采矿充填技术论文

　　在高速发展的现代工业阶段，逐渐扩大了采矿规模。这是学习啦小编为大家整理的采矿充填技术论文，仅供参考!

　　采矿充填技术论文篇一

　　浅析充填采矿技术应用及现状

　　[摘 要]本文总结了充填采矿的发展现状历程与成功应用的经验，并且分析了国内外充填采矿的情况，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。最后得出在资源利用和环境保护协同并进的地下矿山，充填采矿技术必将得到优先发展。

　　[关键词]充填采矿;资源利用;环境保护

　　中图分类号：TD853.34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)14-0067-01

　　1 我国充填采矿技术应用现状

　　我国的充填采矿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。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2O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。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。

　　第三阶段是20世纪90年代以来，随着采矿工业的迅速发展，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技术新。

　　2 国外充填采矿法的使用概况

　　2.1 加拿大充填采矿技术的发展

　　加拿大地下矿山充填技术从20世纪30年代开始，普遍采用冲击砂作为充填料，到40年代末广泛采用选厂冲积尾砂进行充填。50年代中期到末期，用尾砂胶结充填浇面作为扒矿底板，采用分层水砂充填代替劳动强度大且灵活性差的方框支架采矿法。1985～1991年，加拿大在充填材料、充填工艺方面的研究取得了很大的成就。加拿大矿山相继采用块石胶结充填、高浓度管道输送充填、膏体充填等，不仅提高了矿山的综合生产能力，降低了充填成本，而且改善了井下的生产环境。

　　2.2 德国充填采矿技术

　　德国在过去的几年间，发展了不同的胶结充填采矿系统。其中比较典型的有：拉梅尔斯贝格铅锌矿，采用了下向分层胶结充填采矿法结合风力充填，回采了高品位的铅锌铜矿，采用碎石和高炉炉渣水泥的混合物作充填料。梅根铅锌矿，根据矿体各部位的情况不同，采用了不同的采矿方法，主要是分层充填法和巷道充填法回采脉状铅锌矿，用带式抛掷充填车输送和抛放含水泥和飞灰的浆液块石充填料。格隆德铅锌矿，在20世纪60年代至70年代初，该矿采用无底柱分段崩落法采矿，由于矿岩不稳固，采矿条件差，矿石损失和贫化大，故改用分段充填采矿法。

　　3 充填采矿的优势

　　3.1 减排功能

　　充填采矿技术的作用和意义已远远超出了矿山开采的范畴。在世界上已经出现了少数典型的无废料排弃的矿山。例如，德国格隆德铅锌矿利用浮选后的全尾砂和重选碎石制备膏体充填料回填下向充填进路，不再有尾矿排弃到尾矿库。勿庸置疑，这类矿山开采的首先条件是能否将大量工业固体废物回填到地下。大量处理工业固体废料将是矿山今后设计优先考虑的重要任务，是解决矿区环境污染问题的最好方法。

　　3.2 消除地表变形及下沉功能

　　利用充填技术快速、有效地充填采空区，可以及时支撑采空区顶部岩层，阻止和抵抗围岩进一步变形，防止大幅度的位移发生。通过充填可以快速形成新的工作面，为后续作业创造条件，缩短采充循环周期，提高采矿综合生产能力。充填采矿技术可以有效地阻止岩层发生大规模移动，实现水体下、建筑物下采矿，同时保护了地表不遭破坏，维持原有的生态环境。

　　4 充填采矿发展存在的问题及改进措施

　　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。

　　4.1 创造新型采矿工艺，保证充填质量

　　充填采矿技术要结合矿山特点，矿床开采技术条件，发明或创造一些与其他采矿技术相结合的新型采矿法。对于缓倾斜极薄矿脉开采，可用矿岩分掘，废石抛掷充填空区，即削壁充填和爆力运矿相结合的采矿法。对于厚大而矿岩较稳固的矿体，可用浅孔和中深孔空场采矿法开采，采后空区采用尾砂胶结、块石胶结或高水材料充填，即阶段连续回采快速充填工艺，既降低成本，又提高效率，也做到对采空区的合理处理。

　　4.2 开发研制低成本、高强度的新型充填固化材料

　　充填料的物理特性包含：孔隙率、湿度、容重、粒度、固体含量及其级配、渗水度、抗压、抗剪力学强度、可压缩性等。充填体的物理力学特征与许多因素有关，主要取决于骨料的成分及其结构，胶结材料的成分及其组成方式等，它直接影响充填体的强度和采场的稳定性，这是充填采空区必不可少的材料基本性能研究，因此各国都对此进行了深入研究。

