充填采礦技術(shù)在礦山開(kāi)采中的應(yīng)用

王和彬

摘 要：礦山開(kāi)采是中國(guó)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。因此，為實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)采的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)進(jìn)行綠色開(kāi)采，填埋開(kāi)采技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)綠色，高效，可持續(xù)的發(fā)展。填充采礦技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行深層開(kāi)采，并確保不會(huì)出現(xiàn)諸如土地變形和塌方之類的安全問(wèn)題。而且，使用這項(xiàng)技術(shù)可以有效解決中國(guó)礦山開(kāi)采中存在的一些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采并適當(dāng)處置一些廢料。對(duì)充填采礦技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的描述和分析，包括其分類，優(yōu)勢(shì)和在實(shí)踐中的應(yīng)用，為今后相關(guān)工作的順利開(kāi)展提供了保證。

關(guān)鍵詞：充填采礦技術(shù);礦山開(kāi)采;可持續(xù)發(fā)展;綠色開(kāi)采

0 引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)能源的需求不斷增長(zhǎng)，礦山的深部開(kāi)采和綠色開(kāi)采已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。為了達(dá)到這個(gè)要求，有必要采用填充采礦技術(shù)。該技術(shù)改善了采礦過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題，提高了采礦效率，確保了采礦安全，對(duì)充填采礦技術(shù)的研究具有重要意義。

1 中國(guó)資源開(kāi)采存在的問(wèn)題

1.1 資料浪費(fèi)與不足

中國(guó)的資源開(kāi)采浪費(fèi)嚴(yán)重。造成這種浪費(fèi)的原因是，中國(guó)有很多資源，分布在全國(guó)各地，而采礦技術(shù)也不是很完美。因此，有關(guān)部門將重點(diǎn)放在一些大資源上。相比之下，一些較小的礦山資源沒(méi)有得到重視，沒(méi)有強(qiáng)大的技術(shù)支持，因此無(wú)法在資源開(kāi)發(fā)中得到充分利用，造成資源浪費(fèi)。例如，山西省有很多礦山開(kāi)采企業(yè)，其中一些規(guī)模較小，造成或多或少的資源浪費(fèi)，僅剩幾年時(shí)間。中國(guó)的資源利用率相對(duì)較低，甚至不到50%。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)仍然相對(duì)落后，資源浪費(fèi)更加嚴(yán)重。

1.2 地下開(kāi)采引起地面變形和坍塌

開(kāi)采礦產(chǎn)資源時(shí)，要注意謹(jǐn)慎，采取適當(dāng)措施，避免不必要的損失。從目前的情況來(lái)看，中國(guó)的資源開(kāi)采管理相對(duì)寬松，沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)章制度。在這種松散的情況下，出于某些利益，一些礦工根本沒(méi)有考慮環(huán)境問(wèn)題和安全問(wèn)題，對(duì)資源土地進(jìn)行了無(wú)休止的瘋狂開(kāi)采，沒(méi)有任何限制，過(guò)度開(kāi)采，導(dǎo)致地面變形。如果相關(guān)人員對(duì)地面變形視而不見(jiàn)，則很可能導(dǎo)致地面坍塌。例如，在山西省的礦區(qū)，崩塌現(xiàn)象嚴(yán)重，崩塌面積巨大，不僅威脅采礦工人的生命安全，而且對(duì)環(huán)境造成一定的破壞。因此，為了確保利益最大化，相關(guān)人員必須具有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，適度的采礦和自身利益。

1.3 礦山廢石和尾礦對(duì)環(huán)境的影響

資源開(kāi)采本身就是一種破壞性行為，它將破壞植被和環(huán)境。最嚴(yán)重的問(wèn)題是，采礦后殘留的礦山廢石和尾礦將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。例如，在河南省平頂山市的資源開(kāi)發(fā)中，不僅發(fā)生倒塌事故，而且對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重污染。礦山大多數(shù)廢石都是重金屬。這些重金屬滲透到土地表面并污染土地，導(dǎo)致大面積土地?zé)o法種植植物，甚至什么也沒(méi)有。一旦發(fā)生山洪暴發(fā)，人們將無(wú)法躲藏。然而，這片荒蕪的土地長(zhǎng)期沒(méi)有被植被覆蓋。經(jīng)過(guò)風(fēng)沙洗禮，它將逐漸變成沙漠。重金屬不僅污染地球，而且污染空氣和大氣。從那時(shí)起，人們的生活環(huán)境將與以往不同，綠色的山水將大大減少。

2 綠色采礦模式與充填技術(shù)

