充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中运用分析

充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中运用分析

张世锋  

西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司  新疆维吾尔族自治区 834500

摘要：现如今，我国对矿产资源的需求不断增加，矿山开采越来越多。在金属非金属矿山开采过程中，采充填采矿技术对生产的效率和安全性有着不容忽视的影响。在开采设计时，需要选择合适的采充填采矿技术。本文首先分析充填采矿技术应用优势，其次探讨充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程的具体应用，以期为采矿工作发展提供借鉴经验。

关键词：充填采矿技术；采矿工程；金属非金属矿

引言

充填采矿技术有许多优势，可以控制地表下沉，保护生态和周边基础设施。充填采矿技术还能提高矿产利用率，通过填充废弃物和剩余矿石，实现矿石回收和利用，降低资源浪费。充填采矿技术还能降低采矿成本和运营风险，减少地表修复和废弃物处理成本，增加经济效益。

1充填采矿技术应用优势

1）保证开采安全。矿山开采工作随着矿山类型不同而存在不同危险性，所以要保证充填采矿技术的灵活运用，能够充分应对不同开采要求。在开采之前对矿山类型和实际矿产分布进行深入调查，以此保证开采工作顺利。最应注意的掘石围岩开采过程中会出现的坍塌现象，以先进的技术降低坍塌几率。2）充分考虑环境问题，融合低碳环保理念，保证充填采矿技术对环境保护的作用，通过对技术手段的升级和深入挖掘来降低环境污染情况，降低开采工作难度同时提高开采效率。

2充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程的具体应用

2.1上向充填采矿技术

上向充填技术可以通过管道将矸石和矿渣输送到矿井，使其得到有效利用。同时，上向充填技术还可以填充那些发生裂缝的矿层，稳定地下结构，减少安全隐患，提高采场利用率。通过上向充填技术，矿井可以得到充分利用，进而提高采矿效率。一方面，通过填充煤矸石等材料，可以增加支护力度，提高矿层稳定性，降低事故和停产风险;另一方面，充填的煤矸石可以充当支撑材料，减少对支承体结构的需求，降低工程成本。上向充填技术可以减少煤炭开采过程中的尾矿堆放。而传统的煤炭开采方式就会产生大量尾矿，对地表土地资源造成浪费，而将尾矿通过管道输送到地下进行充填，不仅可以节约土地资源，还可以减少对环境造成的污染，提高绿化和治理效果。

2.2降底

待切顶、护顶固帮全部结束后,方可从下部通道开始降底。降底宽度同切顶巷道宽度,要求两帮竖直规整,严禁超欠挖。当降底高度在4m以内时,可一次降底将矿石采完;当降底高度超过4m时,为防止片帮,应考虑分层降底;当降底高度超过3m时,3m以上应锚网护帮,材质及参数同1.1节。开口转角处为应力集中点,应从上到底采用锚网喷支护,防止矿柱变形失稳。降底至上部通道即结束,不得破坏上部通道。

2.3干式充填法

干式充填法是一种常见的方法，通过输送带将砂石等充填材料直接运输至采空区加以填充，具有实用性较强的优点，但同时也存在成本较高、工艺复杂性强以及效率低等缺点。

2.4下向分层充填采矿技术

下向分层充填采矿技术与上向分层充填采矿技术是反向施工，需要企业由上至下进行矿山开采工作。因此在具体开采过程中需要详细进行矿井建设，即运输井、人天井和矿石溜井，运输井具体作用就是实现充填物质稳定运输；矿石溜井主要用来进行矿石运输。在技术应用时可以充分满足矿山开采需求，保证开采环境的稳定性，为矿山内部施工提供有力支撑。应用下向分层充填采矿技术能够有效降低开采事故发展几率，同时要深入掌握开采过程可能出现的问题，做好预防方案，将风险降至最低。

