山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东烟台261400
摘要：随着科学技术的发展，金属矿山采矿的方法也得到进步，安全性能好、对生态环境破坏性小及回采率较其他方法高的充填采矿方法得到了广泛的关注。值得一提的是，国家安全监管总局安监总局2014年也特别要求将金属矿山充填采矿的方法进行推广。该文主要介绍了该方法今后的发展方向，主要包括趋于回采连续化和无轨机械化发展、向应用新型充填材料方向发展、向现场连续监测与预报方向发展、充填设施仪器更新换代进程加快、充填模式向生态化和无公害化发展。
关键词：金属矿山；充填采矿法；发展方向；趋势
近年来，随着社会经济水平的不断提升与工业生产中人们生态环保意识的不断提升，采矿业的生态环保与可持续发展也逐渐成为当前发展的主要方向，煤矿开采与生产中更加注重采用现代化环保技术实现煤炭资源的开采利用，控制成本、减少浪费，以促进采矿业的生态环保与现代化发展。
1、煤矿采矿技术及其应用现状分析
1.1我国煤炭资源的开采现状分析
结合我国当前煤炭企业生产开采的实际情况，与其他国家相比，虽然我国的煤炭资源储备量相对丰富，但是由于在实际生产开采中使用的人数众多，导致其人均产值相对较低[1]，再加上煤炭开采生产中技术因素的影响，导致我国煤炭资源的开采浪费十分严重，对其长期可持续生产和发展存在着一定的不利影响。
其次，我国的煤炭资源开采利用中，由于地形结构与地势情况等条件复杂，煤炭资源的分布相对广泛，煤炭资源的开采生产发展已经经历一段时期，现阶段煤炭资源埋藏浅、易开采部分已经开采利用完，只剩下地质结构复杂且开采技术条件要求高地区，对于煤炭资源开采生产以及煤炭行业市场发展等都产生了一定的影响。
1.2传统的煤矿开采应用技术
根据我国煤炭开采发展情况，传统的煤矿开采技术方式主要有缓倾斜薄煤层技术以及缓倾斜厚煤层技术、硬顶板技术、深井开采技术等。随着煤炭开采生产的发展以及市场需求的变化，现代的煤炭开采中，传统开采方式已经难以适应煤炭开采的需求，不仅开采利用率较低，而且生产效率及安全性也存在着较大的问题，逐渐被一些新技术、新工艺代替，形成较为规范的煤炭开采生产工艺，推动煤炭开采与生产的发展。
以我国某煤炭企业的井下矿采矿技术的发展应用为例，由于该矿山多为倾斜或急倾斜矿床，再加上煤炭资产的埋藏深，传统开采中主要以的缓倾斜煤层开采技术、深井开采技术等技术手段为主。与全国采矿生产水平相比，上述某矿山井下矿开采中，由于开采条件相对艰难，再加上开采生产的技术设备水平较低，在劳动生产率以及铲运机效率等生产指标上严重低于全国平均水平，这也是该矿山开采当前现状和主要特征。导致这一情况发生，既有采矿技术与设备的问题，也有采矿管理方面的原因。
2、金属矿山地下开采节能减排的技术与工艺
2.1充填采矿法
充填采矿法主要是将尾矿（废石）处理充入井下采空区，改善矿山的环境，节省污染治理费用，减少修筑废料石场和占用农田。根据矿山的开采技术条件和采矿方法，采用工艺成熟的中深孔落矿一步回采方案，嗣后用井下掘进和采矿的废石充填采空区。由于井下掘进和采矿的废石量有限，确定井下废石主要充填东部和西部的采空区，中部无矿带附近的采空区采取封堵方法隔离空区，即采取“充两头封中间”的方法，实现井下废石不出坑，全部用于井下采空区充填。该方法采场衔接顺利，生产作业安全，能较好地回收矿石，提高劳动生产率，同时使采场地压得到有效控制和转移，既可保护地表环境，降低成本，又确保井下安全。废石不出坑，直接充填采空区，工艺简单，效果明显，适应性广，易于推广。这种方法只需要采矿方案设计规范、合理，便可实施，对设备、人员素质要求不高，适合中小型矿山采用。
