兰坪白族普米族自治县自然资源局
摘要：本文针对上向分层充填采矿技术在采矿中的应用及存在的问题进行分析，内容有：施工难度大、充填成本高、间矿柱回采问题、顶板管理问题。结合实际硼矿场案例，介绍了充填技术在采矿工程中的应用。并总结了采矿过程中对充填采矿技术的应用原则。
关键词：充填技术；采矿工程；上向分层充填
充填采矿技术的效率高，因此得到广泛应用。但是在使用过程中，存在一定问题，因此需要技术人员针对这些问题，适当改进和创新，促使该技术的优势得到充分发挥，同时要结合实际情况，对不同工艺进行科学选择。
1 上向分层充填采矿法
上向分层充填技术主要是结合垂直高度划矿块，同时从下向上回采，能够进行水平划分，也可以进行倾斜划分，当一个分层采完之后，则需要及时填充，行人天井进行布设，该技术还能够起到泄水作用，比较适合在围岩稳定性不高的，但矿石比较稳固的矿体中应用。其原理如图1所示。
图1 上向水平分层充填采矿方法原理
1—穿脉；2—沿脉运输巷道；3—分层联络道；4—回风巷道；5—阶段运输巷道；6—充填体；7—矿体；8—斜坡道
上向分层充填采矿法具有以下特点：
1.1施工难度大
充填采矿技术在具体实施过程中，面临较大难度，尤其是在分层充填过程中，凿岩、护顶的等技术，需要在一层循环施工完全成功之后，才能够进行接下来的施工，这就对充填采矿作业效率的提升带来影响，同时生产成本较高、生产能力相对较低。在开产传统分层充填采矿过程中，应当预留一定的矿柱，但因为地压以及爆破等带来的影响，就降低了矿柱的安全性，促使矿山开采过程中，面临一定安全隐患。
1.2充填成本高
对矿山进行开采，充填采矿成本多数情况下占据全部成本的30%左右，为了能够降低成本，可以结合开采实际情况，对废矿石当成填充材料，同时对这些填充材料进行循环应用，这样就能够节约填充过程中的技术应用，进而降低成本。
1.3间矿柱回采问题
对顶底柱进行有效开采，为了进一步提升开采质量，需要积极建设人工底柱，对开采分层进行合理设置，同时结合实际情况，对人工接顶、加压接顶等方式进行科学选择，从而提升矿柱开采效率。
1.4顶板管理问题
对矿山进行实际开采过程中，有可能会出现围岩不稳定情况，为了进一步提升充填采矿技术的科学应用，就需要对顶板进行合理管理。对采场作业循环进行有效管理，适当缩短顶板暴露时间，促使顶板事故发生概率被降低，填充采矿施工之前的点柱设置工作，针对不稳定区域进行加固处理。
2上向分层充填采矿法的应用原则
2.1环境保护原则
充填技术在应用过程中，要重视环境保护，我国主张可持续发展战略，在促进可持续发展基础上，对环境进行保护。在对合适的填充技术进行选择，具体采矿期间应当对物料进行有效应用，以免浪费。针对煤灰等的处理，要以保护环境为前提条件，对其进行适当循环利用，最终推动可持续发展。
2.2安全生产原则
项目实施期间，需要高度重视安全问题。采矿项目实施期间，要制定完善的安全管理制度，保障人员安全，并且选择合理的填充技术。此外，在对采矿填充技术进行选择过程中，需要先对矿区环境进行勘察，有效消除地质安全问题，充分考虑采用相应的措施以及采矿方法，进一步保障充填技术始终被有效应用在采矿工程中，以防止发生安全风险。
2.3合理选择充填系统
对于填充系统而言，将其应用在采矿工程当中时，一定要将其自身充填量作为基础标准。在进行采矿之前，一定要对生产和生产平衡进行严格控制，针对采矿区而言，对其进行科学测量和规划，并且科学有效的制定采区产量。从而保障矿物质数量和生产数量相同，并有效控制双方的生产。
