[科普中國(guó)]-充填法

充填法是以充填材料充滿采空區(qū)，支撐兩幫圍巖，防止巖石移動(dòng)，達(dá)到控制地壓的目的。凡是隨著回采工作面的推進(jìn)，逐步用充填料充填采空區(qū)的方法叫做充填采礦法。充填采礦法也將礦塊劃分為礦房和礦柱兩步驟回采，先采礦房，后采礦柱。礦柱回采可用填法，也可以考慮用其他方法。

簡(jiǎn)介以充填材料充滿采空區(qū)，支撐兩幫圍巖，防止巖石移動(dòng)，達(dá)到控制地壓的目的。

發(fā)展情況充填采礦法在國(guó)內(nèi)外金屬礦山應(yīng)用的歷史悠久，古代就用采掘的廢石留在采空區(qū)的辦法來(lái)采礦，發(fā)展到現(xiàn)在的機(jī)械化作業(yè)的充填采礦法。

國(guó)內(nèi)情況充填采礦法在金屬的礦山應(yīng)用情況也是變化的，有起有落，開(kāi)始應(yīng)用的比較多，后來(lái)減少了，現(xiàn)在又興盛起來(lái)。目前仍然有日益增加的趨勢(shì)。全國(guó)約有20多個(gè)冶金山采用了充填法。

我國(guó)的紅透山銅礦、鳳凰山銅礦、銅錄山銅礦、焦家金礦、凡口鉛鋅礦、湘潭錳礦、黃沙坪鉛鋅礦等都使用充填采礦法。1

國(guó)外充填采礦法發(fā)展情況目前，充填采礦法在國(guó)外金屬礦山已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其所占比重正在持續(xù)上升。例如，加拿大、美國(guó)、日本、瑞典、蘇聯(lián)、西德等。

加拿大：1970年—分層充填法比重為22.2%; 1973年—分層充填法比重為29.1%

1974年—用充填法采出的礦石為2500萬(wàn)噸。 深入充填料中的水泥約價(jià)值1000萬(wàn)元；

美國(guó)：1971年—使用充填法的金屬礦山數(shù)為38個(gè)。 其中用充填料回填空區(qū)的礦山有：25個(gè)。

1971年美國(guó)脈狀礦日產(chǎn)礦石量為1200萬(wàn)噸以上的有色礦山，只有6個(gè)，而除一個(gè)用留礦法開(kāi)采外，其余均用充填法開(kāi)采。

日本：1956年占24.5%，1967年占35.2 %,1970年占39.0%。

瑞典：在45個(gè)礦山中，有13個(gè)礦山采用分層充填法開(kāi)采。 ⑤ 蘇聯(lián)—1965年使用充填法開(kāi)采的礦石量為14.9%。1975年使用充填法開(kāi)采的礦石量為38.0%。

其他國(guó)家如澳大利亞、西德、印度、英國(guó)、奧地利等國(guó)家也都廣泛地應(yīng)用充填采礦法開(kāi)采有色、稀有金屬礦體。1

主要用途①礦石穩(wěn)固而圍巖不夠穩(wěn)固；

②地表不允許崩落；

③開(kāi)采稀有、貴重金屬或高品位富礦，要求損失率、貧化率??；

④礦床有自燃發(fā)火危險(xiǎn)；

⑤礦體傾角一般在50°～60°以上。2

分類充填采礦法旨在利用充填體進(jìn)行地壓管理，抑制地表沉陷和圍巖崩落，保護(hù)采礦現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境平衡。從材料角度看，充填采礦法可分為3種，分別為膠結(jié)充填法、水砂充填法、干式充填法。干式充填法是充填采礦技術(shù)最早應(yīng)用的方法，需借助風(fēng)力、礦車或其它運(yùn)輸設(shè)施將砂石、廢石等其它機(jī)械輸送干充填料運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)，由此方法采出的礦石>總礦石的1/3[2]；水砂充填法是利用砂漿或自流方式將冶煉場(chǎng)爐渣、尾砂、碎石、砂石等固液兩相漿體運(yùn)輸?shù)骄?，?yīng)用此方法時(shí)應(yīng)充分考慮圍巖礦體的穩(wěn)固性、回采巷道的尺寸以及地表沉陷的可能性。膠結(jié)充填法是最新發(fā)展的充填技術(shù)，該方法能將材料形成漿體或膏體，以官道泵送或重力輸送到充填區(qū)，具有工藝簡(jiǎn)單、充填料強(qiáng)度大、充填速度快、充填量大的優(yōu)點(diǎn)。膠結(jié)充填法中又包括尾砂膠結(jié)充填、塊石膠結(jié)充填、高濃度全尾砂膠結(jié)充填、膏體泵送充填以及高水速凝充填。

