——一个老矿长的艰难抉择

调度室的灯亮了一整夜。

2023年11月，湘西某铜矿的会议室里，围着圆桌坐了七八个人。矿长、总工、生产副矿长、安全矿长，还有两个从设计院请来的专家。桌上的茶杯早就凉透了，矿泉水也喝掉了几瓶。

议题只有一个：充填系统到底要不要建？

这不是一道技术题，是一道生死题。
老吴的账本
吴建国把安全帽往桌上一摔，站了起来。

"不建充填，那是等死！"他的声音有点哑，"你们知不知道，现在-580米中段以上的采空区已经超过15万立方米？地表塌陷范围已经扩展到工业广场边缘了。再这样下去，整个矿区都得搬走。"

他是从技术员干上来的矿长，在这座矿山待了整整二十三年。每一个采场的进尺、每一次爆破的方量，他心里都有一本账。
"可是，"生产副矿长刘大海接过话头，"充填系统投资要多少钱？两千万。现在矿山账上现金流有多少？连设备采购款都还欠着施工方。转充填，矿房回采顺序要调整、出矿系统要改造、充填管道要重新铺——这些成本谁来算？"

"我说老刘，"安全矿长插话了，"要是出了事，那可就不是两千万的事了。去年山西灵石那个矿，采空区塌了，地表塌了一个篮球场大的坑你知道吧？"

"那是他们管理问题。"刘大海没服软。

会议室里气氛有点僵。
两种声音，一个困境
这其实是很多老矿山面临的共同难题。

我国金属矿山有大量在上世纪七八十年代投产，采用空场采矿法开采。那时候资源多、品味高，地表也没啥建筑，空场法简单高效——采完矿石，围岩能撑住就撑，撑不住就让它塌。

可二三十年后，情况变了。深部开采地压增大、地表沉降扩展、周边环境复杂，继续用空场法，安全性成了大问题。可要转充填法，之前的采场结构、底部出矿系统、通风网络全都得改。

"说白了，"总工老周点了一根烟，"空场法转充填法，最难的不是技术，是过渡期怎么活下来。"

他说的是实话。充填系统从立项、审批、建设、调试，到最后能稳定运行，通常需要三到五年。这三五年里，矿山不可能停产等死，得边生产边改造。可边生产边改造，意味着新旧两套体系同时运转，成本翻着跟头往上涨。

很多矿山就是在这个过渡期撑不住的。

一个办法：分层过渡
"我提个思路，"设计院的张高工打破沉默，"可以不可以分层过渡？"

他站起来，走到墙边的矿区剖面图前。

"你看，-580米中段以上的空区已经是既成事实了，充填系统建成之前，这部分先不处理，重点是控制地表塌陷范围。"他用笔在图上画了几道线，"关键是-580到-650这个过渡中段。"

"怎么过渡？"吴矿长问。

"这个中段做试验。"张高工说，"采场结构参数按充填法要求布置，但回采顺序反过来——先采矿柱，再采矿房。"

"先采矿柱？"刘大海皱眉，"那矿柱支撑力没了，矿房稳定性怎么保证？"

"所以要用'嗣后充填'。"张高工解释，"第一步先把矿柱采出来，用高强度胶结充填料把空区填满，等充填体养护好、能承受压力了，再回来采矿房。第二步矿房采完后，用尾砂或废石充填就行，强度要求低很多。"

"这不是两步骤采矿吗？"老周说，"一步采矿房嗣后充填、二步采矿柱嗣后充填——这和我们现在的做法不是一样吗？"

"本质一样，但顺序相反。"张高工摇头，"常规的阶段空场嗣后充填，是先采矿房、后采矿柱。矿柱是最后才采的，承担支撑作用。但过渡期风险最大的恰恰就是这段时间——矿柱没采、充填没跟上、顶板应力集中。"

他的思路很清楚：把"支撑最危险"的阶段压缩到最短。

先采矿柱，用充填体替代矿柱支撑，等充填体强度上来了，再采矿房。这样在高应力状态下暴露的面积最小、时间最短。

老办法的局限
不过这个方案也有问题。

"两步骤充填法，回采工序多了一道。"刘大海是搞生产的，他最清楚，"矿房、矿柱要分开采，分开充，分开养——一个循环下来，少说多出两三个月工期。产能怎么保证？"

