆破频率较大的作业环境中，很难真正发挥自身的作用。鉴于此，应该有针对性的加大研究充填材料的力度，不仅要对充填材料具有的强度进行进一提升，而且，还要最大程度响应国家环保号召。这样，不仅能够为采矿企业节省更多的成本，而且，还能为矿产资源的科学挖掘提供保障。
        结语
        综上所述，充填采矿技术因为具有很高的安全性，而且可以提升开采的效率，被普遍应用在采矿工作中。但在进行实际开采的时候，仍要根据不同矿山的真实情况制定开采计划和技术，针对应用过程中存在的问题，必须及时进行处理，完善充填采矿工艺，切实提高矿山开采的安全性和效率，改善生态环境，提升矿山生产效益。
        参考文献：
        [1]翟戈，钟磊磊.对采矿作业中采矿工艺技术应用的问题分析[J].煤矿现代化，2015（3）：8.
        [2]史贵栋.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用[J].科技展望，2015（2）：119.