地下金属矿山的充填采矿技术研究张石林

地下金属矿山的充填采矿技术研究张石林

张石林

云锡老厂分公司云南个旧661000

摘要：近年来，我国对金属矿产资源的需求不断增加，而传统的采矿技术以及采矿的基本模式已经不能适应金属矿的采矿行业的发展。矿产资源在进行来发和利用的整个过程中会产生很多的污染物质，比如废石以及尾砂等，这些固体废料所占据整个工业固体废料的八成以上。固体废料的普遍存在使地表受到严重的影响，同时也引发了一系列的安全事故，文章对地下金属矿山的充填采矿技术进行分析，望给相关的从业人员提供帮助。

关键词：地下金属矿山；充填采矿；技术研究

引言

伴随着可持续发展理念的不断推广与深入，我国矿产开采又多了一项要求，其在全力提高采矿效率的基础上，又要竭尽全力降低对矿区周边生态环境的破坏作用与负面影响。地下金属矿充填采矿技术作为一种主要采矿技术，其在优化采矿地区环境、避免矿区地表的塌陷以及提高采矿率等方面都发挥着不可替代的重要作用。

1充填采矿法

国家安全监管总局安监总局2014年发布通知，要求严防中毒窒息、火灾、透水等十类非煤矿山生产安全事故。通知特别要求大力推广充填采矿法，对于新建地下矿山，要首选充填采矿法，确实不能采用的还要经过设计单位或专家论证，出具相关论证材料。一般来说，充填采矿法指的是在矿产资源的地下开采过程中，通过一边推进回采工作面，一边逐渐用具有一定物理学性能的填充材料充填采空区的采矿方法，个别情况下为了维护采空区还需使用支架和充填料进行配合。总的来说，对采空区进行充填其目的在于通过这种方法尽可能地避免采矿过程中产生的安全隐患，例如充填体进行的地压管理能地表下沉及围岩崩落等情况的发生，可以为回采提供更加安全、更加便利条件。充填采矿法的优点是适应性相对较强、安全性高、回采率高，并能有效保护地表等。它的缺点是工艺较为复杂、成本投入较高、劳动生产率较低。

2充填采矿办法分析

充填采矿办法在开采的过程中比传统的采矿办法中多了矿山的充填工序，在空的地下层进行充填控制可以使得围岩受到有效的支撑，对于采场的地压实现了有效的控制。而矿产的填充题的出现还会使得矿石的贫化程度降低，所以有利于环境的保护，与传统的采矿方法相互比较具有较大的环境优势。充填采矿办法是一种利用人工的手段进行合理支护的方法，在所开采的矿区进行回采的整个过程中，则利用填充材料向矿区中输送填充物，从而使得矿区受到填充题的合理保护。

3关于地下金属矿充填采矿技术的有效改进措施

3.1进行多管点下料，降低充填无料利息率

一般情况下，单点下料因为坡积原因而产生充填料分离离析现象的界限标准主要可以分为两类，一种是进入长度超过15米，另一种是采空区平面面积超过80平米，一旦超过这两种界限，其必然会对充填料的强度产生很大的影响。优化后建议将原来的单点即一根管对应一点下料的方式改成一根充填管对应多个点下料的方式，排口间距改为2至6米，大小改为2至4平米。这样就有利于减小物料的离析率，进而增强充填物料的抗压强度。

3.2充填采矿及数可以实现低贫损的开采还会达到远景的资源保护

充填采矿技术在厚大的矿体中使用，会使得矿柱的回收效率得到加强，也使得金属矿的开采品质得到提升，使得矿石的回收效率大大加强。而充填采矿技术还可以实现目前技术无法提取的矿物质的有效保护，可以实现未开采资源的合理化保护和有效应用。实现了矿产资源的合理化发展，使得生态环境得到保护。例如全尾砂充填既可满足充填体强度要求，又可将选厂全尾砂回填到井下，可达到省去尾砂库、消除尾砂存放在地面引起的环境污染和安全隐患，节省尾砂坝建设和维护费用的目的Η充填料浆输送到井下不需脱水，无井下充填污染。因此，全尾砂充填是今后充填采矿法的发展方向之一，有着广阔的应用前景。衡量全尾砂充填技术优劣的标准主要有3个：①尽可能多的将选厂全尾砂回填到井下，使矿山成为在地表无尾砂矿山；②充填料浆到达采场后不需要脱水，且可获得满足强度要求的优质均匀充填体；③充填系统投资少，设备国产化程度高，充填成本较低。相对而言，上述3种全尾砂充填技术以高浓度自流输送全尾砂胶结充填技术为最优。但这一充填工艺在充填倍线较大时，不能实现料浆的自流输送。要解决这个问题，有两种全新的全尾砂充填工艺可采用，即活化搅拌高浓度加压输送全尾砂胶结充填中等浓度单浆输送全尾砂高水速凝固化充填。这两种全尾砂充填技术，是余属砂胶结充填试验研究的方向。但是也需要注意相关问题，例如采用中等浓度单浆输送全尾砂高水速凝固化充填技术时，单浆输送全尾砂高水速凝固化充填能较好地解决目前全尾砂高水固化充填存在的主要问题。

3.3进一步提高其安全程度

为了进一步提高安全性，某公司专门进行了针对性实验，其在充填料的底部增加了一个钢丝网，钢丝网的规格，直径是5mm,范围是在100mm*100mm以内，网度范围是1.6m*1.6m，竖筋直径为20mm，长度为1.8m，并且在两侧都加装了一个150mm长、5mm厚度的铁块。试验发现，当故障发生致使充填不能持续进行时，在填充体的下方易形成一个薄层，在下层可以看出，当这个薄层的厚度低于250毫米的事后，这个薄层就容易脱落。即使有了加装的钢丝网，但由于这个钢丝网的强度很低，起不到保障作用，经常会同充填体一起掉落。造成对下一分层的危害。针对此问题，笔者建议可以从以下几个方面来进行有效改进：第一，加大监管力度，确保充填的持续性在实际应用过程中，必须要加大对管路的检验频率和强度，禁止发生下部薄层掉落的现象，此外，一定要将充填体和顶眼之间的间距控制在150mm以内。第二，要进一步提高充填体的强度根据实际情况，适时取消钢丝网的使用，尽可能使用具有较大强度的钢筋网，确保充填体和底部的薄层都能够有效连接在一起。这样大大的减少了底部薄层的掉落，使其保持了完整性。对于充填的材料，既要降低开发的成本，又要加强它的强度。在充填的施工开始之前，要对充填所需要的材料有合理的计划，以免在充填的施工中，导致材料不足，或者是材料过剩。如果所充填的材料强度不达标，那就很容易出现风化的问题，造成严重的脱水现象。第三，创新和优化排水措施，全面提高实际生产效率要想从根源上有效降低引流水，利用清洗水对充填料的稀释剂清洗，有效降低物料的利息率，确保物料达到理想的浓度和标准，笔者建议在实际使用之前可以在靠捡水源处安装三通阀，安装了三通阀之后，便可以成功将引流水或者清洗水都直接排放到污水井里面。

结语

近些年来，充填采矿法的回采工作已经采用了较高效率的装采设施及设备，充填工作从而实现了管路化、自动化，资源化。充填采矿法充分考虑到采用选厂尾砂作为充填料，有矿石损失贫化小、作业安全性高等优点。尤其是对于围岩及地表需要保护、地压大、有自然火灾危险的高品味或贵重金属等矿床，充填采矿法的优越性将更为明显和突出，在可以遇见的将来，充填采矿法的应用范围将有不断扩大的趋势。

参考文献

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