充填采矿技术在采矿中的应用及存在的问题探讨

摘 要：当前，随着科学技术的不断发展，我国采矿技术得到了快速的更新。但是，采矿技术发展的同时，开采的深度也逐渐增大，这也就使得地表存在越来越多的“深洞”，其不仅影响到生态环境，还会带来较大的安全隐患。在此背景下，填充采矿技术应运而生。文章主要针对充填采矿技术在采矿中的应用及存在的问题做了具体探讨。

关键词：充填采矿技术；应用；问题

中图分类号：TD79 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0067-02

1 充填采矿技术及其特征分析

充填采矿技术属于人工支护采矿技术中的一种，其被广泛用于贵金属、有色金属、稀有金属的开采，能够有效应对围岩不稳等问题。充填采矿技术的应用，能够实现对回采工作面的及时跟进，从而不间断地输送充填材料，有效防止地表沉移、围岩塌落等问题得出现，保证回采作业的顺利、安全进行。

根据实践可以发现，充填采矿技术已经成为了我国的主流矿石开采方法之一，其主要具有以下几点特征：①充填材料获取方便，来源较广，成本也较低；②充填体可有效支撑围岩、避免形变，大大提高了作业安全性；③充填体能够代替矿柱，从而实现矿石的损失、贫化的降低，节约成本；④薄矿脉、多品种矿石的开采作业中，可选别回采。

2 充填采矿技术在采矿中的应用

2.1 充填采矿技术类型

2.1.1 上向分层充填技术

上向分层充填技术即为严格按照垂直高度对矿块进行划分，划分标准可以是水平的，也可以是倾斜的，但必须遵循从下往上的回采顺序。特别是在采完一个分层时，应及时地做好充填工作，并在充填体内顺路布设放矿溜井与行人天井，其也具有一定的泄水作用。上向分层充填技术适用于围岩稳定性差，但是矿石十分稳固的矿体，若是在实际应用中遭遇围岩与矿石稳定性均较差的现象，则可以采取微倾斜进路回采的方式，其倾角应控制在7～10 °之间，从而保证水力充填或是交接充填的材料可以实现自流接顶；若是矿石处于中等稳固的状态，则也可以通过锚杆，对顶板矿石进行加固处理。

2.1.2 下向分层充填技术

下向分层充填技术属于回采矿柱的方法，其主要适用围岩和矿石稳定性均十分差的矿体。下向分层充填的施工顺序是从上往下的，其在回采过程中，需水平或是倾斜分层布置，倾斜的角度应保持在10～15 °之间，顶、底柱均不保留。在整个的回采过程中，需做好溜井、充填、行人天井的设置工作，利用溜井将矿石运至下部的运输巷道；利用充填天井将上部运输巷道中的充填材料运到采场。

2.1.3 削壁充填技术

削壁充填技术适用于薄、极薄矿层，其有利于降低贫化率。削壁充填技术的实际应用过程中，需要崩落上、下盘围岩，从而保证回采工业面安全。通常情况下，围岩和矿石是分次崩下的，并将崩落的围岩作为充填材料充分利用。值得注意的是，为了避免矿粉混杂在充填材料内，必须在崩矿之前做好相应的防护措施，即在充填物上铺设隔离物。此外，围岩的崩落量需要适度，可以填满采空区即可。

2.1.4 方框支架充填技术

方框支架充填技术主要适用于矿石、围岩稳定性均较差，不规则、高价的矿体，其抓哟是利用方框支架、充填料支撑采空区，确保回采作业的安全。在实际作业过程中，崩落的矿石的体积应与方框体积一样（大约是1.5 m×1.5 m×2 m），注意需及时布置方框支护顶板，并在方框中填充充填材料。溜井、行人通风天井均布置在方框内，矿石可进行手选，废石直接作为填充料使用。

2.2 充填系统的实际应用流程

在应用充填采矿技术时，主要的充填材料共有四种，其分别是水泥、粉煤灰、尾纱及水。充填的流程如下所示：①把尾砂放入沉淀池做沉淀处理，并利用天车供给料斗，利用料斗下的振动给料机向皮带机输送，最终到达强力搅拌机，皮带机中具有动态称重传感器，其能够实现动态称重，并输送至中央控制室记录；②水泥、粉煤灰需要分别利用水泥仓下螺旋输送机、粉煤灰仓下螺旋输送机进行输送，同样到达强力搅拌机内。螺旋输送机也会将相应的重量数据传送给中央控制室进行记录，供水系统则是在通过电磁流量计进行计量之后，把水输送给强力搅拌机；③所有的材料到达强力搅拌机之后，经过混合得到高浓度浆液，并开展活化搅拌工作，输送到充填工业泵料斗之中，然后利用工业泵输送到工作面，开展充填工作。

3 充填采矿技术在采矿中存在的问题及其解决方法

3.1 施工难度大

充填采矿技术的应施工难度较大，例如，在采用分层充填采矿技术时，其整个施工工序十分复杂，主要有凿岩爆破、出矿、充填以及护顶等，在一个循环完成之后，方可进入下一层的施工，因此施工效率并不高，矿块生产能力较低，而成本较高。此外，在传统的分层充填采矿过程中，必须要预留大量矿柱，从而提高矿体上、下盘以及采场顶板的稳定性。但是，在回采作业过程中，因为地压破坏、爆破损伤等，导致矿柱安全性降低，不利于后期回收。同时，因为充填中接顶不好等问题，导致矿山开采不够安全。对于上述等问题，必须做好一些技术革新工作。

3.2 充填成本高

通常情况下，矿山的充填费用在采矿直接费用占的比例大约能够达到20%～40%。所以，在实际开采作业中，应充分考虑成本问题，充分使用废石进行充填。一方面，做好采切设计，从而保证确保废石利用率；另一方面，需做好管理工作，充分重视废石充填工作。此外，在对充填体进行脱水之后，需利用泵站打回高水池进行循环利用，从而降低用水成本。

3.3 间矿柱回采困难

因为目前我国使用充填采矿技术的矿山中，存在大量顶底柱未进行开采，对此，应建造相应的人工底柱，替代矿石底柱。在实际回采作业中，应遵循“强采强出、偶数采场先采”的方式进行开采，超前基数采场需超过两个分层，进行间隔回采，注意在充填前，需提高品位较高点、间柱的回收率。在回收完顶柱后，可适当采取人工接顶、砂泉加压接顶等措施，具体需根据实际而定。

3.4 采场顶板管理难度大

在矿山的开采过程中，难免会遭遇围岩不稳等问题，对此必然会导致工作面顶板管理难度大大增加。当岩石构造相同时，工作面顶板暴露的时间越长，则顶板冒落等事故出现率越高。因此，尽可能地减少顶板暴露时间，必须合理控制采场一个作业循环时间，做好顶板石处理；此外，除了可以在进行充填施工之前增加2～3个点柱，还可以将低品位矿体作为点柱，或通过锚杆对不稳定区域进行加固处理。

4 结 语

总而言之，充填采矿技术凭借着其作业效率高、安全性高等优势，得到了十分广泛的应用。根据矿山实际情况，充填采矿技术的应用方法也各有不同，例如，上向分层充填技术、下向分层充填技术、削壁充填技术以及方框支架充填技术等等。在实际矿山开采中，为了不断提高开采效率、降低成本，应完善充填采矿工艺，克服困难，最终实现矿山生产效益的有效提高。

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