论文部分内容阅读
摘 要：矿产资源是工农业生产和社会经济发展必不可少的物质基础，是社会财富的重要源泉。矿山大规模开发和利用，既给人类带来巨大的经济效益和社会效益，但对人类生存环境产生一系列的消极影响。本文主要介绍了填充采矿法这项技术的发展现状以及未来发展前景。填充采矿法具有安全、回采率高、对地表生态环境破坏较小等优点，适用于开采围岩不稳固的矿体。
关键词：充填采矿法 安全 效益
随着回采工作的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法称为充填采矿法。充填采矿法在我国经历经历了四个阶段：第一阶段为20世纪50年代适用的是干式充填法；第二阶段为20世纪60、70年代以分级尾砂、河砂、风砂、碎石等为集料的水砂充填和胶结充填；第三阶段为20世纪80年发展起来的全尾砂高浓度胶结充填；20世纪90年代发展起来的膏体泵送充填工艺。充填机械化程度增高，能力增大，成本降低，使用的范围也越来越广。据有关数据统计在1978年全国有色金属矿山充填采矿法的使用只占9.8%，而到1984年就增长到13.7%。
贵州瓮福磷矿是国内主要的磷矿生产基地，多年来为满足国内对磷矿资源的需求，我省加大了对磷矿资源的开发和利用，本文结合贵州省瓮福集团磷矿开采中采用充填采矿法的应用现在及发展方向做了简单的介绍。
一、充填采矿法的分类
充填采矿法依据充填材料的不同可分为：干式充填法、水砂充填法、胶结充填法。
1.干式充填采矿法
干式充填采矿法用矿车，风力或其它机械输送干冲填料（如废石，砂石等）充填采空区。这种采矿法的工艺繁杂；劳动力需求大；作业成本高；采场充填时间长；矿石贫化率高；生产率低；采场充填时不能进行回采等缺点，因此国内干式充填法所占的比重逐年下降。
2.水砂充填法
利用砂浆泵或自流方式，将尾砂，冶炼场炉渣，碎石砂石等固液两相浆体输送到井下，作为充填料充填采空区。但是水砂充填工艺较为复杂（需砌筑溜矿井和人行滤水井，构筑混凝土隔墙，铺设混凝土底板等），排水费用高；充填量小；充填体强度不高；使其应用范围受到很大限制。
3.胶结充填法
胶结充填法一般采用碎石、河砂或尾砂或戈壁集料为骨料；与水泥或石灰类胶结材料经拌和形成浆体或膏体；以管道泵送或重力自流方式输送到充填区充填。胶结充填可分级尾砂充填、全尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体泵送胶结冲填、磨砂胶结充填、赤泥胶结充填、高水固化胶结充填。表1是各种胶结充填的工艺技术特征：
由于胶结充填具有强度大、速度快、工艺简单等优点，目前国内用的比较多的也是胶结充填。
填充采矿法，边采矿边填充，不破坏围岩和地表环境，是一种环境友好型采矿方法。它适用于任何地质条件的矿床开采。今年来，随着矿产资源需求增加，矿产品价格的上升，填充采矿方法开始大量应用于原来价值偏低、地理条件复杂的矿床开采，并取得了较好的安全、技术和经济效益。
二、实施要点
1.先将矿体划分为盘区，盘区内划分矿段，以矿段为回采单元；
2.实施采矿环境再造。在矿段中的顶柱部位，用传统的下向分层胶结充填法的回采分别回采1-2分层，然后用高标号的混凝土充填形成人工顶柱；在底柱部位，用浅孔落矿法回采一定高度后，用混凝土浇筑具有出矿系统的人工底柱。由于上、下盘围岩不稳固，要沿矿体走向形成切割槽，并胶结充填，构成人工间柱（或通过注浆等方式形成稳固的矿石间柱）。在回采矿段的周围最终形成一个相对稳固的受限空间.即完成“采矿环境再造”；
