山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东莱州 261441
摘要：随着我国金属采矿行业的蓬勃发展，其开采技术也在不断的优化和完善中，应用充填采矿技术可以节约资源成本，促使采矿过程趋于环保化和绿色化，降低资源损失、提升利用效率，符合绿色发展的理念，对企业安全生产和生态环境保护具有积极作用。在此背景下，本文主要针对地下金属矿山的充填采矿技术进行分析和研究，希望给予我国相关行业以参考和借鉴。
关键词：地下金属矿山；充填采矿技术；研究
引言
新时期下，随着我国金属矿山采矿技术的蓬勃发展，金属矿的规模持续扩大、数量不断增加，以往的采矿模式和采矿技术已经难以满足行业的需求，采矿中产生的污染物质也对生态环境带来负面影响。
1、发展历程及现状分析
充填采矿法是一种人工支护采矿法。在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。不同的采场环境需要不同充填技术，早期主要存在的充填方法有：废石干式充填技术，废石胶结充填技术等等。现阶段多应用水力充填，尾砂充填、天然砂充填、膏体充填等方式进行填充，不仅提高了生产效率，降低了劳动强度，且在安全上得到了更高的保障，符合当下高效、安全的基本要求，逐渐在全国范围内得到了推广和应用。
2、充填采矿技术的概念及其应用意义
充填采矿技术主要是指在采矿进行的过程当中，在一些周围矿床或岩石矿石不稳固的地方用相关的充填料来充填已挖掘出矿产资源的区域，由此能够在最大程度上通过支撑保护岩石层来防止表标沉陷。充填采矿技术同时也可以将固体的废料进行相关处理，由此达到保护生态环境的目的。近年来我国采矿业不断发展，社会对于矿产资源的需求也不断扩大。与此同时，保护环境和节约资源的号召已经成为当前采矿业工作的重要内容。充填采矿技术作为现今高效的采矿方法之一，具有采矿工程量较小工程灵活性大、矿石资源损失量和贫化较小以及安全环保等优点。因此需要加强充填采矿技术的高效应用。
3、充填采矿技术的主要功能
3.1降排功能
填充采矿不但能够在复杂矿床中发挥采富保贫的作用，还能够在地下深埋很多的工业废料，减少占用了土地，同时也防止了这些工业废料污染到水源和空气等，这样既可以保护好人类的生产环境，也可以充分的运用回收资源,是和科学发展观相适应的一项环保技术，也是矿山开采向绿色矿业发展所迈进的一大步。而建设没有废料、排气矿山开采的关键技术方法就是通过向地下回填大量工业固体废物。供应了一个有效的方法处理矿山废料，也是当前解决这问题最为有效的方法之一。
3.2消除地表变形和下沉作用
采空区可以运用充填技术有效、迅速的进行充填，采空区围岩能够及时的得到支撑，预防与避免围岩进一步变形，避免出现较大幅度的位移。采空区四周二次应力的分布情况在运用充填体能够得到明显的改善，让矿柱围岩本身的稳固性提高。经过充填能够迅速产生新的工作面，为后续作业创造条件，让采充循环周期缩短，完成加强开采，让采矿综合生产能力提高。充填体能够让地压能量的释放速度减缓，防止或者避免出现深部冲击地压。
4、充填采矿的优势
应用充填采矿技术主要有以下几个方面的优势，如提高回采率，降低作业成本，减少污染，满足矿山企业可持续发展建设等。（1）提高回采率。提高回采率主要表现在对于采矿作业环境安全性的保障问题上，传统的采矿工艺缺少对于采矿环境周围的支撑和检测，导致周边环境随着采矿工作的深入进行，存在塌方或其他安全隐患。而借助充填采矿技术，能够有效对顶板及边帮进行地压支撑，减少和避免了冒顶片帮的风险，采矿工作结束后，还可以对于矿柱进行合理、分段式的回收。这样，便有效提高了采矿作业的回采率。（2）降低作业成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当采矿工作进行到需要深度开采的程度时，首先需要综合考虑到地应力、地形地势等多方面的问题，如果出现应力不平衡的情况，很容易导致开采效率下降，并进一步促使需要借助更多的设备来完成开采，加大了开采成本，也耗费了更多的人力、物力。