王志強(qiáng)

（開灤集團(tuán)荊各莊礦業(yè)分公司 河北唐山 063000）

試論現(xiàn)代采礦理念與充填采礦

王志強(qiáng)

（開灤集團(tuán)荊各莊礦業(yè)分公司 河北唐山 063000）

采礦過程中，應(yīng)用傳統(tǒng)采礦理念會(huì)給自然環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，同時(shí)資源浪費(fèi)現(xiàn)象也非常普遍，可是現(xiàn)代采礦理念就可以對(duì)傳統(tǒng)采礦缺陷進(jìn)行有效的彌補(bǔ)，特別是現(xiàn)代充填采礦技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)有效改善環(huán)境以及提升自然資源實(shí)際利用率具有非常大的促進(jìn)作用，充填采礦技術(shù)既能消除采動(dòng)造成的地表下沉現(xiàn)象，同時(shí)可以對(duì)采礦應(yīng)力環(huán)境進(jìn)行改善。本文主要對(duì)現(xiàn)代采礦理念以及充填采礦技術(shù)進(jìn)行分析，提出筆者的思考和建議，僅供參考。

現(xiàn)代采礦理念；充填采礦；應(yīng)用

我國(guó)屬于礦產(chǎn)資源大國(guó)，并且現(xiàn)階段我國(guó)正處于高速發(fā)展階段，社會(huì)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域礦產(chǎn)資源需求量越來越大。以前采用的傳統(tǒng)采礦模式一般沒有重視自然環(huán)境的保護(hù)，所以實(shí)際開發(fā)礦產(chǎn)資源的過程中給環(huán)境帶來了很大的破壞，我國(guó)想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，就應(yīng)該對(duì)環(huán)境污染、破壞進(jìn)行有效的防治。在該發(fā)展背景下，綠色采礦理念就應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)是現(xiàn)代采礦工作中的一個(gè)核心理念?，F(xiàn)代采礦理念的正確引導(dǎo)產(chǎn)生了各種新的安全、綠色以及有效采礦技術(shù)，其中就包含有填充采礦技術(shù)，并且得到了普遍應(yīng)用。

1 現(xiàn)代采礦理念

和傳統(tǒng)采礦進(jìn)行比較，現(xiàn)代采礦理念明顯有很大的不同，主要體現(xiàn)在下列方面：

（1）對(duì)于傳統(tǒng)采礦理念，其比較重視所獲得的經(jīng)濟(jì)效益，持有先污染再進(jìn)行治理的態(tài)度，可是現(xiàn)代采礦理念兼顧經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益[1]。此外，傳統(tǒng)采礦操作造成的很多固體廢棄物給地表帶來的污染都很難有效治理，地下出現(xiàn)大量采空區(qū)使得地表產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，造成的負(fù)面影響非常嚴(yán)重?？墒乾F(xiàn)代采礦理念注重的主要是綠色采礦，實(shí)際開采過程中采取相應(yīng)的手段盡量在污染萌芽時(shí)期就通過最小代價(jià)有效處理掉。

（2）傳統(tǒng)開采缺乏安全性，可是現(xiàn)代采礦理念包含有以人為本以及創(chuàng)新安保理念[2]。傳統(tǒng)開采過程中，對(duì)于操作安全性，一般主要應(yīng)用了傳統(tǒng)保護(hù)措施，同時(shí)又在保護(hù)措施所具有的經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)際安全保障能力上有所偏移，部分采礦企業(yè)甚至秉持聽天由命的開采態(tài)度，通過傳統(tǒng)安保措施來開展基礎(chǔ)工作，對(duì)安全事故的不要出現(xiàn)存在僥幸心理，而且未對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)以及間接相關(guān)因素進(jìn)行充分的考慮。而現(xiàn)代采礦理念主要追求的是不斷完善以及綠色安全開采，對(duì)安保技術(shù)以及相關(guān)管理工作進(jìn)行不斷的更新和改善，圖1為煤礦綠色開采具體技術(shù)框架。

圖1

（3）傳統(tǒng)開采理念采用的是粗放式低效開采模式，可是現(xiàn)代采礦理念更加重視高效利用以及資源回收。相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，現(xiàn)階段，我國(guó)主要九種不同有色金屬實(shí)際采選冶過程中的綜合回收利用率大約為70%，和國(guó)外先進(jìn)水平進(jìn)行比較大約少二十個(gè)百分點(diǎn)[3]。大部分有色金屬以及稀土礦產(chǎn)等都屬于共生或者是伴生礦脈，可是傳統(tǒng)開采理念比較重視的是礦產(chǎn)資源的利用，其中伴生資源實(shí)際利用率非常低。在現(xiàn)代采礦具體高效利用理念廣泛推廣的今天，很多礦業(yè)、企業(yè)慢慢開始注重綜合利用不同礦產(chǎn)資源，同時(shí)引進(jìn)并且應(yīng)用新開采技術(shù)。