3.在人工顶柱中预留一定规格的小井.作为回采过程中的通风、人行井和充填采空区的充填井，在人工顶柱下面参照深孔抵抗线尺寸，形成深孔凿岩巷道硐室；
4.在下部的人工底柱中预留放矿口；在人工底柱的七部，用巷道式采矿或局部浅孔落矿法形成大量落矿的补偿空间和自由面；
5.在凿岩硐室中用深孔凿岩设备钻凿大抵抗线的下向大直径深孔，然后在阶段全高上实施球状药包下向崩矿；受限空间内节理裂隙比较发育的矿体，可以采用强制与诱导耦合的高教落矿方法进行回采，在一定条件下，甚至可以采用自然崩落；
6.大量崩落的矿石通过放矿口由铲运机运出，实施强化出矿：出矿结束后，通过人工顶柱中的充填小井下放全尾砂充填料（或低标号的混凝土）。
三、充填采矿法的发展趋势
采矿工业在提供原材料的同时也不可避免的破坏自然环境。随着矿产需求两的增加，有资源开发利用引发的环境破坏和废料排放已成为全球性的严峻问题。因此，尽量使矿山固体废料不向地面排放和采空区被有效地充填，已是亟待研究解决的重大课题。按照工业生态学的观点，解决矿山环境问题最后效的途径是将矿山废料转化为资源重新被利用。生态的充填模式就是要将矿山的各个工序作为一个系统对待，把矿山充填作为固体废料资源化的一个有效手段，实现矿山固废料排放最小化，从根本上解决矿山环境保护问题。
今年来，由于充填采矿法的回采工作应用了高效率的机械设备，充填工作实现了管路化、自动化，并广泛使用选厂尾砂作为填充料矿石损失贫化小，作业安全。特别是对于围岩和地表需要保护，地压大，有自然火灾危险，矿体形态复杂的矿床，充填采矿法的应用范围将会不断扩大。
参考文献
[1] 胡华，孙恒虎.矿山充填工艺技术的发展及 似膏体充填新技术.中国矿业，2001.10.
[2] 劉同有等.充填采矿技术与应用[M].北京： 冶金工业出版社，2001.
[3] 孙恒虎黄玉诚杨宝贵.当代胶结充填技术 [M].北京：冶金工业出版社，2002.
[4] 陈发吉，龙秀才，杨秀明.沙坝土矿磷石膏充填管网铺设于参数选择[M].化工矿物与加工，2011.2
关键词：充填采矿法 安全 效益
随着回采工作的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法称为充填采矿法。充填采矿法在我国经历经历了四个阶段：第一阶段为20世纪50年代适用的是干式充填法；第二阶段为20世纪60、70年代以分级尾砂、河砂、风砂、碎石等为集料的水砂充填和胶结充填；第三阶段为20世纪80年发展起来的全尾砂高浓度胶结充填；20世纪90年代发展起来的膏体泵送充填工艺。充填机械化程度增高，能力增大，成本降低，使用的范围也越来越广。据有关数据统计在1978年全国有色金属矿山充填采矿法的使用只占9.8%，而到1984年就增长到13.7%。
贵州瓮福磷矿是国内主要的磷矿生产基地，多年来为满足国内对磷矿资源的需求，我省加大了对磷矿资源的开发和利用，本文结合贵州省瓮福集团磷矿开采中采用充填采矿法的应用现在及发展方向做了简单的介绍。
一、充填采矿法的分类
充填采矿法依据充填材料的不同可分为：干式充填法、水砂充填法、胶结充填法。
1.干式充填采矿法
干式充填采矿法用矿车，风力或其它机械输送干冲填料（如废石，砂石等）充填采空区。这种采矿法的工艺繁杂；劳动力需求大；作业成本高；采场充填时间长；矿石贫化率高；生产率低；采场充填时不能进行回采等缺点，因此国内干式充填法所占的比重逐年下降。
2.水砂充填法
利用砂浆泵或自流方式，将尾砂，冶炼场炉渣，碎石砂石等固液两相浆体输送到井下，作为充填料充填采空区。但是水砂充填工艺较为复杂（需砌筑溜矿井和人行滤水井，构筑混凝土隔墙，铺设混凝土底板等），排水费用高；充填量小；充填体强度不高；使其应用范围受到很大限制。