　　4.3 研制高效矿山充填设备和提高矿山充填自动控制化

　　矿山充填系统的自动化程度的高低直接影响和制约矿山充填采矿技术的发展，但是由于国产的相关设备技术性能稳定性差，遏止了矿山充填技术的发展。所以必须加强研制高效浓密设备(如：高效浓密机、陶瓷过滤机、真空过滤机、盘式过滤机等)，为高浓度全尾矿浆的制造提供有效保证，同时研究减少或消除充填设备磨损和腐蚀的方法。更重要的是要研制高浓度输送设备，采用压排设备输送调节各段输送压力，防止输送堵管现象。对于充填系统卸料浓度和物料流量的自动控制技术正常化，最为关键的是要研制和引进适合于矿山应用的自动化设备和仪表，建立真正意义上的自动控制系统，从而调节充填系统的全尾矿卸料、充填固化材料和清水等物流量来自动调节充填浓度。

　　5 结束语

　　为保证我国矿产资源的正常需求，必须发展绿色采矿模式，无废料采矿技术已纳入我国中长期科技发展规划，而矿山固体废料充填采矿工艺是绿色采矿的主体支撑技术，无废、少废采矿工艺技术的创新及其技术的工程化集成配套，将成为我国矿山技术的主要发展方向。

　　参考文献

　　[1]解伟，隋利军，何哲祥.基于采矿充填的尾矿处置技术应用前景[J].工业安全与环保，2008，34(8)：37-39.

　　[2]《采矿手册》编辑委员会.采矿手册(第4卷)[M].北京：冶金工业出版社，1990.

　　采矿充填技术论文篇二

　　现代采矿理念和充填采矿研究

　　摘 要：在高速发展的现代工业阶段，逐渐扩大了采矿规模。传统采矿理念已经严重破坏了环境，因此迫切需要研究现代采矿理念和充填采矿。本文主要分析了我国传统采矿理念存在的问题，现代采矿理念概述，绿色采矿理念下的充填采矿技术。

　　关键词：采矿理念;充填;现代

　　中图分类号：TD853 文献标识码：A

　　我国在发展矿产行业过程中，充分结合现代化采矿理念与充填采矿技术，不但极大提升了矿产资源的生产水平，还有效保护了附近的生态环境，进一步保证了我国可持续发展社会主义市场经济。

　　一、我国传统采矿理念存在的问题

　　在我国传统开采矿产过程中，人们一般都将开发矿产资源摆在第一位，而在后期工作中没有积极治理与恢复矿区的生态环境。同时很多开采矿产企业在开发利用矿产资源的过程中，仅仅重视开采矿床工作的经济行为，对保护附近自然环境问题进行了忽略，因此，严重影响了矿区生态环境。

　　(一)严重浪费资源现象

　　目前，我国利用丰富储量的矿产资源效率极高，造成我国短缺后备资源，我国回收有色金属率已经提升至64%，但是相较于世界发达国家还是产生了极大的差异，因此回收有色金属率依然很低，形成了严重的浪费现象。虽然我国拥有丰富的矿产资源总量，但是由于我国人口基数很大，因此矿产人均资源占有量要比世界平均水平低，导致了矿产资源的严重短缺。

　　(二)开采矿区地表出现了严重的塌陷

　　我国由于开采矿产造成1.8万km2土地遭到破坏，并且出现了不断增长的趋势。开采矿产极易形成地面塌陷，导致在矿区土地上种植作物更加困难，降低了土地使用的价值。开采矿产资源还会极大影响生态环境，破坏了动植物的生存环境，进一步产生了恶化现象，促使生态环境不断恶性循环。此外，地面塌陷还会影响土壤中的营养成分，引发地下水枯竭，加重了土壤沙漠化问题，随之产生很多社会问题。

　　二、现代采矿理念概述

　　可持续发展已经成为跨时代全新发展观，是人类观念在20世纪的主要变革。为了可以更好的推动我国可持续发展，必须将生态可持续发展作为重要前提。生态的可持续发展就是科学协调环境容量和资源，获得稳定的生态系统。绿色开采理念是将广义资源作为基础进一步对全部可利用的资源正确认识，包含了土地和地下水等，主要目的是降低采矿破坏环境的程度，进而获得一种可以对环境和资源关系有效协调的开采技术，它的价值是尽可能减少采矿破坏生态环境的程度，在这个前提下可以收获最大的社会、经济和环境效益。综合分析，推行绿色采矿着重表现为企业对科学发展观的贯彻落实，在推行绿色采矿的过程中，矿山企业应当对各项因素综合考虑，减少污染和破坏问题。