2.3全尾砂充填技术
选矿厂尾矿部分或全部用作充填料，不仅可以解决充填料的来源问题，而且可省去建设尾矿坝，降低矿山尾矿处理带来的成本，改善矿山环境，消除尾矿库垮塌带来的泥石流等安全隐患，对矿山采选节能减排具有重要的意义。20世纪80年代，凡口铅锌矿试验充填料的动电固结工艺获得成功，使全尾砂充填采矿成为现实。该法能有效地加速全尾矿充填料的脱水和固结硬化过程，可提高充填体的初始强度，为设备作业提供坚硬的底板。随后，金川镍矿高浓度胶结充填料管道输送的研究获得成功，为我国利用全尾砂充填采矿积累了成功的经验为全尾砂充填的推广起到了带头作用，为实现矿山采选节能减排开采提供了技术支持。铜陵有色公司在冬瓜山新开采的矿床高浓度全尾矿充填法也获得成功，采用的采矿方法为阶段空场嗣后充填采矿方法。回采结束，一步骤矿房采场采用全尾砂胶结充填，二步骤矿柱采场采用全尾砂充填，以保证采空区的稳定和生产的衔接，控制深井回采地压的安全。在全尾矿充填法中存在2个方面的难题制约着其推广应用。首先由于尾矿的化学特性，难以短时间形成一种致密的渣，需要添加化学药剂和增加处理设备来加速尾矿固结，实施工艺比较复杂。其次，尾矿充填需要配套的加压、输送设备和严格的操作管理，增加企业投入，尤其是加大了企业生产管理难度。因此，全尾矿充填法难以在中小型矿山中推广。
2.4块石胶结充填技术
胶结块石充填料是由块石骨料、胶结料和水3种基本成分组成。胶结块石充填料制备方法有2种：采用混凝土搅拌法，将所有的成分一起加入滚筒式、盘式或螺旋叶片式搅拌机内；用浆叶式搅拌机将水泥胶结料混合成水泥浆，而后将水泥浆喷射到充填骨料上。块石胶结充填采矿法的实质是采用级配良好的块石与水泥浆（或水砂浆）混合进行充填，形成的人工壁柱的强度和稳定性都比细砂胶结的好。同时还能保证第二步回采的安全，相应减少坑下废石的提升量。
我国很早就使用废石充填采场，华锡集团铜坑矿采用井下机车、溜井分配系统、皮带输送机将废石运送至采场口，然后与管道输送来的水泥浆同时充入采场，在下落过程中自然混合充填，形成高强度的块石胶结充填体。该法是一种高效率的充填法，日处理废石量较大，较适用于大矿山、大矿体。另外，金山金矿、湘西金矿和锡矿山将废石和水泥浆直接充填采场，用电耙混合，也取得了很好的效果。块石胶结充填法所需的块石、水泥浆都可以在井下作业现场制备，实施工艺和所需设备条件比全尾矿充填法要简单，胶结强度比单纯的废石直接充填高很多，也适合中小型矿山采用。
3、结束语
我国矿山目前的节能减排，还未形成完整、实用的理论。矿山节能减排是一项复杂的系统工程，它涉及了经济、地质水文、开采技术和环保要求等诸多方面的因素，应进一步展开研究。今后，在建设绿色矿山，推进矿山企业节能减排工作时，应着重于政府监管部门的综合监督管理，以行政手段强制要求企业进行工艺改革；同时开发出实用的节能减排开采设计规范，在矿床资源勘探、评估和矿山设计时就将资源综合利用、节能减排和矿山可持续发展纳入规划，从而在设计和生产过程中科学地处理废料，在开采源头上扼制住废料的产出；加强对企业的主要负责人和技术人员的宣传培训，提高节能减排对企业发展和增加经济效益的认识，认识和了解节能减排开采工艺的运用。
参考文献
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