為了解決采礦帶來(lái)的一系列環(huán)境和安全問(wèn)題，提出了綠色采礦方式和填土技術(shù)，可以大大改善采礦現(xiàn)狀。所謂的“填埋開(kāi)采方式”是根據(jù)現(xiàn)代采礦的概念充滿固體廢物的開(kāi)采方式。這種方式可以有效減少礦山廢渣的排放，有助于消除因開(kāi)采造成的地表不平和塌陷，也可以有效改善礦井周圍的環(huán)境。因此，采用綠色采礦方式和填土技術(shù)可以更好地解決環(huán)境污染等問(wèn)題，使礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。綠色采礦滿足有效利用資源，減少?gòu)U物排放和保護(hù)地面的三個(gè)關(guān)鍵要求，并適應(yīng)各種采礦要求。綠色采礦的主要支持技術(shù)是利用固體廢物充填開(kāi)采技術(shù)，這是關(guān)鍵和必不可少的。該技術(shù)可以有效緩解地表塌陷，塌陷等安全隱患，同時(shí)也大大改善了周圍環(huán)境。綠色采礦模式幾乎可以實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采，這符合中國(guó)現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)理念，同時(shí)也使中國(guó)的采礦業(yè)走上了一條更好的可持續(xù)發(fā)展道路。

3 充填采礦的優(yōu)勢(shì)

3.1 降排功能

目前，填充采礦技術(shù)已受到越來(lái)越多的重視，并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)樘畛洳傻V非常重要，其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了采礦的發(fā)展。采礦是一種以污染環(huán)境為代價(jià)的資源。填埋開(kāi)采不僅解決了采礦造成的環(huán)境污染，而且還有效解決了工業(yè)廢物處理的問(wèn)題。它不會(huì)污染環(huán)境，但符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的理念，有利于改善環(huán)境。目前，非廢物開(kāi)采和綠色開(kāi)采已成為現(xiàn)實(shí)，并在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用。例如，德國(guó)的沃爾瑟姆（Walsham）煤礦，該煤礦使用提取的煤進(jìn)行化學(xué)分離，將清潔的煤用于發(fā)電，并使用廢煤進(jìn)行填充。這種設(shè)計(jì)不僅可以處理大量的工業(yè)廢物，而且還可以防止環(huán)境污染。

3.2 消除地表變形和下沉功能

①開(kāi)采步驟完成后，迅速填滿露天空間，及時(shí)控制空曠區(qū)域的圍巖，確保位置靜止，防止進(jìn)一步變形，避免大位移;②回填的另一個(gè)重要作用是改善礦區(qū)周圍的二次應(yīng)力分布。灌裝技術(shù)的應(yīng)用加快了工作的總體進(jìn)度，縮短了工作時(shí)間，提高了開(kāi)采效率，提高了采礦和加工生產(chǎn)的綜合能力;③填充體降低了土壓力能量的釋放速率并減緩了深土壓力的影響。

3.3 低貧損開(kāi)采功能和遠(yuǎn)景資源保護(hù)功能

水泥充填開(kāi)采技術(shù)已應(yīng)用于水平礦體，緩傾礦體，陡傾礦體和支化復(fù)合礦體中，包括各種角度，厚度，復(fù)雜多變的礦體。有效提高了礦柱的回收率和礦石品位，使礦石的回收率也達(dá)到了最大極限。對(duì)于復(fù)雜而困難的礦床的開(kāi)采，填充開(kāi)采技術(shù)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。最重要的是，填埋開(kāi)采技術(shù)可以達(dá)到“挖富保貧”的效果，不浪費(fèi)礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的最大利用率。

4 常用的充填采礦技術(shù)

常用的充填開(kāi)采技術(shù)可分為三類，即干式充填法，水砂充填法和水泥充填法。干灌裝法是一種比較原始的方法和技術(shù)，需要人力和機(jī)械設(shè)備的配合。該方法相對(duì)原始，存在工藝復(fù)雜，成本高，開(kāi)采時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率低等缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)的存在導(dǎo)致干式灌裝方法不能滿足現(xiàn)代技術(shù)的要求，因此為了追求更高效的工作，許多企業(yè)不再使用更傳統(tǒng)的干式灌裝方法：因此，占比這種方法在采礦業(yè)中的應(yīng)用也減少了，這不再常見(jiàn)。然后，水砂填充方法是使用礫石渣，尾礦和爐渣作為填充材料。填充材料通過(guò)砂漿泵或重力流輸送到地下。與干式灌裝法相比，該工藝仍比較完善，但也并不完善，仍然存在不足。主要缺點(diǎn)是工藝比較復(fù)雜，排水成本也相當(dāng)大，灌裝量小，灌裝體的強(qiáng)度不能滿足要求，這不是企業(yè)的最佳選擇，也不能滿足企業(yè)的要求。然后，膠結(jié)填充方法是使用礫石，河砂和尾礦作為骨料，輔以水泥石灰等，并將它們混合成均勻的漿液或糊狀。該工藝比較簡(jiǎn)單，填充速度快，填充量大，因此受到企業(yè)的青睞。因此，最有前途的技術(shù)是水泥填充。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，充填開(kāi)采技術(shù)可以提高礦山開(kāi)采企業(yè)的采收率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，綠色環(huán)保。將這種有效的采礦技術(shù)應(yīng)用于礦山開(kāi)采可以重復(fù)利用資源，改善采礦周圍的環(huán)境，并有效地處理各種廢物。因此，應(yīng)注意充填采礦技術(shù)的發(fā)展，只有這一技術(shù)得到很好的發(fā)展，中國(guó)的礦山開(kāi)采產(chǎn)業(yè)才能健康發(fā)展。

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