2 填充采礦技術(shù)概述以及其廣泛應(yīng)用的主要原因

2.1 填充采礦技術(shù)

一般充填體能夠支撐圍巖，有效控制采場(chǎng)地壓，并且可以阻止采后采空區(qū)圍巖遭到破壞以及發(fā)生移動(dòng)，而充填法具有的突出特征就是充填工序?qū)儆诨靥罟ば蚪M成部分。采礦時(shí)，能夠利用充填體代替礦柱，從而減少礦石損失以及發(fā)生的貧化，一般廣泛應(yīng)用在有色金屬、貴金屬以及和核礦山開采過程中[4]。具體應(yīng)用條件為：圍巖缺乏穩(wěn)固性或者是有色金屬富礦、稀有金屬以及貴金屬礦床中的圍巖以及礦石都缺乏穩(wěn)固性。目前，充填系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提升、采用無軌設(shè)備和應(yīng)用高分層落礦等先進(jìn)技術(shù)有效減少了采礦成本，并且增強(qiáng)了采場(chǎng)生產(chǎn)能力和開采效率，部分礦山和現(xiàn)場(chǎng)圍巖穩(wěn)固性比較強(qiáng)的礦山也能夠應(yīng)用充填法。

2.2 廣泛應(yīng)用主要原因

①充填體可以對(duì)采場(chǎng)地壓進(jìn)行有效的控制，并且支撐圍巖，降低采空區(qū)圍巖遭到破壞以及移動(dòng)出現(xiàn)概率。②能使原巖應(yīng)力場(chǎng)更加平衡。不斷延伸礦床開采以及擴(kuò)大采場(chǎng)范圍不都會(huì)提升深部礦井地壓，同時(shí)還會(huì)使得采場(chǎng)產(chǎn)生應(yīng)力不平衡問題，從而埋下了潛在危害。如果對(duì)深部礦井區(qū)應(yīng)用這種充填采礦技術(shù)，能夠達(dá)到有效傳遞以及調(diào)整采場(chǎng)應(yīng)力的目的，讓原巖應(yīng)力場(chǎng)保持平衡，同時(shí)將潛在危害有效處理掉，對(duì)增強(qiáng)采礦作業(yè)環(huán)境安全性非常有利。③機(jī)械化進(jìn)行采礦。在開鑿礦體的時(shí)候有效使用鑿巖臺(tái)車，并且出礦過程中應(yīng)用鏟運(yùn)機(jī)，在錨桿機(jī)上設(shè)置錨索護(hù)頂以及錨桿等，現(xiàn)在提升了采礦效率。此外膠凝材料的應(yīng)用代替了水泥，顯著提高了充填強(qiáng)度，同時(shí)普遍應(yīng)用自動(dòng)化以及輸送管路化等先進(jìn)技術(shù)，減少了采礦成本投入。④充填采礦技術(shù)主要特點(diǎn)為：礦石回采率非常高以及貧化率不高等，這一技術(shù)既能夠增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以降低環(huán)境破壞率，從而提升采礦工作效率以及安全性。

3 充填采礦技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題和具體解決措施

3.1 對(duì)充填采礦技術(shù)進(jìn)行改善

礦產(chǎn)企業(yè)一般按照礦山特點(diǎn)選擇確定比較合理的充填技術(shù)開展采礦石工作，能夠符合采礦作業(yè)以及時(shí)代發(fā)展具體要求。現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展中，所采用的采礦技術(shù)會(huì)對(duì)企業(yè)有效生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)生直接的影響，使得礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生各種問題。同時(shí)如果沒有合理設(shè)計(jì)具體采礦區(qū)形狀，就會(huì)嚴(yán)重影響到充填作業(yè)的開展、礦石開采和實(shí)際充填質(zhì)量，如果沒有及時(shí)處理這些問題，就會(huì)對(duì)開采效率以及質(zhì)量造成影響。因此，實(shí)際開采前，需要針對(duì)上述問題，制定具體解決方案，同時(shí)充分收集、了解以及分析礦山相關(guān)數(shù)據(jù)，從而合理編寫采礦區(qū)具體設(shè)計(jì)方案，采用和該礦區(qū)環(huán)境以及實(shí)際地質(zhì)特點(diǎn)比較適合的充填工藝。除此之外，充填材料屬于采礦作業(yè)有效開展的物質(zhì)條件以及開采關(guān)鍵，其質(zhì)量會(huì)對(duì)充填技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，就算采用的技術(shù)非常先進(jìn)也很難解決材料造成的影響，因此應(yīng)該對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。

