摘要：阐述了我国磷矿资源开采现状和我国磷矿资料的赋存条件；分析了充填采矿法的开采历史和将来充填采矿发展的趋势。
关键词：磷矿开采；磷矿分布；充填采矿法
1 引言
四川清平磷矿即位于四川金河—清平地区。清平磷矿深部开采范围内的矿体属于沉积型磷矿岩，包括燕子岩和邓家火地两个矿段，大部分磷矿矿体呈倾斜至急倾斜产出，矿体厚薄不均，均为薄至中厚矿层，矿石平均品位约为27%左右。目前经过资源勘查，乐山马边—凉山一带资源也十分丰富，但该地区交通不便，还没有有效的开发利用。目前四川地区的采矿技术水平仍处于比较落后的状态，仅实现了半机械化开采，总体技术水平相当于国外60年代的水平，仍有较大的提升空间。
2 我国磷矿资源开采现状
当前我国磷矿资源开采南北差异比较明显，北方缺磷地区以矾山磷矿为主采用地下开采方式，采矿技术水平在内比较先进，使用的全尾砂充填采矿的方式，无论是在安全上还是在经济上都取得了一定的成绩。目前其开采技术仍有提升的空间，其选矿技术比较成熟，实现了铁、磷综合回收利用的模式。
南方磷矿资源储量大，其中中部湖北省一直以来就坚持“全层开采”、“矿肥结合”、“矿化结合”、“综合利用”等政策。但由于各企业情况不同，一般来说，大型企业的技术水平较高，可实现以上政策要求，多数小型企业仍然无法达到要求。西南地区磷矿资源十分丰富，其中以贵州的开磷集团和瓮福集团、云南的云磷集团为代表，均是产量超过400万吨/年的特大型企业，其开采技术均已达国内先进水平。上个世纪90年代，开磷集团的顶板锚固空场采矿法获得过国家科技进步一等奖，通过使用该方法采用，开磷集团将采矿的回收率提高到了75%，在地下开采使用空场采矿法的矿山中处于领先水平。进入本世纪后，开磷集团逐步推行充填采矿法，与设计院进行联合试验后取得成功的自胶凝磷石膏充填采矿法，将地下开采的回收率提高到了90%以上，并以该充填采矿法获得国家科技进步二等奖。
3 充填采矿法国内外应用现状及发展方向
3.1 充填采矿法国内外的应用现状及分类
充填采矿法的研究在国外发展较早。国外早在上世纪30年代就开始了研究应用，我国的应用发展相对较晚，上个世纪50年代才开始采用干式充填，并首先应用于有色金属矿山、黄金矿山和黑色金属矿山等高经济价值的矿。
充填采矿法依据充填材料的不同可分为：干式充填法、水砂充填法、胶结充填法。其发展经历了由干式充填到最初为不含胶结剂的水砂充填，以后发展了胶结充填，并使充填体的浓度逐步提高，逐步发展到高浓度的似膏体充填、膏体充填。
3.2 未来发展趋势
现代充填采矿技术已将低效率的充填工艺改造成为大规模高效率的先进的采矿工艺。斜坡道与各种类型无轨采掘设备的应用，使井下作业面貌发生巨大变化。井下工人劳动条件得到很大改善，采场生产能力和劳动生产率大幅度提高。
4 充填采矿法在清平磷矿的可行性
采场充填可防止采场顶板大面积的冒落，提高井下采矿工作的安全性。其次将废石充填到井下空区可减少地面废石场占地面积，减少征地和对地面环境的破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外充填采矿技术减少矿柱比例从而可提高回采率，延长矿山服务年限；尤其对于清平磷矿这类矿石品位较高的，更具有很好的经济效益。
采用充填采矿法的关键技术之一是充填材料选择、充填配比优化及充填工艺设计。因此结合公司的实际情况，在对清平临近地区的充填材料展开调查后，初步确定清平磷矿可作为充填材料有以下几种。
一是矿区附近充填料来源较为丰富，每年雨季都有大量的山砂、河沙从山上冲入河道，特别是2010年“8.13”和2013年“7.9”两次特大泥石流灾害发生后，矿区附近山谷中堆存了大量的废石，若不进行处理会对矿山和下游居民及企业带来巨大威胁，目前当地政府及企业每年都会定期清理河道，防止暴雨季节泥石流灾害的发生，采用废石胶结充填采空区是一举两得。
二是清平磷矿磷铵厂每年也有近70万吨左右的磷石膏废料需要处理，也可作为充填材料，并且还可以减少取沙的成本。
以山砂、河沙、磷石膏或磷石膏+筛分河沙作为充填骨料，利用普通硅酸盐水泥作为充填胶结材料，通过探索试验和优化配比试验最后确定技术可行、经济合理的充填材料配比和充填制备工艺。由于目前清平磷矿没有进行相关充填的试验，参考类似矿山的充填方案：废石胶结充填和磷石膏自胶凝充填。
地面废石场或河滩堆存的废石首先筛选出粒径小于15mm的废石作为主要充填材料堆存到成品堆场，若筛选细粒级废石量不足，需将大块废石破碎后再进行筛分。
若采用磷石膏作为充填主要材料，就不需要筛分和破碎。胶结材料使用当地生产的低标号水泥，通过自备压缩空气的水泥罐车输送至搅拌站的水泥仓内。
开始充填作业时从装载机铲装成品骨料到上料仓，然后经皮带输送到搅拌桶。胶结材料通过螺旋给料机输送到搅拌砼并根据配比要求通过电子称计量，然后加入一定量的水搅拌混合制成需要的充填料浆体。搅拌均匀后的充填料浆体先通过溜槽进入充填泵，然后通过充填泵经充填管道输送到井下需要胶结充填的采空区内。
井下生产期产生的废石，通过汽车运至采空区，然后通过水泥砂浆浸润充填，形成胶结充填体。
为了探索各种材料充填的可行性，确定充填体的合理配比、输送参数，制定充填方案，为充填系统设计提供依据，应进行充填采矿的实验，具体技术内容如下：
（1）充填材料粒级、比重、容重、孔隙率及化学成分测定；
（2）充填体强度及配比优化试验；
（3）充填料浆塌落度及L管道自流输送试验；
（4）充填体对水质的影响分析；
（5）充填系统方案制定。
5 结语
根据相关充填采矿的经验及数据显示，采用废石充填成本较高，主要是水泥添加比例较高，下一步工作前应进一步落实研究水泥替代品来源，如粉煤灰、石膏、炉渣等廉价活性胶凝材料，降低水泥添加比例，进一步降低充填成本。
参考文献：
[1] 中国的磷矿资源分布[J]. 贵州化工. 2000（04）
[2] 任清宇，姚金蕊. 中国磷矿资源的特点与开发策略[J]. 矿业快报. 2006（02）
论文作者:石亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/17
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