"这是过渡期的代价。"张高工承认，"但换个角度想，不转充填法，采空区继续扩大，将来付出的代价只会更大。"

"关键是充填体强度够不够。"老周翻出笔记本，"我查了几个矿山的经验数据：一步骤矿柱采后胶结充填，充填体单轴抗压强度要达到5到8兆帕，才能有效支撑上覆岩层。养护时间——普通硅酸盐水泥配制的充填料浆，需要7到10天。"

"七天到十天……"吴矿长在默默算账，"那每个采场循环至少要增加半个月。"

"但安全系数也上来了。"安全矿长接话，"你们去看一下行业标准，KA/T 22-2024《金属矿地下开采安全技术规范》，对采空区处理有明确要求：面积超过一定规模、又不进行充填的，必须留设足够的安全矿柱。可矿柱本身也是资源，留多了浪费，留少了撑不住。"

一个意外的转折
就在大家讨论得热火朝天的时候，调度室的对讲机响了。

"吴矿长、吴矿长，"电话那头是值班员急促的声音，"-620米中段出事了。"

"什么事？"

"4号采场顶板来压，锚网被撕裂了大概……二十米。万幸的是当时没人在那附近，但吓得几个新来的小年轻腿都软了。"

会议室一下子安静了。

吴建国没说话，只是把安全帽重新戴好，站起来往外走。

"走，去现场看看。"

那天晚上，矿里连夜开了紧急会议。内容没有悬念：充填系统必须建，但怎么建、分几步走，要重新论证。

第二天一早，矿里向上级打了报告：申请充填系统技改项目专项资金。

过渡期的"生存法则"
三个月后，设计方案定稿。张高工的团队结合矿山实际情况，提出了一套"三步走"过渡方案：

第一步（0-12个月）：应急处理与系统规划。
对-580米以上的高风险空区，用废石进行简单充填——不追求强度，只求控制塌陷范围。同时完成充填系统的立项和初步设计。

第二步（12-30个月）：试验采场与系统建设并行。
在-580到-620米中段选择2到3个采场，试验两步骤嗣后充填采矿法。同步建设充填站、铺设管道、调试系统。

第三步（30个月后）：全面转充填。
充填系统稳定运行后，逐步淘汰原有空场采矿法，新建采场全部采用充填法开采。

"这套方案的核心是'分步'。"张高工后来解释，"不是一口气把所有空区都填上，也不是等到充填系统建好才行动。是在过渡期找到风险和成本的平衡点。"

矿山的实践也证明了这套思路的价值。到2025年底，试验采场的顶板位移监测数据显示：采用两步骤嗣后充填的区域，顶板下沉量比原来的空场采区降低了60%以上；地表沉降速率也从每月15厘米下降到了3厘米以内。

当然，过渡期也有代价。产能下降了大约15%，吨矿成本增加了20多元。


"但至少，"吴矿长在一次汇报会上说，"我们不用再担心半夜被电话叫醒，说地表塌了。"

尾声
采访快结束时，我在矿区碰到一个刚入职的年轻人。他问我："老师傅们都说的'充填法'，到底是怎么回事？"

我想了想，给了个简单的比喻：

"空场法就像盖房子不砌墙——先把里面的东西拿走，等天花板塌下来；充填法呢，是边拿东西边往里填沙子——用充填体顶住天花板。"

"哪个好？"

"长远看，充填法更安全、更能多回收资源。但投入大、工序多、见效慢。过渡期最难熬。"

"那熬过去了呢？"

我看了一眼远处的井架，想起老吴在调度会上说的那句话。

"熬过去了，就不用再提心吊胆了。"

编者手记：空场转充填，不是一道简单的技术选择题，而是涉及安全、成本、产能的系统工程。不同矿山的地质条件、开采历史、资金实力不同，过渡方案也应该因地制宜。关键是在"等不起"和"投不起"之间找到平衡点，既不冒进、也不拖延。