2.5沉降控制技术

沉降控制技术指在金属非金属矿山开采中对采空区充填后可能引起的地表沉降问题进行有效控制。在金属非金属矿山开采过程中，为了保证矿产的安全高效，就会采取有关措施进行采空区充填。然而，这种充填过程中往往会伴随采空区沉降，从而对地表的稳定性产生影响。随着科技进步和人们对环境保护的重视，沉降控制技术得到了广泛应用。通过监测和预测地表沉降情况，可以及早发现沉降问题，并采取措施进行调整和补救。同时，合理设计充填方式和厚度是控制地表沉降的关键。科学的设计可以减少地表沉降程度，保证充填区内的稳定性。采用适当的支护措施是沉降控制重要手段之一。常用的支护措施包括设置局部密实固结带、加固地表层和采用支柱支撑等。这些措施可以有效减少沉降对地表建筑和基础设施的影响，保证周边环境安全。沉降控制技术的应用还可以有效保护周边建筑和基础设施。通过控制地表沉降，可以减少地表建筑物的受损程度，延长其使用寿命，也可以减少对地表资源的影响，保护生态环境的完整性。但沉降控制技术仍然面临一些挑战。地表沉降是一个复杂过程，受到多种因素影响，如地质条件、采空区充填方式和厚度等。因此，需要深入研究并不断改进技术手段，提高沉降控制的精度和可靠性。沉降控制技术的实施还需要投入大量的人力、物力和财力，这就需要不断加强技术研究和人才培养，提高技术水平和应用能力。沉降控制技术在金属非金属矿山开采中具有重要的应用价值。通过监测和预测地表沉降情况、合理设计充填方式和厚度以及采用适当的支护措施等手段，可以有效控制地表沉降，保护周边建筑和基础设施安全，减少对地表资源的影响。

2.6湿式充填料搅拌

湿式充填是采用块状废石、水泥与水以一定比例混合后,用铲运机或其他设备直接运至采空区充填、碾压、振动,形成一定强度充填体的充填方式。目前湿式充填料主要采用块石与水泥先干式搅拌,然后再运至充填区附近料场,边加水边用铲运机进行湿式搅拌,形成合格充填体后再铲运至采空区充填。该方式搅拌次数多,工序复杂,效率低,且硅质粉尘大,作业环境差。后期计划采用喷淋搅拌,即将废石直接运至充填区域,同时将水泥和水按一定比例制备成水泥浆液,通过注射泵和管道将水泥浆液直接喷淋到废石上面,利用水泥浆液自行下渗和铲运机不断将废石向上翻炒,将废石和水泥浆搅拌均匀,直至形成合格充填体。该方式搅拌次数少、工序简单,效率相对较高,且硅质粉尘少,作业环境好。

2.7高速柔性搅拌制备

高速柔性搅拌机是一种新型一段式刚性叶片＋柔性链条组合的搅拌设备，刚性叶片分为上部叶片和下部叶片两组，下部叶片为二片式，上部叶片为下压式双叶斜叶桨，角度为45°，有2根柔性链条。搅拌器在电机及减速器的带动下做高速转动，转速高达247ｒ／ｍｉｎ，使多物料在搅拌桶内做复杂的运动。充填料浆在搅拌桶内上部刚性叶片作用下会先向下运动，经过柔性链条，再经过下部刚性叶片后又向上翻腾，最后回到柔性链条处形成涡流，柔性链条附近的阻尼板使得湍流状态继续加强，在充填料浆之间的剪切作用下，胶固料颗粒能够充分分散。

结语

现代化采矿工艺技术经历了长时间的发展与创新，衍生出了多种类型的工艺技术，需要根据采矿工程的特征挑选适宜的技术。采矿工程在实施过程中，不仅要重视安全和质量，也应当尽量减小生态环境的破坏，严格把控成本费用，保障工程的综合效益。可以预见到，现代化采矿技术必定会朝着绿色化、自动化、智能化的方向发展，应当基于采矿项目的具体情况，强化对工艺技术的切实把控，确保采矿工程的顺利开展。

参考文献

[1]王俊民，黄修鹏.充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用[J].世界有色金属，2022（11）：43-45.

[2]王占军，吴晓军，梁建飞.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].中国设备工程，2021（16）：255-256.

[3]任强.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古金属非金属矿山经济，2021（10）：10-12.