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【摘 要】 由于技术有限和对环境保护意识的不足在传统的矿山开采工作中，造成大量矿山肥料的产生，这对矿产资源的开发利用有着极大的影响。因此当前矿产资源开采的过程中，就要将现代化的采矿理论应用到其中，并且利用填充采矿的方法来解决矿产废料对周围环境所带来的影响，从而实现“绿色采矿”的采矿理念，以确保我国矿产开采行业的可持续发展。本文首先通过对传统采矿理念的内容和影响进行简要的介绍，其次阐述了现代化采矿理念和充填采矿工艺的相关内容。
【关键词】 现代采矿理念；充填采矿技术；绿色环保
引言：
随着经济的不断发展，社会对于资源的需求量不断增加，为了更好地尽心给资源的开挖，我们需要对采矿技术进行研究、分析。
1 国内采矿技术的现状
在我国煤炭行业的长期发展中。已经积累了较为丰富的采矿技术。而且形成了具有中国特色的采矿技术体系。特别是国内的矿山企业、高等院校及相关科研机构在采矿技术的研究中投入了更大的精力，国内现阶段应用的很多采矿技术已经处于国际领先地位，有效促进煤矿开采效率、质量与安全性的提高。综合分析国内现阶段应用的采矿技术，主要为以下几类成套技术为代表：
1.1以充填采矿技术为主线的成套技术。填充采矿技术在国内的矿山企业中得到了广泛的应用。其具有效率高、安全性强、经济性理想、技术成熟等优点。在国内现阶段的采矿技术研究工作中，以充填采矿技术为主线，对于相关的采矿技术也展开了深入的研究与实践。并已取得了较多的科研成果，对于提高我国的采矿技术水平具有积极的作用。
1.2矿山废弃空间、废弃物处理与处置相结合的采矿成套技术。在我国早期的煤矿开采中，多数地区采取粗放式的开采方式，导致矿山中留下了大面积的采空区。而且在地表堆积了大量的废弃物，如果不能对现象問题进行有效的处理，将留下较大的安全隐患。因此，在国内现阶段的采矿技术应用中，借鉴各国的成功经验和先进技术，已经构建了矿山废弃空间、废弃物处理与处置相结合的采矿成套技术。在山西、河北、内蒙古、黑龙江等主要煤炭产区已经得到广泛的应用。
1.3矿山地压监测、控制技术为主线的采矿成套技术。近年来，国内各地区频繁出现重大采矿安全事故。其根本因素是采矿技术不合理及安全管理措施不到位等，所以，国内在采矿技术的研究中更加注重地压监测与控制等先进技术的应用，并且取得了较多的科研成果，对于促进煤矿开采作业的安全性是十分重要的。
2 充填采矿技术应用现状
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。
3 广泛应用充填采矿技术的主要原因
充填采矿技术之所以得到广泛的应用，综合分析主要有以下几点原因：
（1）充填体能有效控制采场地压，对围岩起支撑作用，同时还能减少采空区围岩破坏与移动发生率。
（2）有效平衡了原岩应力场。矿床开采的延伸，采场范围不断扩大，不仅增高深部矿井地压，还导致采场出现应力不平衡现象，增加了潜在危害。在深部矿井区采用充填采矿技术，可以有效地传递和调整采场应力，使原岩应力场处于平衡状态，并解决潜在危害，有利于提高采矿作业的安全性。
（3）机械化的采矿作业。充分利用凿台岩车开凿矿体，出矿时运用铲运机，并且还在锚杆机安装了锚索护顶、锚杆等设施，以利于提高采矿效率。采矿企业加大科研资金投入，创新了胶凝材料代替水泥，增强了充填强度，并在矿区广泛采用充填过程自动化、充填料输送管路化等技术，有效降低了采矿成本。
（4）充填采矿技术具有矿石回采率高、贫化率低等特点，该技术的采用不仅可以提高经济效益，还减少了对矿区环境的破坏率，有效地提高了采矿作业的效率和安全性。
4 充填采矿技术应用发展存在的主要问题及解决对策
4.1改善充填采矿技术