3.2 對(duì)充填設(shè)備進(jìn)行不斷研制，從而提升實(shí)際充填效率

現(xiàn)階段，因?yàn)榈V區(qū)充填設(shè)備比較落后，所使用的充填系統(tǒng)具有比較低的自動(dòng)控制以及自動(dòng)化水平，對(duì)充填技術(shù)的有效發(fā)展造成了不良影響，同時(shí)也降低了實(shí)際充填效率以及填充質(zhì)量。因此，需要對(duì)高效填充作業(yè)以及高濃度傳輸設(shè)備進(jìn)行不斷的研制，同時(shí)通過壓排設(shè)備對(duì)各段壓力進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)堵管問題[5]。

3.3 對(duì)高強(qiáng)度充填材料進(jìn)行不斷研發(fā)

因?yàn)椴傻V區(qū)位置比較固定，采用的施工方法非常多，并且其生產(chǎn)以及結(jié)構(gòu)種類存在差異性，需要的量也不一樣。同時(shí)，充填采礦技術(shù)實(shí)際實(shí)施中存在一定復(fù)雜性，不同環(huán)節(jié)采礦作業(yè)都會(huì)應(yīng)用到該技術(shù)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科技高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)充填材料很難和現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的有效發(fā)展相適應(yīng)，尤其開展深井填充工作的時(shí)候，充填材料一定要與地底壓力以及溫度相適應(yīng)。

3.4 構(gòu)建完善的充填管理以及檢查制度

對(duì)充填工作進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，編制針對(duì)性比較強(qiáng)的解決方案來處理充填采礦技術(shù)實(shí)際實(shí)施中產(chǎn)生的問題，同時(shí)通過現(xiàn)代化檢測(cè)設(shè)備對(duì)充填區(qū)域進(jìn)行定期檢測(cè)，以此來確保充填質(zhì)量。想要確保所使用的充填材料質(zhì)量合格，就應(yīng)該在充填站應(yīng)用各種先進(jìn)電子設(shè)備以及機(jī)械。大部分充填站都建在礦區(qū)里面或者是附近區(qū)域，填充站是地表設(shè)施，同時(shí)也是生產(chǎn)充填料的關(guān)鍵場(chǎng)所，有效應(yīng)用膠結(jié)計(jì)量、閥、泵以及流量計(jì)等裝置，通過電子控制方式進(jìn)行控制，能夠有效提升材料生產(chǎn)效率。

4 結(jié)束語

在我國(guó)社會(huì)科技不斷發(fā)展的條件下，礦產(chǎn)勘探過程中采用的方法也越來越多，并且找礦技術(shù)更加復(fù)雜，可是實(shí)際操作卻相對(duì)較簡(jiǎn)單，采礦中涉及到的不同學(xué)科也更加廣泛?，F(xiàn)代采礦理念的出現(xiàn)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)理念所具有的不足之處，尤其是填充采礦技術(shù)，能夠有效阻止采后采空區(qū)圍巖遭到破壞以及發(fā)生移動(dòng)，并且提高實(shí)際采礦效率、減少采礦成本投入以及給環(huán)境造成的污染，從而提升企業(yè)所獲得的經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益。

[1]楊春立，張國(guó)柱.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦探析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（36）：91.

[2]王秉智.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦研究淺析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（13）：772.

[3]胡啟勇.對(duì)現(xiàn)代采礦理念與充填采礦法的分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（3）：32～33.

[4]陳偶，喬登攀，張國(guó)龍，等.現(xiàn)代礦山充填采礦法淺析[J].礦冶，2013，22（3）：30～32，35.

[5]劉廷成.淺談現(xiàn)代煤礦采礦理念與充填采礦[J].科技與創(chuàng)新，2015（5）：93～94.

TD803

A

1004-7344（2016）03-0163-02

2016-1-12

王志強(qiáng)（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事安全、生產(chǎn)、技術(shù)管理工作。