充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用

充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用

任志丹

四川省煤炭设计研究院四川成都 610000

摘要：在我国社会经济快速发展和科技实力增强的背景下，煤矿产业也取得了显著进步，特别是采煤工艺的优化。在金属非金属矿山开采中，充填开采工艺的应用对于保障矿石采集质量和提高作业效率起到了重要作用。鉴于矿产资源价值日益凸显，其开发已成为一项重要技术战略，而优化开采工艺则是矿业发展中的关键一环。因此，我们深入探讨了充填开采工艺在金属非金属矿山开采中的实际应用，旨在为保障开采作业的安全性和稳定性提供有益参考，并为相关开采工作提供有价值的借鉴。

关键词：充填采矿技术；采矿工程；金属非金属矿

一、充填采矿技术相关概述

（一）充填采矿技术应用优势

1.保证开采安全

矿山多样复杂，采矿风险高。充填采煤工艺需灵活适应不同需求。事前详研矿区类型和矿石分布至关重要。需警惕岩石巷道塌方风险，采用先进科技手段如精准勘探、科学支护和监测预警，降低塌方概率，确保采矿作业安全稳定。

2.低碳环保理念

充分考虑环境问题，融合低碳环保理念，保证充填采矿技术对环境保护的作用，通过对技术手段的升级和深入挖掘来降低环境污染情况，降低开采工作难度同时提高开采效率。

（二）充填采矿技术的发展方向

充填法是矿山开采的核心技术，其发展趋势应密切关注并深化研究。技术管理上，需创新工艺，研发新型充填料，提升采矿效率；工艺管理上，重视充填点建设，强化物料运输支持，严格管理充填物料，确保稳定性和完整性；新方法研究中，结合矿井情况优化孔使用，采用岩石胶结处理，增强填充物稳定性，提高开采效率[1]。这些升级与优化将推动开采工艺发展，适应复杂环境，持续提高水平。

二、充填采矿技术在采矿工程中应用的意义

（一）有利于缓解矿产资源危机

充填法在矿山开采中备受推崇，因其符合矿业可持续发展需求。该技术能有效应对我国矿山资源短缺问题，是宝贵财富的高效开采手段。随着资源需求增加，传统开采方法加剧资源损耗和危机风险。推广充填采煤工艺至关重要，能保障高效生产和资源品质，减少损失，避免浪费。充填法因其高回收率和低贫化率受到青睐，实现保护性开发，废弃物再利用和环境保护，缓解资源短缺。因此，充填法值得在矿山开采中广泛推广和应用。

（二）有利于保护生态环境

在目前社会发展的背景下，单纯追求“大发展”已不再适应环境保护的需求，必须强调“低碳”环保理念。矿业作为推动社会进步的关键产业，其工作中必须融入环保思想，并应用科技手段保护环境。采用充填开采工艺可以有效改善矿山生态环境。我国传统采矿活动在追求产量和品质的同时，往往对生态环境造成重大影响，导致酸雨、沙尘暴等恶劣气候条件，严重危害人民生活和资源储量[2]。因此，应将充填开采工艺作为重点采煤技术加以推广，以最大限度减少生态损害和保护整体生态环境。

（三）有利于推进矿业技术成长

将充填开采技术应用于矿山建设中，有利于推动矿山科技创新，并提升整个行业的技术水平。由于科技限制和发展观念的影响，我国许多传统矿业企业仍采用传统的采矿方法，导致采矿效益不佳和资源浪费严重。这些常规方法存在安全性低、回收率低等缺陷，不利于行业的健康发展。因此，重视充填开采技术的应用至关重要，它能确保矿山的高效、安全开采，促进矿业发展。结合充填法理念和实际生产条件，为采矿技术进步创造有利环境，改进和创新技术方法，既能保障资源利用又能推动科技发展，实现双重利好。

