（1.华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210；2.华北理工大学以升创新教育基地河北唐山063210）
摘要：随着我国经济的不断发展以及科学技术的进步对能源的需求原来越大，矿产行业的发展也因此愈来愈快，同时，为了不断满足我国新时代发展下经济理念的需求，矿产行业在开采矿产资源时，应该以无废采矿为目标，为矿产行业的可持续发展做好保障，无废采矿是采矿发展的必然趋势。充填采矿技术作为新时代背景下生成的一种新的采矿工艺，有提高矿物回采率，减少贫化率，充分利用资源，有效控制地压，防止内因火灾和可在“三下”开采等优点，加上空区可以用废石来充填，地面不需构筑大面积的尾矿库，改善矿区周围环境，充填采矿法越来越受到人们的重视，充填工艺技术也在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与发展。但是一些矿山在实际运用充填采矿法的过程中也暴露出了一些问题，本文将对充填采矿技术一定的分析，并对应用发展中存在的问题作出具体的说明。
关键词：无废采矿；矿物回采率；充填采矿法
引言
充填采矿技术主要内容就是利用充填料充填采空区而继续下一步开采的技术。其主要是利用充填料来减缓周围环境地形变化、减少采空区围岩的破坏，从而防止矿山受到破坏，影响回采和带来安全威胁。同时，利用充填采矿法有利于加强矿区围岩的稳固性，对于部分围岩不稳固区域充填后能够有效开采深部、水下、建筑物下的矿区，这样不仅大大降低成本，提高了生产率，也保证了开采后的地面稳定性，防止地表因内部破坏而塌陷。另外，充填采矿技术主要是为了开采深部矿产资源通过充填后能够控制采场的地压，对于一些有地表塌陷情况的地方能有一定的控制，是目前很主流，也是最有发展前景的的采矿技术。
1充填采矿技术选择的基本原则
充填材料要满足充填体强度要求，保证生产安全和创造良好的作业条件。其次，充填材料来源要有保障，便于运输货输送，储存方便。第三，在保证充填体质量的前提下，采用经济适用、成本低廉的充填材料。第四，充填材料要具有一定的化学稳定性，不含有过量或释放有毒和腐蚀性物质。最后，充填材料应因地制宜，就地取材，尽量利用废弃物。
2充填采矿技术应用存在的问题
2.1充填成本居高不下
在我国，充填费用居高不下的主要原因体现在两个方面，基胶凝材料费用高以及充填体强度设计过于保守，这些都是充填采矿法应用工程中的主要技术瓶颈。
一方面，矿山所使用的交接材料绝大多数为普通硅酸盐水泥和矿渣，少量矿山掺入粉煤灰、戈壁石、石灰等物料。据有关统计结果，在我国使用充填开采法的矿山中，充填成本占采矿成本的三成左右，充填成本中胶凝材料又占八成以上。昂贵的充填成本不但给矿山造成了很大的经济压力，而且严重限制了充填采矿法的推广运用和发展。
其次，充填体强度设计偏于保守，是充填成本过高的又一重要原因。自从我国开始用胶结充填技术以来，灰砂比一般都比国外高。我国充填料配比中，灰砂比一般采用1：8-1：4，水泥用量多为170-300kg/m^3，而国外的水泥用量一般在2%-7%。研究充填体的结果在国内也有一些，但仍然匮乏体系的现场资料，如不同条件下的分层充填、嗣后充填等现场充天体力学特性与稳定性，因而难以科学地设计充填体强度，造成了水泥耗量居高不下。
2.2选择的充填采矿工艺技术不合适
充填采矿技术中针对在不同的环境下的采矿作业有着不同的工艺技术，但目前大多数采矿工作并没有考虑到矿场的实际环境来选择工艺技术，这大大影响了采矿的质量、生产率以及对采矿地形的控制[1]。
这其中包括湘潭猛矿（年）、锡矿山南矿年、招远金矿（年）、铜绿山矿（二十世纪年代）等。水砂充填主要是将尾砂、炉渔、碎砂石混合成固液两相的衆体通过水力输运到井下充填采空区，水筲充填可有效减少井底火灾和地表下降等问题，但其充填工艺较为复杂，充填质难以控制，排水费用大等缺点[2]。
招远金矿、小铁山矿、新桥硫铁矿等矿山于年代初采用了高水速凝充填技术。高水速凝充填是利用高水速凝材料混合后成为具有较强固水能力的充填材料，这种充填技术的充填材料早期强度高，可缩短充填回采周期，提高生产率，有效降低充填材料脱水带来的井底污染。但该充填技术同时存在输运、混合工艺复杂、充填成本高等缺点[4]。
2.3对充填采矿技术缺乏科学的管理体系
在矿产企业中，采矿过程中充填技术在应用中的管理，有利于充填工艺的合理应用，有助于矿产企业的可持续发展。在充填工艺运用过程中，涉及到的内容比较广泛，既有充填材料的输送以及控制工作，还有对充填材料的工作检查，然而就目前的现状来看，在许多矿产企业中，管理人员还只关注到充填材料的运输问题，对充填采矿技术不能做到有效的管理，以至于发生在运用充填采矿技术时出现漏洞，不能达到事先预料的充填效果。此外，在部分矿产企业采矿过程中，把智能化的机械设备当做主要矿采的手段，在检查工作方面呈现出不关心和忽视的态度，最终导致不良后果时有发生。
2.4充填设备与材料落后
目前，我国矿区的充填设备相对比较落后，充填系统的自动控制水平与自动化水平相对比较低，搅拌设备的适用性很差，搅拌能力不足、搅拌叶片设计不合理、搅拌时间短、搅拌机扭矩过大，不能实现高浓度浆体正常搅拌，是井下充填体胶结效果不好的重要原因。与混凝土相比，充填物料颗粒较细，含泥量难以控制，物料均匀分散度高，水泥颗粒容易与尾砂聚集成团，难以达到真正的均质。在此条件下，水泥水化反应只发生在絮凝，不仅造成水泥的浪费，而且聚集的水泥颗粒和超细尾砂在尺度上接近，搅拌过程中出现尾砂包裹水泥的现象，现有的搅拌设备难以适用于胶结充填料浆搅拌。
充填体的强度要求与采矿方法、采场的几何形式及大小、矿体的赋存特点、岩体应力、围岩的力学性质、回采顺序、暴露时间等有密切关系。此外，间柱的回采方法，对充填体的自立高度以及充填体本身的物理力学性质和结构特性等有一定的要求。不同充填采矿法的充填体在回采过程所起的作用不同，因此对强度的要求自然也不一样。传统的充填材料已经不能适应充填采矿作业的发展需求，尤其是在进行深井充填作业的时候，所选用的充填材料必须适应地底压力与温度。这些都大大制约了我国充填技术的进一步发展，降低了充填作业的工作效率。
3结论
矿产行业在开采矿产资源时，应该以无废采矿为目标，为矿产行业的可持续发展做好保障。充填采矿技术可以提高矿物回采率，减少贫化率，充分利用资源，有效控制地压，防止内因火灾和可在“三下”开采等。本文建议要选择合适的充填采矿工艺技术、对充填采矿技术建立科学的管理体系、使用合适的充填设备与材料才能达到更好的效果。
参考文献：
[1]邱顺兵，充填采矿技术应用发展及存在问题探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016-09-10
[2]何发龙，膏体充填采矿关键安全问题研究[J].中南大学，2013-5-1
[3]郭威，尹运天，充填采矿技术应用发展及存在问题[J].世界有色金属，2017-03-17
[4]危金涛，充填采矿技术的应用问题与优化建议分析[J].科技展望，2015-7-30