地下金属矿山的充填采矿技术研究

地下金属矿山的充填采矿技术研究

高艳鹏　  袁野 　 李佳峰 　 姚景亮 　 葛云飞

赤峰山金红岭有色有限责任公司　　内蒙古赤峰市　　025450

摘要：现今我国矿山行业迅速发展，采矿技术也受到社会以及各个行业的重视，我国采矿技术水平逐渐创新与提高，金属矿数量也逐渐增加，其规模也逐渐扩大。在采矿施工中会对周围环境产生严重的污染，废石废料等更会占用较大的场地空间，也会增加开采现场的安全隐患。对此，地下金属矿山可以采用填充采矿技术，以提高采矿安全和质量。

关键词：地下金属矿山；充填采矿技术；研究

引言

    社会经济发展的过程中更为注重可持续性建设，采矿行业也要跟随发展方向，并利用绿色采矿技术进行施工。填充采矿技术符合绿色采矿的发展理念，应用其技术能够有效解决采矿施工中产生的地表下沉等问题，也能够控制对环境的污染与破坏，更能够节约采矿成本，也能够将采矿资源进行合理的利用。对此，笔者对填充采矿技术的优势进行分析，并对现今采矿中存在的问题进行探索，为开采企业提供有效的技术应用措施。

一、充填采矿的优势

    充填采矿技术是现今矿产开发的重要形式，也广泛的应用在矿山开采中，其技术应用中最为重要的优势是能够控制开采作业中对环境的污染与破坏，回采率得到提高。充填体在施工建设中能够对矿山矿井周围的岩石起到支撑作用，围岩的位移问题得以有效控制。充填采矿技术主要应用在深部开采或者矿区开采作业中，其技术能够对采场中产生的不平衡应力有效应对，应力场的平衡得到保障，开采作业安全也得以提高。其采矿施工技术需要机械设备辅助开展，机械设备的购买成本较高，但也能够提高开采作业的效率和矿产数量。前期投入较大成本，后期的人工成本、物力成本等都能够得到有效减少，支出与节约能够互相抵消，也利于矿产企业的持续性发展，更能够为企业带来更大的经济收益。

二、目前充填采矿技术在采矿中存在的应用问题

1、施工难度较大

    充填采矿技术在操作中工艺流程较为繁琐，其施工技术在应用的过程中难度也会增加。在分层填充采矿技术施工环节中，需要对凿岩进行爆破、出矿、护顶等多项工序，每一个工序的施工质量都会影响后续的施工开展，对此，在施工开展中，要确保一个工序完成以后符合施工要求标准才能够开展下一个施工工序，施工工序复杂会增加开采成本，施工效率也较为低下。另外，现今多数矿产企业仍然采用分层填充技术，在凿岩爆破的过程中会对地压产生影响，也会提高爆破损伤的概率，更无法保障施工建设安全，对采矿工程开展增加了较大的安全隐患。

2、采矿顶板管理难度大

    在矿山开采作业的过程中围岩不稳定是常见的问题，围岩不稳定会直接影响矿区面顶板的施工作业，也会增加施工管理难度。围岩不稳定问题产生，矿区的面顶板就会持续暴露，暴露时间越长，安全隐患越大，发生概率的安全事故也越高。对此，在施工作业中要合理安排各个工序的施工时间，控制并减少面顶板暴露的时间长度，以保障施工开采的安全。

3、对新型高强度充填材料需求大

    充填采矿施工作业中，会受到生产结构、生产方式的影响，开采数量也会存在较大的差距，对此，在施工过程中，要使用新型的高强度填充材料进行填充，填充数量较大，但能够确保施工开采作业顺利进行。进而在实际开采作业中，填充采矿技术没有固定的标准开采方法。矿石产业在发展期间，要根据实际开采作业情况对新型高强度填充材料进行研究，以结合施工技术更为高效的开展采矿作业，提高技术应用的综合性能，也能够推动采矿行业的持续性发展。

三、我国地下金属矿山采矿技术的发展现状及趋势

1、我国地下金属矿山采矿技术的发展现状

    空场采矿技术是现今最为常用的采矿方法，崩落、填充采矿方法都是经常使用的。崩落采矿方法经常应用在地下金属矿山开采作业中。黄金矿山的开采主要以充填、空场采矿方法。在地下采矿中使用空场采矿方法，能够节约施工成本的同时开采效率也得以提高，崩落采矿方法是最安全的，其方法也能够提高开采效率。充填采矿在应用中需要利用机械设备进行辅助，其安全性较高的同时开采效率也较高。