充填采矿技术，能够确保应力处于相对平衡的状态，减少废石提升、尾砂输送及维护提升设备和尾砂库所需的费用。（3）生态环境保护。青山绿水就是金山银山，宁要绿水青山,不要金山银山,是习总书记十九大时提出的环保理念。采矿充填技术对充填材料要求很高，必须对地下水无污染，凡是对地下水水质有影响的，必须预先进行消毒、无害化处理，避免充填材料污染地下水及含水层。
4、填充采矿技术种类
充填采矿技术的核心是充填。主要充填物为砾石、粉煤灰渣、砾石、石料等，资源开采后，采空区充填物。随着这一技术的发展，填充材料不断得到改进。目前，最常用的充填方法是水力充填法，另外还有胶结充填法和膏体充填法。1）充水方法。作为最早的充填技术，它已成为特厚煤层开采中的关键顶板管理技术。其技术原理是将固体材料以浆状或膏状形式远距离输送。其最大优点是投入成本低、效率高，受外界因素影响较小；2）胶结充填法。充填技术中所用的充填材料是尾矿。由于尾砂颗粒较多，充填过程中胶结面积增大，形成触变体系。工程利用率为80%的高浓度尾砂胶结充填技术也可达到物料输送的70%。
5、创新地下金属矿山充填采矿技术的相关途径
5.1创新采矿工艺
在应用充填采矿技术中，需要结合采矿技术、矿床条件以及矿山特点，创造或者创新新型的采矿工艺，例如倾斜矿脉，可以通过废石抛掷或者矿岩分掘的方法充填空区；又例如对于厚大矿岩，可以通过高水材料、块石胶结或者尾砂胶结进行充填，在提升生产效率的同时，还可以降低成本，对采空区进行科学处理。
5.2开发填充材料
高水材料具有无重力水排除、固结速度快等优势，可以避免污染井下环境，节约填充费用。但是其缺点为强度较低，在应用中容易出现风化的情况，材料成本较高，抗冲击性和抗振动性较差。因此，相关企业需要积极开发新型的充填材料，以成本更低、性能更好、强度更高的填充材料取代高水材料。
5.3创新填充设备
当前，我国在应用充填采矿技术中，其主要以人工的形式进行，自动化和机械化程度较低，对采矿效率带来了一定的影响。因此，相关企业需要积极研发和创新具有较高自动化和机械化程度的填充设备，例如盘式过滤机、真空过滤机陶瓷过滤机以及高效浓密机等，通过机械设备可以提升井下填充的效率和质量，满足金属采矿施工的需求。
结束语
在可持续发展理念的指导下，绿色采矿技术逐渐受到行业和社会的高度重视，充填采矿技术的利用和推广，不仅能够解决由于采矿而导致的地表下沉，同时还可以缓解采矿工作对生态环境的污染和破坏，降低矿产损失，对维护生态平衡、合理利用资源具有积极意义和关键作用。
参考文献：
[1]姜宏锋,杨智博.黄金矿山充填采矿技术存在的一些问题[J].世界有色金属,2018,(5):77,79.
[2]王薪荣,徐曾和,许洪亮.地下金属矿山充填采矿法工艺技术探讨[J].中国矿业,2017,(8):99-103.
[3]董占军,韩明龙.地下金属矿充填采矿技术分析[J].科学技术创新,2018,(14):152-153.
[4]吴再海.充填采矿技术在采矿中的应用研究[J].世界有色金属,2018,(12):79,81.
[5]许成章.采矿工程中充填技术的应用分析[J].中华民居,2015(03):112-114.
[6]荆延林.充填采矿技术应用发展及存在的问题研究[J].科技与企业,2015(10):209-210.
[7]李享.地下金属矿山地质探矿工程中存在的问题与解决措施[J].科技创新导报,2016(14):224-226.
论文作者:桑军胜
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/6
标签：技术论文; 矿山论文; 采空区论文; 材料论文; 金属论文; 地下论文; 围岩论文; 《防护工程》2019年9期论文;