对充填采矿技术应用的讨论.pdfVIP

对充填采矿技术应用的讨论 何正义 贵州林东煤业发展有限责任公司黄家庄煤矿 摘 要：随着现有探明的矿产资源不断消耗，采矿向深部发展，地温地压不断增 加，环境保护的日趋严格，充填采矿技术的优势凸现。本文讲述了充填采矿的发 展现状历程与成功应用的经验，并对对矿山充填采矿技术发展趋势和所应解决关 键技术问题进行了评述。 :: 关键词:: 充填采矿；技术；环境保护 与其他采矿方法相比，充填采矿法有提高矿石回采率、减少矿石贫化率、充 分利用现有资源、有效地控制地压和地表塌陷、优化矿区周围环境、防止内因火 灾和“三下开采”等显著特点。而且充填采矿在改进和完善现有技术的基础上， 又有新的进步，在充填料制备、输送技术、充填材料开发和充填回采工艺技术等 方面均有了长足的发展，加之井下无轨自行设备的广泛应用，充填采矿目前已成 为一种高效的开采方法。 111 充填采矿技术应用现状1 中国的充填技术经历了废石干式充填、分级尾砂水力充填、碎石水力充填、 混凝土胶结充填、磨砂胶结充填、分级尾砂或天然砂充填、废石胶结充填、全尾 砂胶结充填、赤泥胶结充填和膏体充填的发展过程。但中国矿山数量多，开发与 应用的充填工艺与技术类型多，尤其是近十余年来，在新的充填技术的研究开发 和推广应用方面均取得了长足的进步。综合起来，中国的充填采矿技术发展大体 分以下几个阶段。 第一阶段是20世纪50年代、60年代，均是以处理废弃物为目的的废石干式充 填工艺。1955 年废石干式充填在有色金属矿产地下开采占38.2% ，在黑色金属 矿床地下开采中竟达到了54.8%。但废石干式充填因其效率低、生产能力小和劳 动强度大，满足不了采矿工业的发展，国内干式充填采矿所占比重逐年下降，几 乎处于被淘汰的地位。 第二阶段是20世纪70年代、80年代, 开始应用尾砂胶结充填技术，由于非胶 结充填体无自立能力，难以满足采矿工艺高回采率和低贫化率的需要，所以在水 砂充填工艺得以发展并推广应用后，开始采用胶结充填技术。20世纪70年代细砂 胶结充填在广东凡口铅锌矿、山东招远金矿和焦家金矿等矿山得以应用。这一时 期的细砂胶结充填料主要以尾砂、天然砂和棒磨砂等作为充填集料，胶结剂为水 泥。目前，以分级尾砂、天然砂和棒磨砂等材料作为集料的细砂胶结充填工艺与 技术日臻成熟, 并已在广东凡口铅锌矿、甘肃小铁山铅锌矿、南京铅锌银矿、江 西铜业集团公司武山铜矿、安徽铜都铜业安庆铜矿、金川二矿、湖北鸡冠嘴金矿、 山东招远金矿等20 几座矿山应用。其中湖北鸡冠嘴金矿用江砂充填，山东招远 金矿用海砂加尾砂充填，金川二矿用棒磨砂充填，其他均为分级尾砂充填。 第三阶段是20世纪90 年代以来，随着采矿工业的发展，原充填工艺已不能满 足回采工艺的要求和进一步降低采矿成本或环境保护的需要。因而发展了高浓度 充填、膏体充填、废石胶结充填和全尾砂胶结充填等新技术。 222 充填采矿技术优势及存在问题分析2 2. 1 充填采矿技术优势 矿山充填采矿法之所以得到广泛的应用，所占的比重日益增加，综合起来其 原因有下列几点。 (1)充填体可以控制采场地压，支撑围岩， 减少、延缓和阻止采后空区围岩 的破坏和移动。有利于开采深部矿床，水下建筑物下和构筑物下的矿床，以及有 自燃倾向的矿床。 ( 2)矿石回采率高，贫化率低，采选综合经济效益好，并可减少地面尾矿坝 占地面积；开采地面需要保护的矿床，使用充填采矿法可保护地面不发生陷落; 充填采矿法开采有自燃倾向的矿床，可有效地防止火灾的发生。 ( 3)开采作业机械化，采用凿岩台车凿岩，铲运机出矿，锚杆机安装锚杆、 锚索护顶等，使充填采矿法成为高效率的采矿方法；大力开展了充填理论的研究, 推广了充填料输送管路化, 充填过程自动化, 研发了代替水泥的胶凝材料, 采 用高浓度均质流的浆体输送, 从而使充填体强度提高, 成本下降。 ( 4)深部充填采矿技术, 随着矿床开采的不断延伸, 采场范围扩大, 地压增 高, 尤其是高地应力矿区,不仅采场突变失稳风险在增加, 而且潜在的危害也加 大。所以进行深部充填采矿可以解决采场不平衡应力的传递和调整, 其传递和调 整的结果, 可能导致原岩应力场再次处于平衡状态。 2. 2 充填采矿发展存在问题 从上面的原因可以看出, 充填采矿法从某些方面代表了国内外矿山发展的趋 势, 但是充填采矿的技术研究和应用方面还存在着某些问题, 下面笔者对充填 采矿发展提出一些粗浅的改进观点, 供研讨。 ( 1)创造新型采矿工艺, 保证充填质