2、我国地下金属矿山采矿技术的发展趋势

    地下金属矿山采掘技术在发展的过程中逐步朝着大型机械化设备应用的方向发展，在发展中也逐渐实现自动化、高效化。金属矿山位置多处于又深又隐蔽的地下，在开采中存在较多的难题，现今在开采中也需要注重环境保护，避免因为开采作业对环境产生严重的污染与破坏，对此，要合理对开采产生的垃圾进行处理，以实现智能采矿的自动化、信息化发展。

四、采用填充采矿技术的策略研究

1、创新填充设备

    在填充采矿技术应用的过程中，主要以人工开采为主，机械化、自动化程度较低，开采效率得不到提高。对此，采矿行业在发展的过程中要对填充设备进行自动化、机械化创新，使用真空过滤机、盘式过滤机等，机械化、自动化设备的应用，能够有效提高充填效率，也能够提高采矿效率和采矿安全，也能够节余更多的人工采矿成本。

2、开发填充材料

    在采矿施工中对填充材料的性能有较高的要求，高水材料具备无重力水排除的优势，其固结速度也较高，进而在材料填充的过程中不会对井下环境产生污染，也能够节约填充成本。但在实际填充使用的过程中，材料的强度较低，风化问题经常产生，另外，材料的成本偏高，其抗冲击性、抗振动性也较低。对此，要重视新型填充材料的开发，能够降低材料成本的同时提高材料使用性能，进而取代高水材料。

3、建立健全的充填站管理制度

    要想应用充填采矿技术，就要对充填站加强管理，根据施工情况建立健全的充填站管理制度，能够对作业流程进行规范，也能够按照管理制度落实管理工作，确保施工人员按照标准的操作规范开展施工。另外，也要对填充站设备、机械等进行采样，定期开展维护保养，确保设备、机械稳定运行，也能够保障充填材料符合施工要求。

4、避免采矿的地表出现变形或者下沉的问题

    在地下金属矿山的开采作业中应用充填采矿技术，能够将采矿空间区域进行高效填充，采矿区的顶层岩层也能够得到稳定的支撑，围岩变形问题也能够有效控制。另外，填充材料也能够避免采矿空间产生移位，为采矿工作提供安全保障。其次，开采、填充在施工作业中有效循环，采矿周期得以缩短，矿区的开采能力水平也得以提高。充填采矿技术在应用的过程中也能够对岩层移动问题进行处理，整体结构的稳定性、统一性都能够得到保障，也能够保护周围生态环境。

5、充填采矿技术可以实现低频损的开采还会达到远景的资源保护

    充填采矿技术的应用范围较为广泛，可以使用在水平矿体开采的作业中，在倾斜的矿体开采中也可以使用，较为复杂的矿山体系中也能够得到合理应用。充填采矿技术在厚大的矿体中进行应用，矿柱的回收率能够得到提高，开采质量以及开采效率都得到明显提升，矿石的回收率也得以提高。充填采矿技术在应用中也能够对无法提取的矿物质进行保护，对没有开采的资源进行保护，矿产资源开发更为合理化，生态环境也得以保护，能够实现绿色矿产行业的发展目标。

    例如在充填采矿技术施工中，全尾砂充填能够得到矿山开采对充填体的强度要求，全尾砂也能够全部回填到矿井中，尾矿库得到节约，也能够降低对环境产生的污染，安全隐患也能够得到有效控制，施工建设成本也能够减少。

     尾矿充填技术在应用中有以下几个特点，其一，能够最大程度将产生的全尾砂进行回填，对环境起到保护的作用，也能够节余施工成本。其二，在回填作业之前不需要对充填材料脱水，能够达到充填材料的强度要求。

结束语：

    充填采矿技术应用在地下金属矿山的开采作业中，能够提高开采作业的安全性，也能够提高开采效率，现今已经被广泛应用。采矿企业也要对采矿技术不断创新，并对存在的问题进行探索与总结，制定有效的应对方案，以提高采矿效率和安全。
参考文献：
[1] 范房建,黎彬彬. 地下金属矿山的充填采矿技术分析[J]. 中国房地产业,2018(35):269.

[2] 于政海. 地下金属矿山的充填采矿技术探讨[J]. 科学与财富,2021(36):29-30.