金属矿山充填采矿若干技术问题分析

金属矿山充填采矿若干技术问题分析

梁福奎王宁李江

招金矿业股份有限公司大尹格庄金矿山东招远265414

摘要：隨著我國經濟的快速發展，各行各業對於礦產資源的利用率也越來越高，这在很大程度上对矿产的开采提出了更高的要求。一方面，需要提升采矿的效率；另一方面，还需要最大程度地降低对矿区周围生态环境产生的破坏影响。在这种情况下，填充采矿技术以其采矿率高、优化采矿地区环境、避免矿区地表的塌陷等优点得到广泛的应用，但在实际应用过程中仍存在一些问题，本文针对这项技术以及改进存在的问题进行论述。

关键词：金属矿山；充填；采矿；若干技术

1技术优势

1.1消除了地表出现的下沉和变形

借助于填充采矿技术，能够对矿区中的一些空区进行有效填充，这样就能够及时地对这些空区顶层进行支撑，防止围岩的下沉和变形，同时，还能够组织地表出现不同幅度的移动和错位。另一方面，通过填充这种方式，还能够为采矿人员提供一个新工作面，这样就能够很好地为后续的采矿工作提供方便的操作条件，实现采矿操作循环周期的进一步缩短，降低了采矿的一部分成本支出，同时，还能够提升采矿生产工作的能力。更为重要的是，有效地消除地表下沉和变形这一现象，很好地确保了当地地表维持大致的原貌和生态平衡。

1.2实现了污染物的减排

通常情况下，许多矿山借助于一般的开采技术，往往在完成一个阶段的开采工作后，会产生大量的废料，这些废料经常会被任意地堆砌在废弃的矿山中，而借助于填充采矿这项技术，实现了将开采出来的大量固体废弃物重新回填地表下，这在很大程度上实现了废弃物的有效处理，实现了衍生污染物的有效减排，很好地解决了矿区中普遍存在的对周围环境造成严重污染的问题，具有很好的清洁性。

1.3提升了矿石的回收效率

填充采矿技术的应用范围十分广泛，主要可以应用于缓倾斜矿体、水平矿体、分支复合矿以及急倾斜矿体等不同的矿体，尤其是对于那些矿体十分厚大的矿区，能够大幅度地提升出矿的品位和矿柱的回收效率，实现矿石的最大限度回收。另一方面，借助于这种采矿技术，还能够有效地保存当前不能够妥善回收的尾矿、废石以及废渣等有用的物质。

1.4其他优势

相比于其他种类的采矿技术，填充采矿的回采效率更高，相对应地贫化率却更低，因此，经常会取得较好的经济效益，同时，减少了因为修建尾矿坝而应用到的不必要的大量占地面积；另一方面，采用填充式采矿技术，通常是具有自燃效果的矿床，这样就能够很好地避免了火灾事故的发生

2充填工艺技术存在的问题

（1）振动筛网对含有水分粘结的砂石进行筛分时的效果达不到百分百过滤，常常会出现粘结的砂石将筛网表面粘结封堵网孔的现象，这样在筛分时就容易出现充填效率低，速度慢等现象。不利于大规模的实施充填。

（2）需要充填的采空区的平面面积超过80mm2时，单点投料容易使填充料分离，出现离析的现象，从而降低了填充体的强度。

（3）在利用引流水及清洗水进行稀释填充料的同时，改变了水灰比，使得填充体的强度随改变而降低。

（4）在抽取填充的清液时使用水泵，其降低了生产效率。

3改进措施

（1）筛选砂石的工具上进行优化，提高筛选率。原始的筛网是使用直径为8毫米的圆钢编制成25mm*25mm的筛网，在其对含水粘结的砂石进行筛选时效果并不好，会经常出现砂石凝固在筛网表面的现象，使得下料不顺畅。而改进的参考参数为使用3mm*30mm的扁钢来编制25mm*25mm的筛网，这样就提高了筛网对砂石的分辨率，确保了充填给料的均匀性，保证了充填料的浓度。

（2）采取多管点下料，减少充填无料离析率。如果采空区平面面积超过80平米，或者是进入长度超过15米的时候，单点下料就很容易因为坡积而产生充填料分离离析的现象，从而在很大程度上影响了充填料的强度。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）合理改进排水措施，提高生产率。为了在根本上降低引流水，清洗水对充填料的稀释剂清洗，减小物料离析率，确保物料的浓度。应在靠捡水源处安装三通阀，这样可以将引流水及清洗水直接的排放到污水井。为了减少前后两次的充填时间间隔，提高效率，应将原来的水泵排水改成预留排水管，使用废旧充填管为排水管，布置在排水墙的一半位置，间距在10至20厘米之间。填充前，使用胶布包好排水管，避免漏水。充填后，等到浆料沉淀到第一个排水口下方时，打开胶布进行清液的排放，以下做法同上。这样做可以大大的减少排水时间，也减少了水泥的流失，保障了充填物的强度。

（4）提高安全性。实验一通过某公司提供的竖向遍布钢筋的基础上，在其充填料底部加增一个钢丝网，钢丝直径在5毫米，范围在100mm*100mm以内，竖筋直径取在20毫米，网度范围在1.6m*1.6m，1.8米长，再在两侧加装5毫米厚，150毫米见方的铁块。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。为了提高充填料质量，解决下部薄层掉落的问题，减低其成本，笔者提出了以下改进措施：首先，加强检验管路的力度，确保充填的持续进行。禁止出现下部薄层掉落的现象发生，同时将顶眼与充填体之间的间距控制在150毫米以内。其次，要改善充填体的整体强度，取消使用钢丝网，改用强度较大的钢筋网。这样钢筋顶部向上弯曲，制作成短竖筋，使得底部的薄层与充填体有力的连接到一起。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。充填的材料的强度不够，就导致了易于风化，易于脱水，两者都会将它的强度降低。

结束语：

在开发新的技术工艺时，应该与矿区的实际情况相结合。对于那些缓倾斜以及脉矿薄的地区，矿岩应该分开开采，抛掷废弃的石头用来填充空区。对于那些厚大而又稳固性比较强的矿体，要使用浅孔以及中深孔的办法来开采，在开采结束以后，用胶结材料充填。除此之外，对采场进行设计时，需要谨慎，需要满足两个条件，一是与矿区的实际情况相联系，二是交通一定要便利。一定要选用便利的工具，用来运输充填材料。充填材料的质量一定要达到施工的要求。在放置充填材料时，位置一定要正确，因为位置的因素也会对充填材料的凝固造成影响。由于施工的需要，必须要有可以研制出高效而又浓密矿浆的设备，与此同时，也必须要这种设备的磨损达到最低的程度，这样就可以延长设备的使用寿命。在對这种矿浆运送的过程中，需要采取压牌的设备，来对输送的每一个环节的压力进行调节，就样就可以会使管道通畅。在对自动化技术以及设备的引进中，需要与矿区的实际情况相结合，以对三种物流量的调节来调节充填的浓度，这三种物流量是，充填固化材料、清水以及全尾矿卸料。

参考文献：

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