3.胶结充填法
胶结充填法一般采用碎石、河砂或尾砂或戈壁集料为骨料；与水泥或石灰类胶结材料经拌和形成浆体或膏体；以管道泵送或重力自流方式输送到充填区充填。胶结充填可分级尾砂充填、全尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体泵送胶结冲填、磨砂胶结充填、赤泥胶结充填、高水固化胶结充填。表1是各种胶结充填的工艺技术特征：
由于胶结充填具有强度大、速度快、工艺简单等优点，目前国内用的比较多的也是胶结充填。
填充采矿法，边采矿边填充，不破坏围岩和地表环境，是一种环境友好型采矿方法。它适用于任何地质条件的矿床开采。今年来，随着矿产资源需求增加，矿产品价格的上升，填充采矿方法开始大量应用于原来价值偏低、地理条件复杂的矿床开采，并取得了较好的安全、技术和经济效益。
二、实施要点
1.先将矿体划分为盘区，盘区内划分矿段，以矿段为回采单元；
2.实施采矿环境再造。在矿段中的顶柱部位，用传统的下向分层胶结充填法的回采分别回采1-2分层，然后用高标号的混凝土充填形成人工顶柱；在底柱部位，用浅孔落矿法回采一定高度后，用混凝土浇筑具有出矿系统的人工底柱。由于上、下盘围岩不稳固，要沿矿体走向形成切割槽，并胶结充填，构成人工间柱（或通过注浆等方式形成稳固的矿石间柱）。在回采矿段的周围最终形成一个相对稳固的受限空间.即完成“采矿环境再造”；
3.在人工顶柱中预留一定规格的小井.作为回采过程中的通风、人行井和充填采空区的充填井，在人工顶柱下面参照深孔抵抗线尺寸，形成深孔凿岩巷道硐室；
4.在下部的人工底柱中预留放矿口；在人工底柱的七部，用巷道式采矿或局部浅孔落矿法形成大量落矿的补偿空间和自由面；
5.在凿岩硐室中用深孔凿岩设备钻凿大抵抗线的下向大直径深孔，然后在阶段全高上实施球状药包下向崩矿；受限空间内节理裂隙比较发育的矿体，可以采用强制与诱导耦合的高教落矿方法进行回采，在一定条件下，甚至可以采用自然崩落；
6.大量崩落的矿石通过放矿口由铲运机运出，实施强化出矿：出矿结束后，通过人工顶柱中的充填小井下放全尾砂充填料（或低标号的混凝土）。
三、充填采矿法的发展趋势
采矿工业在提供原材料的同时也不可避免的破坏自然环境。随着矿产需求两的增加，有资源开发利用引发的环境破坏和废料排放已成为全球性的严峻问题。因此，尽量使矿山固体废料不向地面排放和采空区被有效地充填，已是亟待研究解决的重大课题。按照工业生态学的观点，解决矿山环境问题最后效的途径是将矿山废料转化为资源重新被利用。生态的充填模式就是要将矿山的各个工序作为一个系统对待，把矿山充填作为固体废料资源化的一个有效手段，实现矿山固废料排放最小化，从根本上解决矿山环境保护问题。
今年来，由于充填采矿法的回采工作应用了高效率的机械设备，充填工作实现了管路化、自动化，并广泛使用选厂尾砂作为填充料矿石损失贫化小，作业安全。特别是对于围岩和地表需要保护，地压大，有自然火灾危险，矿体形态复杂的矿床，充填采矿法的应用范围将会不断扩大。
参考文献
[1] 胡华，孙恒虎.矿山充填工艺技术的发展及 似膏体充填新技术.中国矿业，2001.10.
[2] 劉同有等.充填采矿技术与应用[M].北京： 冶金工业出版社，2001.
[3] 孙恒虎黄玉诚杨宝贵.当代胶结充填技术 [M].北京：冶金工业出版社，2002.
[4] 陈发吉，龙秀才，杨秀明.沙坝土矿磷石膏充填管网铺设于参数选择[M].化工矿物与加工，2011.2