矿产企业根据矿山特点选择合理的充填技术进行矿石开采，可以满足采矿作业与时代发展的要求。在当今社会发展过程中，采矿技术的选择直接影响矿产企业的生产发展，导致矿产开采工作出现各种问题。此外，采矿区形状的不合理设计，会给充填作业、矿石开采及充填质量产生严重影响，若无法采取措施解决这些问题，极易影响开采的工作效率和质量。所以，矿产企业在进行实际开采作业前，应根据这些问题有针对性地制定解决方案，对矿山的数据资料进行充分收集、掌握与分析，合理制定采矿区设计方案，并选择适宜该矿区环境和地质特点的充填工艺。充填材料是保证采矿作业顺利进行的物质条件与关键，若材料质量不合格，会影响充填技术的采用效果，即使技术先进也难以改变材料带来的质量影响，所以必须加强材料质量控制，使采矿质量与效率得到有效提高。 4.2加强充填设备研制以提高充填作业效率
目前，由于矿区充填设备落后，充填系统自动控制与自动化水平低，制约了充填技术的发展，也降低了充填作业效率和质量。所以，应加强高效充填设备与高浓度传输设备的研制，并运用压排设备有效调节和输送各段压力，以免发生堵管现象。此外，适当研制和引进自动化仪表和设备，进行自动监测與添加，有利于自动控制系统的建立，可以提高充填自动控制与自动化水平，保证充填作业的质量和效率。
4.3着力研发高强度的新型充填材料
由于采矿区位置相对固定，施工方法多样，其生产与结构类型各不相同，对于量的要求也各异，除此之外，充填采矿技术施工过程具有一定的复杂性，涉及各方面的采矿作业。随着社会经济与科技的发展，传统充填材料已难以适应新时代社会生产的发展，特别是在采矿区进行深井填充时，采用的充填材料必须适应地底压力和温度。所以，为加强采矿区的稳定性与充填材料强度，矿产企业着力研发高强度新型充填材料，有效提高材料的抗压耐温、渗水度与可压缩性。现阶段，主要采用高水材料作为充填材料，该材料不仅可以进行低浓度远距离传输，还具有快速固结、无重力排水、减少井下污染以及节约排水成本等优点。但是，由于该材料极易风化，抗震动性、冲击性、抗地应力与强度低，必须不断加强研制，以利于充填采矿技术的完善。
4.4建立健全的充填管理和检查制度
加大充填监督管理力度，对于充填采矿技术施工中出现的问题有针对性地制定解决方案，并定期使用现代化检测设备检测充填区域，可有效保证充填质量。为保证矿区生产需要的充填材料质量，必须在充填站采用先进的电子设备与机械设备。充填站大多设于矿区内或附近区域，该站属于地表设施，是制备矿区所需充填料的重要场所。在充填站材料制备流程中，需要运用阀、泵、流量计、浓度计及胶结计量等装置，这些装置目前以采用电子控制方式，显著提高了材料制备效率。
5 充填采矿的研究方向
矿山固体废料充填采矿工艺是绿色采矿的主体支撑技术。基于现时期下充填工艺技术的应用与研究现状，尾砂与废石仍然是矿山充填的主体骨料，而且尾砂排放量更大。因此，矿山应着力研究并推广尾矿干排技术。重点研究尾矿高效回填采空区大规模工程化过程中尾矿低成本浓缩技术、尾矿高浓度大泵量井下输送技术、采空区快速充填关键技术和井下充填污染控制技术。须攻克选矿尾矿不入库、连续回填采空区技术及尾矿高效回填采空区成套装备及自动控制技术。因地制宜推广现有全尾砂胶结充填采矿技术。研究开发尾矿胶结充填用低成本高效新型胶凝材料大规模生产技术、尾砂膏体一似膏体胶结充填料高效制备技术、充填料大泵量高效输送技术。须研究解决复杂采空区高效密闭技术、尾矿胶结充填料在采空区快速充填及快速固化技术。
6 结束语
随着我国矿产企业的飞速发展，矿山开采技术需要面对本质上的改革和创新，只有不断地融入新技术、新材料的使用，才能使我国采矿业不断发展，取得更大的成绩。
参考文献：
[1]周爱民.矿山废料胶结充填[M].北京：冶金工业出版礼，2007：1-20.