　　三、绿色采矿理念下的充填采矿技术

　　联系绿色采矿理念，目前与科学发展观相符合的绿色采矿包含了高效率综合利用资源、最小排放废料量、不会破坏地表等。不可否认，支撑绿色采矿的主要技术是矿山固体废料充填采矿工艺。充填采矿技术拥有对采动造成的地表下沉问题积极消除以及不断完善采矿应力环境功能，低贫损开采、提高综合应用资源效率功能以及保护采富保贫远景资源功能，减少排放废石尾砂固体废料、甚至基本消除处理采矿末端实现无废开采的功能。

　　(一)降排功能

　　当前，充填采矿技术的应用更加频繁，不断加快了充填技术的发展与进步。事实上，充填采矿的功能与意义已经跨越了矿山开采的应用范围。因为通过地下深埋大量工业废料进而有效保护环境，以及最大程度科学应用资源，也是我国国民经济可持续发展的重要战略要求。构建无废矿山，能够完全实现绿色矿业。世界范围内已经产生了少量典型的没有排气废料的矿山。开采这些矿山的重要条件为是否在地下大量回填工业固体废物。矿山未来迫切需要解决的问题是合理处理大量固体废料，这也是对矿区环境污染问题积极解决的最佳方法。

　　(二)消除地表下沉和改善采矿应力环境功能

　　1在采空区通过充填技术迅速有效的实施充填，可以对采空区围岩及时进行支撑，避免围岩出现更加严重的变形，防止出现较大程度的位移。

　　2充填体能够对采空区附近分布二次应力情况积极改善，确保矿柱围岩本身的稳固性。

　　3利用充填能够迅速产生全新的工作面，为接下来的操作提供必要条件，减少了采充循环时间，进一步加强了开采，提升综合采矿生产能力。

　　4充填体能够对释放地压能量速度放缓，防止或者减少出现深部冲击地压现象。

　　(三)低贫损开采功能和保护远景资源功能

　　1在各种角度、薄厚、复杂多变的矿体中能够科学运用胶结充填采矿技术，尤其是针对较为厚大的矿体，将会积极提升矿柱回收效率以及保证出矿质量，因此能够最大程度对矿石进行回收。

　　2对于难采复杂的矿床可以通过充填采矿技术为其提供强大的技术支持。

　　3对下部优先开采或者底盘富矿的矿山通过充填采矿技术形成采富保贫而不会损失与破坏矿产资源。

　　4在废石、尾矿中包含了目前技术无法回收的重要物质，长期保存于地表，填充属于一种科学的保护模式。

　　在我国开发矿产资源中充填采矿技术的应用，不但对地表塌陷问题进行了解决，同时还有效避免了开采矿产资源中形成的浪费问题，提升了利用矿产资源的效率，与我国可持续发展理念相符。此外，充填采矿方法的应用条件包括：(1)地表不能出现塌陷。例如采矿地点选择在建筑物下面或者是水体下，在结束采矿之后，采用混合材料或者废石填满空区，这样就可以有效控制低压，避免地表产生塌陷。(2)拥有较高矿产价值的矿体。由于采用廉价的废石材料进行充填，因此充填方法具有很高的回收率，适合在一些较高价值的矿体中应用。(3)较大变化、埋藏很深的矿体。一些矿体由于埋藏较深，在结束采矿工作之后容易出现部分岩石爆裂问题，此时在采空区通过浆体对其充填，就可以有效控制岩石的应力变化。

　　结语

　　21世纪是迅速发展现代科学以及不断增长的现代工业时期，形成了巨大的矿产资源开发规模。开发矿产资源难度增加，开采难度加大，开采对象逐渐转变为高应力环境中的难采矿体。采矿行业不仅出现了地质灾害问题，还形成了大量的经济问题。人们逐渐意识到保护矿山与合理应用矿产资源的重要性，迫切希望大力推行绿色采矿。

　　参考文献

　　[1]周爱民.矿山废料胶结充填[M].北京：冶金工业出版社，2009.

　　[2]陈德敏，谢斐.我国资源安全战略内涵属性表征的结构分析[J].中国软科学，2012(06).