摘要：随着采矿技术的进步，金属矿山开采的空场法、崩i法都得到了很大的发展，尤其是充填采矿法在最近几年发展展最快。充填采矿法的出现和发展给矿产资源的开发和巨大的影响，使得地下采矿的诸多复杂技术难题找到了决途径。进路充的基本特点是采用上向(或下向)分层采矿，分层内矿体采，通过充填采空区并尽可能充填接顶(或充满)控制虫充填是进路充填采矿法的关键工艺。基于此，本文主要对进路充填采矿法充填技术进行分析探讨。
关键词：进路充填采矿法；充填技术
1 前言
填采矿法的主要优点是适应于各种复杂多变的矿体赋存条件、最大限度提高矿石回收率和降低采矿贫化、有效控制地压活动和确保采矿生产安全、保护地表不遭破坏和维持既有的生态环境。合理确定充填体的强度及其结构，提高进路充填的接顶率(或充满率)，确保生产安全和降低充填成本，是进路充填采矿法需要解决的关键技术难题。
2 充填体强度及其结构设计
充填体强度设计的一般原则是充填体的强度必须同时满足分层采矿作业循环时间、进路采矿循环时间和机械化采矿生产作业对充填体强度的要求，即充填体强度设计参数应取按上述三个步骤确定的充填体强度的最大值。充填体强度结构是指对不同部位(范围)的充填体依据充填体作用的不同而采用不同的充填体强度设计，以达到在满足充填体强度要求的前提下降低充填成本的目的。
2.1 上向进路充填采矿法充填体强度及其结构设计
(1)人工假底部分充填：人工假底的高度通常设计为一个分层的高度，但一般不得小于3m，人工假底充填体在规定养护期内的强度应大于4MPa，并要求配置钢筋网。
(2)当进路回采顺序为连续开采时，浇面层厚度不小于0．5m，浇面层充填体在规定养护期内的强度应大于4MPa；进路高度其余部分充填体在规定养护期内的强度应大于1MPa。
(3)当进路回采顺序为分步骤间隔开采时，其一步采进路浇面层厚度不小于0．5m，浇面层充填体在规定养护期内的强度应大于4MPa，进路高度其余部分充填体在规定养护期内的强度应大于1MPa；其二步采进路浇面层厚度0．5—1．0m，浇面层充填体在规定养护期内的强度应大于4MPa，进路高度其余部分充填可采用非胶结充填料充填。
2.2 下向进路充填采矿法充填体强度及其结构设计
(1)分层假顶部分充填：分层假顶高度应大于1m，充填体在规定养护期内的强度应大于4MPa，并要求配置平面钢筋网和竖直方向钢筋。
(2)分层其余部分充填：进路高度其余部分充填体在规定养护期内的强度应大于1MPa。
3 进路充填工艺技术
国内外关于充填体作用机理的研究表明：当充填体成为地层(岩层)的一种介质与地层形成共同体时，充填体具有应力吸收与转移和应力隔离作用，并参与地层的自组织系统及其活动，而只有当充填物料充满或接近充满地下空间(采矿空区)，充填体才能够成为地层(岩层)的一种介质与地层形成共同体；如果充填物料不能充满地下空间(采矿空区)，则充填体只能作为一种支撑结构被动地承受荷载。因此，在进路充填时，尽可能使充填物料充满采空区，使充填体与围岩形成共同体，是维护采场稳定的重要保证。
表述上向进路充填采矿法充填物料充满程度的参数是进路充填体接顶率，表述下向进路充填采矿法充填物料充满程度的参数是进路充填体充满度，充填体接顶率可以用线接顶率或面接顶率表示，充填体充满度以体积充满率表示。影响并决定进路充填接顶率或充满度的因素是进路布置形式、充填料浆浓度、充填体收缩率及进路充填工艺等。
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3.1 微倾斜进路设计