（1）完善工艺。采矿工作技术性较强，这就需要对矿山采场基本特点进行分析，如采空区特点和作业基本要求等，然后结合相关特征对其进行分析，从而确定填充工艺，充填工艺应当满足下列要求。要求充填料利息率最小，并且要求充填强度能够满足低压控制要求。在进行充填期间，其中充填料存在相对较小的成拱效应，促使其充满整个采空区，进而降低地表沉降。
（2）开发新材料。对充填材料进行开发，始终受到业内人士的重视，不管是抗压还是防水，均提出了较高要求。这种情况下，应当找到新材料，将其当成新型充填技术材料。对未来矿产工业的发展进行综合分析，发现当前填充材料仅能满足多数开采需要，在对新技术进行开发，还是一个长期目标。
（3）新探测手段。新型探测方式和新材料相同，同时也是当前受到广泛关注的问题之一。对当前现状进行分析，为了实现对CMS探测系统进行有效应用，将其应用在实际采矿作业当中，就需要借助整个操场采矿点，将其当成三维形式的数据扫描，此后形成一个相对全面的数据分析，结合数据内容，构建起精准的模型，并且以模型作为核心，最终完成充填工作，最终有效提升整个工作效率。
3上向分层充填采矿法在硼矿开采中的应用
沿矿体下盘向两侧掘进沿脉，在沿脉中沿走向方向布置进路采场，矿块沿走向长度为38m，共布置4个进路采场，间隔回采，交错充填，分别为2301-1、2301-2、2301-3、2301-4进路采场。进路掘进规格为2.3m×3.0m。一步采场包括2301-2采场、2301-4采场，二步采场包括2301-1采场、2301-3采场。每个采场长度为矿块水平厚度，采高3m，采宽7.0m，进路巷道规格2.3m×3.0m，掘进完成后由内向外劈帮回采，两帮各劈帮两次，炮孔倾角40°，炮孔长度1.8m。采用JK58-1No.4型局扇通风，局扇须安装于新鲜风流进风处，使用风筒引入各个工作面，施工过程中须全程开启风机。顶板使用树脂锚杆支护，支护网度1.5m×1.5m，顶板应光面爆破方式。所有掘进工程由测量人员挂线确认方位，进路回采完成后进行充填。
本工程采用浅眼光面爆破法作业，首先将导爆管与炸药连接，连接过程中注意安全事项；将炸药放入炮孔时，应防止导爆管打结、折断、拉细等现象发生；在装药过程中防止被石块砸断或划破。采场采矿方法为进路充填采矿法，多条进路间隔回采，交错充填，一步采掘进路回采完成后进行充填，然后回采二步采掘进路，回采完成后充填。一步进路采场采空区充填目的是为二步采提供支持，因此需要接顶，并需要全胶结充填。为加快充填进度，减少充填体凝结时间，建议使用袋子墙封闭，并建设袋子墙沉淀池，灰砂比为1∶6。二步采回采完成后需要回收沿脉矿柱，因此同样需要接顶，并需要全胶结充填。为加快充填进度，减少充填体凝结时间，建议使用袋子墙封闭，并建设袋子墙沉淀池，灰砂比为1∶8。沿脉矿柱回收完成后进行总体充填，充填要求与一步、二步相同，充填完成后采场升层。
4结语
充填采矿技术存在较高的安全性，还能够有效提升开采效率，因此被广泛应用在采矿行业。但是对其进行具体应用过程中，还是需要结合不同设计情况，制定科学可行的开采计划，同时还需要选择合适的施工流程。针对该技术进行具体应用过程中，不断总结经验，遇到问题及时处理，对采矿工艺进行进一步完善，有效提升矿山开采安全性，在采矿技术应用过程中及保护环境基础上，提升矿山效率。
参考文献：
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论文作者:和秀文,李燕鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/3
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