地下金属矿山的充填采矿技术研究白鹏举

地下金属矿山的充填采矿技术研究白鹏举

白鹏举

新疆地矿局第一水文工程地质大队新疆维吾尔族自治区乌鲁木齐市830091

摘要：新时期下，随着我国采矿技术的蓬勃发展，金属矿的规模持续扩大、数量不断增加，以往的采矿模式和采矿技术已经难以满足行业的需求，采矿中产生的污染物质也对生态环境带来负面影响。在此背景下，本文主要针对地下金属矿山的充填采矿技术进行分析和研究，希望给予我国相关行业以参考和借鉴。

关键词：地下金属矿山；充填采矿技术

引言

地下金属矿山是带动工业经济发展的宝贵资源，一向都是促进工业经济发展的关键因素，随着经济由高速向高质量转型发展，矿产资源的需求量持续增大，如何在安全、高效的开采矿产资源的前提下，不破坏生态平衡、保护周边环境，同时达到对经济、人力、物力的最小消耗，成为现阶段矿产开采的一个重要探究方向。

1防止出现地表变形以及下沉

首先，在对金属矿山进行开采工作中，通过充填采矿技术可以有效充填采空区，里面的填充物能够支撑采空区的顶部岩石层，防止围岩出现下沉以及变形；其次，填充物还能够防止采空区出现较大位移，合理调整采空区的空间，有助于企业快速建立工作层面，为采矿后续工作提供条件；再次，充和开采交替循环，可以有效缩短采矿周期，提升企业的开采综合能力；最后，合理应用充填采矿技术，能够有效缓解岩层移动，保护地表结构和生态平衡，避免采矿区的原本生态环境被严重破坏。

1.1降低作业成本

当采矿工作进行到需要深度开采的程度时，首先需要综合考虑到地应力、地形地势等多方面的问题，如果出现应力不平衡的情况，很容易导致开采效率下降，并进一步促使需要借助更多的设备来完成开采，加大了开采成本，也耗费了更多的人力、物力。充填采矿技术，能够确保应力处于相对平衡的状态，减少废石提升、尾砂输送及维护提升设备和尾砂库所需的费用。

1.2保护远景资源和降低贫损

当前，充填采矿技术在我国已经获得了广泛的应用，其不仅可以在水平面金属矿体中进行应用，还能够在倾斜或者地下矿体中进行合理应用。在厚度较大矿体开采中应用该技术，可以提升矿柱利用效率，进而优化金属矿品质，减低矿山贫损。同时，该技术还可以对矿物质实现有效保护，对尚未开发的金属矿资源进行有效应用和合理保护，维护采矿区的生态平衡。

2创新地下金属矿山充填采矿技术的相关途径

2.1创新采矿工艺

在应用充填采矿技术中，需要结合采矿技术、矿床条件以及矿山特点，创造或者创新新型的采矿工艺，例如倾斜矿脉，可以通过废石抛掷或者矿岩分掘的方法充填空区；又例如对于厚大矿岩，可以通过高水材料、块石胶结或者尾砂胶结进行充填，在提升生产效率的同时，还可以降低成本，对采空区进行科学处理。

2.2新探测手段

新探测手段与新材料相同，也是当下备受关注的问题之一，目前主要采用的新型探测手段以自动化控制技术为主，围绕自动化控制进行，实现对于CMS探测系统的一个综合运用，应用到实际的地下金属采矿作业中，就是通过对于整个采场采矿点做一个三维式的数据扫描，进而形成全面的数据分析，根据数据内容，建立其精准的模型，围绕模型再进一步完成对于充填工作的开展，又将进一步提高整个工作的效率。

2.3提升自动化充填水平

充填采矿的技术设备性能对其发展有着直接影响。因此必须加强对高效设备的研制，研制与引进适用于矿山的自动化设备及装置，建立完善的自动控制系统。同时，还应加强对数字化与智能化充填的研究，使矿山企业拥有准确、快速的信息采集处理系统，并建立起有效的经营管理系统。此外，还应建立一个能够传递声频及视频数据信息的通信网络，以便能及时获取充填技术所需要的地质条件、充填体强度、充填供需等数据，从而全面提升采矿智能化管理水平。

2.4进一步提高其安全程度

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。

2.5加强新型材料研发

充填采矿技术涉及面广泛，施工过程复杂，且采矿场位置较为固定，结构类型不统一，没有固定的施工方法。因此，采矿企业要加强在新型充填材料方面的研究，适应新时期生产作业的发展需求。充填材料主要由胶结剂及骨料组成，如今除了一些常规的砂石、水泥等常规充填材料的使用，材料外加剂也逐渐开始被广泛应用。例如使用速凝剂可缩短凝固时间;使用减水剂可提升矿体强度;使用减阻剂可降低管道输送阻力。这些材料的使用，均能有效提升采矿的作业效率。在日后的研究中，仍要加强试验与改进，全面完善充填技术。

2.6创新填充设备

当前，我国在应用充填采矿技术中，其主要以人工的形式进行，自动化和机械化程度较低，对采矿效率带来了一定的影响。因此，相关企业需要积极研发和创新具有较高自动化和机械化程度的填充设备，例如盘式过滤机、真空过滤机陶瓷过滤机以及高效浓密机等，通过机械设备可以提升井下填充的效率和质量，满足金属采矿施工的需求。

2.7提高采矿质量

采矿技术的根本是为了采矿质量所服务，而采矿质量一直是采矿工业中的“老大难”问题。对于部分矿山企业而言，采矿技术的关键并非质量而在于数量，为节约成本或者其他因素的考虑，采用较为落后的开采技术，不仅浪费了大量的矿产济源，还破坏了周边环境。面对这一问题，相关政府部门要综合分析，根据矿山企业的实际情况，合理进行干预和监督工作，确保矿山企业在保证开采安全与生态的同时，注重对技术的更新和企业文化的调整，逐步提升采矿质量，实现企业的可持续性发展。

2.8完善管理机制

目前，大部分充填站都购买了很多比较新进的机械设备。这些设备的应用能够明显的去对填充效率给予提升同时使得施工安全得到保证。可是因为在管理上的不足采矿的混乱，经常会使得机械设备故障率持续的提升。因此，有必要去对公司目前的管理机制适当的完善。同时依照多种机械设备本身所具备的特点，去对定期的维护体系给予设置，及时的对于其中出现的故障问题给予有效的维修，使用切实可行的措施，使其能够为采矿工作提供技术上的支持。对于设备管理进行有效的强化还能够预防设备过度老化，使得设备自身的使用寿命得到有效的演出，防止设备过早的出现老化问题。

结语

总而言之，随着我国金属采矿行业的蓬勃发展，其开采技术也在不断的优化和完善中，应用充填采矿技术可以节约资源成本，促使采矿过程趋于环保化和绿色化，降低资源损失、提升利用效率，符合绿色发展的理念，对企业安全生产和生态环境保护具有积极作用。但是该项技术在发展中依然存在诸多缺点和不足，需要相关企业在实践生产中不断优化和改进，对促进我国金属矿产资源的合理利用和开发具有关键意义。

参考文献

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[2]董占军,韩明龙.地下金属矿充填采矿技术分析[J]科学技术创新,2018(14):152-153.

[3]尹伟天,郭威.地下金属采矿科学技术的发展趋势[J]世界有色金属,2017(02):125-126.