地山开采充填工艺

充填是采用充填类采矿法矿山的一个主要生产工序。

矿山充填是一个复杂的系统工程，涉及充填材料选择、充填混合料配比优化、充填料浆制备及输送、采场充填工艺、充填质量保证等各个环节，每一个环节出现问题，都会造成严重后果，不仅破坏矿山正常生产，恶化矿山经济效益，造成资源浪费，而且可能产生重大安全事故，影响矿山可持续发展。根据所采用的充填料和充填料输送方式的不同，充填工艺分为干式充填、水砂充填和胶结充填 3 大类。

1）干式充填

中国早在 20 世纪 50 年代就采用了以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺，废石干式充填法曾在 50 年代初期成为中国主要的采矿方法之一，如1955年有色金属地下开采矿山中该方法应用比例高达54.8%。干式充填是将掘进废石等干充填料利用运输设备运至待充填地点进行充填的工艺，因其效率低、生产能力小和劳动强度大，已不能满足三强（强采、强出、强充）采矿生产的需要。因而，自 1956 年开始，国内干式充填法所占的比重逐年下降，到 1963 年在有色矿山的产量仅占 0.7%，处于被淘汰的地位。

2）水砂充填

水砂充填是将充填骨料加水制成质量浓度较低的砂浆，利用管道、溜槽、钻孔等自流输送到待充填地点进行充填的工艺。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体，充入采空区后，充填料留在采空区，水渗滤出去，沿巷道水沟流入水仓，通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。我国的水砂充填工艺是从 20 世纪 60 年代开始采用的，1965 年在锡矿山南矿为了控制大面积地压活动，首次采用了尾砂水力充填工艺，有效地减缓了地表下沉。

3）胶结充填

干式充填、水砂充填都属于非胶结充填范畴，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，20 世纪 60~70 年代，中国开始开发和应用胶结充填技术。胶结充填是将胶凝材料（一般为水泥）、骨料、水混合形成浓度较高的浆体，通过钻孔或管道，自流或加压输送到待充填地点进行充填的工艺。充入采场的水泥砂浆经过一定时间养护后，成为固化体控制地压。在胶结充填中水是输送物料的载体，充入采空区后，除一部分参与水泥水化反应之外，多余的水分通过脱滤水设施渗滤出去，沿巷道水沟流入水仓，通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。

矿山充填技术发展历程常规划分

尾矿充填

尾矿充填是消化量较大的尾矿综合利用技术。特别是全尾砂胶结充填，一方面可将60%以上的尾砂充填于井下，从而大幅减少尾砂排放和土地占用、保护生态环境；另一方面，高质量的充填体可对井下采空区起到良好的支撑作用，避免采空区围岩的塌落，从而使矿区地表得到切实有效的保护。此外，以矿山充填配合矿柱的回采能显著提高地下矿石资源的回收率，与其它采矿方法相比，可提高10～20%以上，显著延长矿山服务年限。

来源：地质杂记，图片来源：煤基固废绿色充填

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