从安全评价角度看充填采矿法在非煤矿山中的应用与发展前景

【摘 要】在非煤矿山行业高速发展的今天，国家对矿产的需求量也与日俱增。采矿业的地位也显得十分重要，尤其是开采条件复杂的矿山，很多方面的问题都会引发关注，采矿工程具备很多特点，综合其安全规范的要求，对于充填采矿法的现状以及发展前景进行探讨。

【关键词】非煤矿山；充填法；前景

一、充填采矿法应用现状

笔者是一名安全评价工作者，主要从事非煤矿山的安全评价工作，因此，从评价角度分析一下充填采矿法在非煤矿山中的应用现状与前景。

我国矿山充填采矿有着悠久的历史，仅以1949年以来半个世纪的充填采矿技术的发展情况就可以说明这一点，但我国2000年前应用充填采矿方法的矿山主要为大型矿山，受资源条件限制，大型的、便于开采的矿物资源开采的程度较大，因此，余下不少开采技术条件较差、开采成本高的矿产资源未开采，为多大水矿山。我国金属矿山大水矿床的地下开采现状见表1。

从上表中可知，我国部分大水矿床多采用充填采矿法进行开采矿床，以保证地下开采安全，而使用崩落及空场法的安全性较差，必须采取充填法回采矿石，才能确保安全。

近些年，由于矿产品价格节节高升，加之国家政策调整，许多小型矿山进行资源整合，并由有实力的企业进行开采，因此，开采成本相对较高的充填采矿法也逐渐多了起来。目前，笔者接触的应用充填法开采的矿床主要为地表有湖泊、江河、常年性河流（无法改道）、村庄、公路、风景区等需要保护对象以及深井矿山（矿山地压突出）。目前，采用充填采矿法进行回采的矿种由原来的金矿、钼矿扩展到目前的铜矿、铁矿、铜锌矿等。

虽然充填采矿法在常规条件下存在工艺复杂、效率较低和成本偏高等缺点，但是，如果因地制宜，方案选择合理，实际应用得当，科学管理水平较高，人员素质较好，尤其是目前我国实行“安全生产，预防为主，综合治理”的安全生产方针的条件下，充填采矿法也将得到广泛应用。

充填材料分为干式、水砂及胶结充填材料三种。目前，应用最多的充填方法为全尾砂胶结充填，该方法不仅成本低，充填料来源可靠，且充填工艺成熟，为近些年来非煤矿山首选的充填采矿法。笔者接触的近年来采用充填法的矿山有辽宁金凤黄金矿业公司、丹东万宝源钼矿、山西峨口铁矿、营口五矿（铁矿）、西鞍山铁矿、思山岭铁矿等，大多数为全尾砂胶结充填，在地表设充填站，充填料来源为选矿厂产出的尾砂，经与水泥配比后，输入井下进行充填。

影响充填效果的主要因素之一就是充填体强度，目前，在我国实际生产矿山中，用灰量较高，灰砂比多为 1:8～1:10。在国外可见水泥含量低的尾砂胶结充填，灰砂比达1:20～1:30。充填体强度与水泥、砂和水的配比以及养护时间密切相关。胶结充填的浓度对充填体积强度影响较大，浓度较低时，产生严重水泥离析，使充分填体强度大为下降。充填浓度超过68～70%时，水泥离析基本消失。而笔者接触的矿山采用充填法明的充填料浓度在65%以上，多数采用是70%，充填工艺的成熟技术使高浓度的充填料成本大大降低，同时也保证了充填效果。

采场浇底、接顶，其充填砂浆灰砂比为1:4，充填体强度可达到3～4MPa；若回采的矿房，其充填砂浆灰砂比为1:10，充填体强度可达到2MPa；若回采的矿柱，其充填砂浆灰砂比为1:40，充填体强度可达到1MPa左右。

此外，充填体接顶问题也是充填效果的主要因素，目前，在实际生产过程中，采用二次或多次接顶，以保证充填效果。

充填倍线是明确充填系统是否经济合理的主要因素，充填倍线N＜5～8，尾矿及细砂胶结充填自流输送，能够保证高浓度充填料自流要求，目前，大多数矿山的充填倍线能够保证在5～8之间，但一些大型矿山，由于其开采系统复杂，造成其最大充填倍线大于10以上，必须设置加压泵进行增压，增加了充填的成本。因此，对于大型的复杂矿山，应合理的设计充填工艺，确定最合理的充填倍线。

在矿山生产中，充填管道的选择依赖于矿山采用的充填材料、管路的压力、料浆对管道的磨损情况、充填能力、系统服务年限等因素，同时管道的额定强度必须在系统提供的最大静压头之内。目前矿山充填管选矿用树脂管聚氯乙稀管和普通无缝钢管两类，以达到节省矿山的基建费用、延长系统使用寿命的目的。

二、充填采矿法的发展前景

使用充填采矿法，不仅解决了矿山采空区地压，控制了地表沉降，还可以确保地下隔水层不受破坏，避免因地下开采形成的陷落与地表水体连通并形成导水通道，同时对表地的生态环境的破坏也非常小。此外，充填法也是深井矿山首选的采矿方法，可以有效的控制矿山地压危害。可见，充填法是未来开采条件复杂的非煤矿山的主要采矿方法之一，也是非煤矿山采矿方法的发展趋势。充填法的发展方向为低成本、效果好、效率高、工艺先进、废物利用、环保等方综合面。

三、结束语

采用正确的采矿方法，对于开采条件复杂的矿山来说十分重要，是解决一系列难题，采矿管理中所却在的缺陷不断的完善，研究出一条采矿模式的最好管理路径，建立起良好的管理体系，需找出可持续发展的平衡点，使得不可再生资源得到合理的利用，是人们在日后工作中急需要解决的问题。