[2]黄铭洪.环境污染与生态修复[M].比京：科学出版社，2004.
【关键词】 现代采矿理念；充填采矿技术；绿色环保
引言：
随着经济的不断发展，社会对于资源的需求量不断增加，为了更好地尽心给资源的开挖，我们需要对采矿技术进行研究、分析。
1 国内采矿技术的现状
在我国煤炭行业的长期发展中。已经积累了较为丰富的采矿技术。而且形成了具有中国特色的采矿技术体系。特别是国内的矿山企业、高等院校及相关科研机构在采矿技术的研究中投入了更大的精力，国内现阶段应用的很多采矿技术已经处于国际领先地位，有效促进煤矿开采效率、质量与安全性的提高。综合分析国内现阶段应用的采矿技术，主要为以下几类成套技术为代表：
1.1以充填采矿技术为主线的成套技术。填充采矿技术在国内的矿山企业中得到了广泛的应用。其具有效率高、安全性强、经济性理想、技术成熟等优点。在国内现阶段的采矿技术研究工作中，以充填采矿技术为主线，对于相关的采矿技术也展开了深入的研究与实践。并已取得了较多的科研成果，对于提高我国的采矿技术水平具有积极的作用。
1.2矿山废弃空间、废弃物处理与处置相结合的采矿成套技术。在我国早期的煤矿开采中，多数地区采取粗放式的开采方式，导致矿山中留下了大面积的采空区。而且在地表堆积了大量的废弃物，如果不能对现象問题进行有效的处理，将留下较大的安全隐患。因此，在国内现阶段的采矿技术应用中，借鉴各国的成功经验和先进技术，已经构建了矿山废弃空间、废弃物处理与处置相结合的采矿成套技术。在山西、河北、内蒙古、黑龙江等主要煤炭产区已经得到广泛的应用。
1.3矿山地压监测、控制技术为主线的采矿成套技术。近年来，国内各地区频繁出现重大采矿安全事故。其根本因素是采矿技术不合理及安全管理措施不到位等，所以，国内在采矿技术的研究中更加注重地压监测与控制等先进技术的应用，并且取得了较多的科研成果，对于促进煤矿开采作业的安全性是十分重要的。
2 充填采矿技术应用现状
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。
3 广泛应用充填采矿技术的主要原因
充填采矿技术之所以得到广泛的应用，综合分析主要有以下几点原因：
（1）充填体能有效控制采场地压，对围岩起支撑作用，同时还能减少采空区围岩破坏与移动发生率。
（2）有效平衡了原岩应力场。矿床开采的延伸，采场范围不断扩大，不仅增高深部矿井地压，还导致采场出现应力不平衡现象，增加了潜在危害。在深部矿井区采用充填采矿技术，可以有效地传递和调整采场应力，使原岩应力场处于平衡状态，并解决潜在危害，有利于提高采矿作业的安全性。
（3）机械化的采矿作业。充分利用凿台岩车开凿矿体，出矿时运用铲运机，并且还在锚杆机安装了锚索护顶、锚杆等设施，以利于提高采矿效率。采矿企业加大科研资金投入，创新了胶凝材料代替水泥，增强了充填强度，并在矿区广泛采用充填过程自动化、充填料输送管路化等技术，有效降低了采矿成本。
（4）充填采矿技术具有矿石回采率高、贫化率低等特点，该技术的采用不仅可以提高经济效益，还减少了对矿区环境的破坏率，有效地提高了采矿作业的效率和安全性。
4 充填采矿技术应用发展存在的主要问题及解决对策
4.1改善充填采矿技术
