崔东刚

摘 要："十三五"规划的宏伟蓝图已呈现在国人面前，在全面建成小康社会的冲刺期，国民经济对矿产资源的需求势必愈发增加，这在较大程度上给矿产资源的开采提出了更高要求。本文重要探讨地下矿山充填采矿技术的若干要领和方略，以期为今后的地下矿山开采工作提供系统的参考依据。

关键词：充填采矿；地下矿山；矿山开采；资源开发；采富保贫

前言：

我国的充填采矿技术种类丰富、发展历史较为久远，并拥有诸多优势。充填采矿技术可显著提升采矿效率，最大化地降低采矿活动对周边生态环境的损害和影响，值得在采矿领域大力推广和应用。

一、地下矿山充填采矿技术的优势

1.“采富保贫”，避免对矿产资源构成损害

如今，充填采矿技术可在急性倾斜矿体、迟缓性倾斜矿体、水平矿体以及分枝复合型矿体中应用，尤其在面积、厚度较大的矿体中更能派上用场，进而显著提升了矿柱回收率，亦能收获较高的出矿品质，矿石的回收效果极为显著。充填采矿技术能够“采富保贫”，即首要开采底部富矿，这样一来，矿产资源大量耗费的势头便会得以遏制。尾矿、废渣和废石中均富含矿业研究价值较高的物质，但利用现有技术却无法回收，置于地表却很难存放长久，利用充填采矿技术即可解决这类“老大难”的问题。

2.发挥减排功效，保护矿山环境

充填采矿技术运用于采矿业的意义早已跨越了矿山资源开发的范畴。纵观全球，当前已产生了为数不多的无废料排弃的矿山。譬如在德国，格隆德锌矿便利用该技术实现了这一目标。借助浮选和重选后的全尾砂和碎石作为制备充填料的原材料，回填后便避免了尾矿直接排弃至尾料库里。毋庸讳言，开采此类矿山的首要前提是能否把较多的工业固体废弃物成功回填至地下。在今后，矿山设计和开采的首要任务便是成功处置好工业固体废弃料，这亦是防范矿山开采周边区域生态污染和环境破坏的最佳策略。

3.避免地表形变和下沉

运用矿山充填技术快捷地充填采空区，能够按时支撑住采空区域的顶端岩层，进而抵挡和遏制围岩发生形变的势头，规避大面积、大范围位移的出现。经由充填技术在极短时间内所出现的工作面，可以赢得后续开采作业的主动权，进而减少开采充填的循环期限，整体推进采矿综合生产水平的提高。充填技术显著阻挡岩层出现大面积地位移，能更轻而易举、游刃有余地在建筑物下部、水体下方开采矿产资源，亦避免了地表受损，对于维持既有的生态环境平衡是大有裨益的。

4.回采率的提高更有效果

相较于其它类别的采矿技术，矿山充填技术无疑具有更高的回采效率，相应地，其贫化率的下降更为明显。从这个角度看，经济效益与社会效益更为理想。运用矿山充填技术能够缩小由于尾矿坝的修筑而可能产生的批量占地面积，同时，该技术具备可自燃的矿床，成功防止了火灾的出现。

二、完善矿山充填采矿技术的有效对策

1.加快运用新型填充材料，提升固化材料强度

对充填原材料品质的考察和探究是加快充填技术应用的关键。事实上，衡量充填原材料品质的具有较多的指标和依据，主要包含适度、所含固体量、容重、抗剪力、抗压程度、孔隙率等物理性质，此物理性质自身受诸多要素的制约，如骨料框架结构及所含成分、胶结材料的成分等，均在相当层面上对充填物的强度和现场采场的稳定度构成了相对强烈的冲击。进入21世纪的第二个十年，世界采矿业已把原材料基本特征的研讨列为研究的焦点。当前普遍用到的全新充填原材料包含黄磷渣、磷石膏和粉煤灰等。这些原材料的应用，极大地提升了充填物的固结速率，同时，可运用无重力的水实施排除，大幅削减了排水开销，提升了充填效率。然而，该类原材料要耗费高昂的成本，在应用时亦会不可避免地遭受风化、脱水等物理作用的侵袭，致使固有的强度每况愈下。所以，尽管优势明显、应用前景乐观，但仍需进一步展开后续研究和技术漏洞的补救。

2.健全充填站相关控制制度

在矿山充填技术投入和应用全面发力的今天，要严格落实充填站控制制度，搞好定期采样工作，积极利用充填站所配备的电子装备及器械装置，为矿山开采提供各类充填原材料。一般而言，这类充填站大都属地表设施，通常建于矿山选矿企业及其周边区域，有助于选矿企业向充填站提供制备充填原料所需要的各种物质及组成成分。充填站的设计大同小异，但为了确保充填原材料的高品质必须精准管理、科学施策、压实各方责任、层层传导压力，要推行电子操控流量计、阀、泵等各种计量设备，进而为充填站的技术控制注入源源不竭的正能量，逐步织密充填站技术控制的网络。

3.加大对采矿工艺的创新力度

充填采矿技术要立足于矿山的地表地貌特征，做好矿床开采的技术准备工作，积极提出和创造若干同采矿技术密切关联的新型工艺。例如，对于那些厚度、面积相对较大而矿岩又相对牢靠的礦体，可借助中深孔空场法完成开采作业，开采后空区域时运用块石胶结，抑或高水原材料加以充填，也就是说，采用持续且快捷回填的技术工艺，即能削减大量成本，提升开采速率，亦可科学处置采空区域；对于那些倾斜性较薄的矿脉，可借助废石抛掷充填区，换言之，运用高强度运矿和削壁充填两者结合的采矿办法。

4.积极运用前沿的充填设备，推动充填自动化进程

如今，为数不少的矿区可运用充填采矿技术执行矿山开采的作业任务，然而，在应用时的自动化水平往往相对低下，这在很大意义上阻碍了矿区的进展，究其根源，在于矿区开采设备性能的平稳性不达标。鉴于此，研究人员要着力补齐充填设备的技术短板和弱项，激活采矿设备研发的内生动力，培育前沿设备制造和利用的新动能。譬如盘式过滤机、真空过滤机等均是确保矿浆实现高浓度制备的良好器械装备。与此同时，技术攻关人员在改造矿浆传送设备上一刻不能松懈，特别要注重传送时可能发生管路遇堵的情形。另外，在提升开采作业自动化程度方面，施工方要增强新设备研发和应用意识，千方百计引进一批质量过关、安全可靠的自动化装备和器械，以形成自动化系统完善的较强合力，推动固化原材料充填和尾矿卸料的自动化操作全面实现。

结语：

综上所述，在生态文明建设如火如荼的今天，为确保矿产资源的绿色开采和科学保护，充填采矿技术应成为矿山开采技术的重要应用项目。同时，充填技术亦是凸显无废、少废绿色环保理念的生动体现，其应用无疑为矿山技术的研发增添了更多的获得感。

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