應(yīng)用前景礦山開(kāi)采范圍大，一個(gè)礦山可對(duì)周圍區(qū)域造成污染，無(wú)廢采礦是采礦工作發(fā)展的必然趨勢(shì)。采用充填采礦法能提高礦物回采率，降低頻化率。與空?qǐng)龇ā⒈缆浞ㄏ啾?，充填采礦法更具優(yōu)越性，充填采礦法既能有效控制地壓，又能充分利用資源，改善礦區(qū)周圍環(huán)境[3]。
在采礦工作中，礦山充填法一直發(fā)揮著十分重要的作用，從其發(fā)展趨勢(shì)看，采礦技術(shù)的重要發(fā)展方向包括發(fā)明新型充填材料以及完善充填工藝技術(shù)。第一，相關(guān)工作者應(yīng)繼續(xù)研制與現(xiàn)有工藝配套的高效充填設(shè)備，實(shí)現(xiàn)充填參數(shù)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)、分析與控制，促進(jìn)充填工藝進(jìn)一步改進(jìn)，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息化、智能化的充填信息管理系統(tǒng)。第二，相關(guān)工作者應(yīng)盡量研制新的充填材料，有效降低充填成本，比如說(shuō)，可以將城市垃圾作為充填料充填采空區(qū)，這樣既能消除城市固體垃圾，又能實(shí)現(xiàn)礦山采空區(qū)的隱患治理。

第三，近年來(lái)，地表和近地表礦產(chǎn)資源日益枯竭，礦山的開(kāi)采必定朝向深部發(fā)展，并對(duì)充填體強(qiáng)度、充填工藝、充填體力學(xué)、充填管道設(shè)計(jì)、管道磨損等提出了更高的要求，相關(guān)工作者有必要對(duì)以上要求進(jìn)行綜合研究，為實(shí)現(xiàn)深井開(kāi)采提供技術(shù)支持。3

環(huán)保意義采礦工業(yè)在提供原材料的同時(shí)也對(duì)自然環(huán)境造成了不同程度的破壞，近年來(lái)，礦產(chǎn)需求不斷增加，因采礦引起的廢料排放問(wèn)題以及環(huán)境破壞問(wèn)題已經(jīng)成為全球性嚴(yán)峻問(wèn)題。礦產(chǎn)的開(kāi)采、加工、消費(fèi)過(guò)程均會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。礦山開(kāi)采產(chǎn)生的廢石被風(fēng)蝕、水蝕后可發(fā)生風(fēng)化，形成的污染物可進(jìn)入地表水造成水污染，廢石堆放會(huì)破壞廢石區(qū)域植被，此外，廢石在風(fēng)的作用下可發(fā)生揚(yáng)塵，對(duì)影響生態(tài)環(huán)境。礦山開(kāi)采帶來(lái)的尾砂被排放到江河、湖泊或海洋中，可造成江河湖水污染，影響生態(tài)平衡。礦山開(kāi)采可引發(fā)地表塌陷或山體崩落，山體崩落或地表塌陷可導(dǎo)致崩落的巖體和石砂會(huì)毀壓井巷，破壞地面構(gòu)筑物，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員傷亡，阻礙正常交通。疏干排水為礦山主要防治水手段，礦坑的產(chǎn)生可改變天然地下水流場(chǎng)，當(dāng)?shù)叵滤畣卧难a(bǔ)給量