三、充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程的具体应用

（一）削壁充填采矿技术

在金属和非金属矿山的开采中，工艺方法的选择尤为关键。削壁充填采矿技术需人工浇筑基础柱，因无法保留中间柱。针对矿石特性，需布置炮眼并保持炮孔厚度不超过1米，电耙放矿后破碎岩体、回填，保留作业空间。重复此操作于规划场地，确保采矿安全。爆破作业是削壁式充填法的核心，需细致进行。先详查矿石层，确定爆破点，使用小直径钎头，孔径1.0-1.6米，间距0.3-0.6米。装填炸药后检查环境，超前爆破岩体并了解空间状况。若倾斜，限制空间大小，半径不超0.7米。处理落石时，手工搬运或电动耙运，确保作业顺畅。通过这一综合流程，可有效提高开采效率并确保安全。

（二）分段充填采矿技术

在金属和非金属矿山中，采用分段填充法需遵循严格工艺规范，确保采煤时主动切削，保障工艺实用性和采煤顺利进行。该工艺能准确把握采区实况，帮助矿山企业制定详细采掘规划，使采掘过程平稳，降低意外发生。核心在于“分段”操作，要对矿区全面分区，确保各小中段高程差异符合采矿规范，保持相似性，范围控制在10米内。企业据此开发各阶段矿石，按标准参数开采，并确保填充与生产工作同步，相互配合。需在巷道内钻孔，为出矿准备，并制定合理采矿规划，兼顾效益与品质，保障作业安全。选用填充物需全面剖析，根据矿区条件选择合适的填料，并注意设备选择，确保各阶段工艺协同推进，提高施工效益，减少填充成本。

（三）

上向分层充填采矿技术

上向分层充填法是一种新型的煤矿开采技术。它的核心在于要求采矿工人在回采作业中从下向上逐层进行，并在这一过程中完成充填，以维护施工安全。这种工艺，也被称为干式充填开采，要求配备专业人员建造行人井、排水井和通风井，解决井下供水等问题。鉴于不同矿井条件各异，需定制适合的上行分级充填方案，充分考虑采后物料搬运，保障作业流畅。在执行中，采用多样化矿块布局，按回采方向控制矿岩稳定性，适用于不大于15米深的浅煤层。该技术还可应用于不稳定的金属矿山，确保至少50米开采安全[3]。具体操作时，应利用厂房设施，使采场与矿体垂直，并在采场中沿矿体方向建立支撑柱，采用稳定的上行分层充填技术。此工艺稳定性和适应性强，遇不稳定情况可沿斜角6-100°方向采矿，促进资源开发利用。

（四）下向分层充填采矿技术

在实施下向分层充填采矿技术时，需对矿井进行全面调研，考虑金属非金属矿产特性，确保矿体及围岩稳定。与上行分级充填工艺相反，下行充填要求自上向下逐层采掘。因此，在施工中必须精心建造运输井、人员井和矿溜井，其中运输井保证填充物料平稳运输，矿道负责运送矿石。该工艺能适应实际采矿需求，保障采矿环境稳定，为矿井建设提供有力支持。采用下向充填法可降低采掘事故风险，分析并制定防范措施，减少安全隐患。关键步骤是运输工作，需保持运输井稳定，确保货物顺利运至预定地点。精细的输送方案保障了回采顺利进行，通过9-15度倾角实现矿岩溜放。人员井与输送井相连，确保开采作业平稳进行。

结束语

在我国矿业工业发展过程中，需积极探寻适合国情的开采工艺，确保其在矿业生产中广泛应用。要全面优化采煤方式，增强其通用性，满足矿山工作需求。这有助于最大程度降低矿脉贫化程度，保护周围环境。同时，考虑矿山生产周期，确保充填采矿工艺标准与规范，推动工作顺畅进行，倡导绿色发展理念。

参考文献

[1]王俊民，黄修鹏.充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用[J].世界有色金属，2022（11）：43-45.

[2]王占军，吴晓军，梁建飞.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].中国设备工程，2021（16）：255-256.

[3]任强.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古煤炭经济，2021（10）：10-12.

作者简介：任志丹，男（1989-1），汉族，青海西宁，硕士研究生，采矿工程师，主要研究方向为金属非金属矿山采矿工程