矿产企业根据矿山特点选择合理的充填技术进行矿石开采，可以满足采矿作业与时代发展的要求。在当今社会发展过程中，采矿技术的选择直接影响矿产企业的生产发展，导致矿产开采工作出现各种问题。此外，采矿区形状的不合理设计，会给充填作业、矿石开采及充填质量产生严重影响，若无法采取措施解决这些问题，极易影响开采的工作效率和质量。所以，矿产企业在进行实际开采作业前，应根据这些问题有针对性地制定解决方案，对矿山的数据资料进行充分收集、掌握与分析，合理制定采矿区设计方案，并选择适宜该矿区环境和地质特点的充填工艺。充填材料是保证采矿作业顺利进行的物质条件与关键，若材料质量不合格，会影响充填技术的采用效果，即使技术先进也难以改变材料带来的质量影响，所以必须加强材料质量控制，使采矿质量与效率得到有效提高。 4.2加强充填设备研制以提高充填作业效率
目前，由于矿区充填设备落后，充填系统自动控制与自动化水平低，制约了充填技术的发展，也降低了充填作业效率和质量。所以，应加强高效充填设备与高浓度传输设备的研制，并运用压排设备有效调节和输送各段压力，以免发生堵管现象。此外，适当研制和引进自动化仪表和设备，进行自动监测與添加，有利于自动控制系统的建立，可以提高充填自动控制与自动化水平，保证充填作业的质量和效率。
4.3着力研发高强度的新型充填材料
由于采矿区位置相对固定，施工方法多样，其生产与结构类型各不相同，对于量的要求也各异，除此之外，充填采矿技术施工过程具有一定的复杂性，涉及各方面的采矿作业。随着社会经济与科技的发展，传统充填材料已难以适应新时代社会生产的发展，特别是在采矿区进行深井填充时，采用的充填材料必须适应地底压力和温度。所以，为加强采矿区的稳定性与充填材料强度，矿产企业着力研发高强度新型充填材料，有效提高材料的抗压耐温、渗水度与可压缩性。现阶段，主要采用高水材料作为充填材料，该材料不仅可以进行低浓度远距离传输，还具有快速固结、无重力排水、减少井下污染以及节约排水成本等优点。但是，由于该材料极易风化，抗震动性、冲击性、抗地应力与强度低，必须不断加强研制，以利于充填采矿技术的完善。
4.4建立健全的充填管理和检查制度
加大充填监督管理力度，对于充填采矿技术施工中出现的问题有针对性地制定解决方案，并定期使用现代化检测设备检测充填区域，可有效保证充填质量。为保证矿区生产需要的充填材料质量，必须在充填站采用先进的电子设备与机械设备。充填站大多设于矿区内或附近区域，该站属于地表设施，是制备矿区所需充填料的重要场所。在充填站材料制备流程中，需要运用阀、泵、流量计、浓度计及胶结计量等装置，这些装置目前以采用电子控制方式，显著提高了材料制备效率。
5 充填采矿的研究方向
矿山固体废料充填采矿工艺是绿色采矿的主体支撑技术。基于现时期下充填工艺技术的应用与研究现状，尾砂与废石仍然是矿山充填的主体骨料，而且尾砂排放量更大。因此，矿山应着力研究并推广尾矿干排技术。重点研究尾矿高效回填采空区大规模工程化过程中尾矿低成本浓缩技术、尾矿高浓度大泵量井下输送技术、采空区快速充填关键技术和井下充填污染控制技术。须攻克选矿尾矿不入库、连续回填采空区技术及尾矿高效回填采空区成套装备及自动控制技术。因地制宜推广现有全尾砂胶结充填采矿技术。研究开发尾矿胶结充填用低成本高效新型胶凝材料大规模生产技术、尾砂膏体一似膏体胶结充填料高效制备技术、充填料大泵量高效输送技术。须研究解决复杂采空区高效密闭技术、尾矿胶结充填料在采空区快速充填及快速固化技术。
6 结束语
随着我国矿产企业的飞速发展，矿山开采技术需要面对本质上的改革和创新，只有不断地融入新技术、新材料的使用，才能使我国采矿业不断发展，取得更大的成绩。
参考文献：
[1]周爱民.矿山废料胶结充填[M].北京：冶金工业出版礼，2007：1-20.
[2]黄铭洪.环境污染与生态修复[M].比京：科学出版社，2004.