大量的充填材料试验研究表明，充填料浆浓度对充填体强度有显著的影响，为了提高充填体强度，降低充填成本，采场充填的基本原则是采用高浓度或膏体充填料浆进行充填，使充填料浆在采场不脱水。在采矿工艺设计方面，采用微倾斜进路布置的目的就是为了改善充填料浆在进路内的流动性能，以提高进路充填接顶率或进路充填充满率。
(1)微倾斜进路倾角的确定：确定微倾斜进路倾角，应考虑电动铲运机、液压凿岩台车等采矿机械能正常作业，且不影响其生产效率的正常发挥；进路充填体的强度层次结构不发生大的改变，充填成本不会显著增加。同时，微倾斜进路倾角应尽量与进路充填体自然坡积角一致，以最大可能提高进路充填接顶率或进路填充满率。微倾斜进路倾角的确定以进路长度、充填料浆的塌落度等为计算依据，根据国内外矿山的相关经验，通常微倾斜进路倾角为5°-8°。
(2)微倾斜进路坡度方向：采矿进路与分层平巷交汇处的稳定性最为薄弱，进路口充填接顶是分层平巷和相邻进路开口安全的关键。同时，微倾斜进路坡度方向应有利于进路通风、采矿及充填废水排泄和充填料浆的凝固。因此，微倾斜进路坡度方向应取沿进路采矿方向为正坡(上坡)方向。
3.2 进路充填工艺设计
进路充填必须实现充填体强度结构设计，并尽可能减小充填体收缩对进路充填接顶率或充满率的影响。
(1)上向进路充填采矿法进路充填工艺。进路充填分2次进行：第一次充填的高度为充填体强度结构设计的低强度充填体或非胶结充填体部分；第二次充填的高度为浇面层充填体部分。第二次充填必须在第一次充填的料浆初凝或料浆脱水之后进行。
(2)下向进路充填采矿法进路充填工艺。进路充填分3次进行：第一次充填的高度为分层假顶充填体部分；第二次充填的高度为充填体强度结构设计低强度充填体部分的70％左右；第三次充填的高度为充填体强度结构设计低强度充填体部分的30％左右。每次充填应在前次充填的料浆初凝之后进行。
(3)管道多点下料充填工艺。由于充填料浆的流动性较差，为避免进路轴向出现充填“死角”，保证进路充填能够充填接顶或充满，进路充填时应采用管道多点下料充填工艺。当进路长度小于30m时，可采用2点下料工艺，当进路长度大于30m，可采用3点下斟工艺。
3.3 对充填料浆有关参数的要求
充填料浆浓度是决定充填体收缩率并决定进路充填接顶率(或充满率)的关键因素，而进路充填接顶率的高低决定充填体能否起到有效支撑作用和能否保证采场稳定。进路充填的关键技术难题在于当采用高浓度或膏体充填料浆充填时，由于充填料浆流动性较差，进路充填接顶或充满较为困难，而充填料浆浓度较低则充填体收缩大和造成料浆中水泥流失，使进路充填接顶或充满困难，充填体强度难以得到保证。尽管可以从采矿方法的工艺方面作一些改进和调整来解决充填技术方面的某些问题，但在采矿方法基本方案明确且难以变更的情况下，这种改进和调整毕竟是很有限的。为了确保采矿方法及其工艺技术顺利实施并实现安全、高效生产，根据国内外矿山充填经验，较为理想的充填料浆有关基本参数为：①充填料浆浓度以标准塌落度试验为基础，充填料浆塌落度大于20cm；②充填料浆初凝时间小于24小时。
4 结语
随着矿山开采和企业发展，优化采矿方法是矿山降低生产成本、提高企业经济效益的有效途径。采矿方法没有好坏之分，只有适用与否，各矿山应根据矿体的赋存条件，确定符合矿山实际情况的采矿方法和采场结构参数，在提高矿山资源综合利用率和保证安全的同时，提高矿山的经济效益。
参考文献
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论文作者:刘正
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/28
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