干式充填采礦法的技術(shù)問題分析

雷明海

大同煤礦集團燕子山礦，山西大同 037037

0 引言

干式充填采礦法在運用中具有許多的優(yōu)點：采掘工程量比較少，對礦體形態(tài)變化具有比較強的適應(yīng)能力，采礦時可以讓損失率和礦石貧化率大大降低，對圍巖可以起到維護作用，地壓發(fā)生率還能有效減緩。干式充填采礦法對極薄的礦體也可以選擇回采，在高硫礦體回采中還可以預(yù)防內(nèi)因發(fā)生火災(zāi)，對深熱礦井工作面有降溫的作用。但同時也存在劣勢，它的回采工藝比較復(fù)雜，要充填空區(qū)增加了采礦成本，采場生產(chǎn)能力比較差，需要較長的作業(yè)時間。這種采礦法適用于比較稀有貴金屬回采和礦巖穩(wěn)固性比較差的礦井回采。干式充填法曾經(jīng)被試用于黃金的開采，在應(yīng)用和推廣這種方法過程中，對鋪墊材料、采場溜礦井構(gòu)造、選擇采準(zhǔn)行人天井類型、人工假底底部結(jié)構(gòu)等做了技術(shù)改進，而且取得了不錯的經(jīng)驗成果，帶來了更好的經(jīng)濟效益。

1 礦井溜井的結(jié)構(gòu)介紹

1.1 礦井溜井的用途

在采礦方法中，采用上向水平分層干式充填法“采場溜井”主要用在采場和采準(zhǔn)運輸巷道的礦石通道。在進行大量手選作業(yè)或者采場的夾石比較多的時候，也可以用在采場剩余的廢石溜井。通常來說，采場淺孔鑿巖分層落礦的高度在半米和一米之間，隨著采場內(nèi)充填料增加，采場的溜井也會相應(yīng)增高。

1.2 溜井的要求

1）從技術(shù)方面來講：一是粉礦的損失要少，盡量做到?jīng)]有損失金屬或者沒有粉礦；二是礦石或者廢石的流通要方便，放礦的時候阻力不能大，不能卡礦；三是要用輕便材料，從而減輕體力勞動；四是溜井的強度要強，溜井壽命要達到采場作業(yè)的要求；五是在采場構(gòu)筑或者安裝時要簡便，不對其他作業(yè)造成影響。

2）從經(jīng)濟方面來講：一是要求材料要便宜，造價要比較低；而是材料要易于保管和存放，不容易發(fā)生變質(zhì)和腐爛；三是材料的采購和運輸渠道要方便。

3）溜井的材料和結(jié)構(gòu)

溜井材料主要是用木材和鋼材兩種，也正在試用將鋼筋混凝土作為溜井材料。干式充填法技術(shù)經(jīng)過不斷的改進，采場溜井的結(jié)構(gòu)和形式有所變化。首先，在材料使用中，木板墻結(jié)構(gòu)是最早被使用的，這種材料強度比較強，可以切割，但不好搬運。它在我國的使用時間是最長的，比較適用于傾斜或急傾斜極薄礦脈采礦。其次使用的是圓垛盤結(jié)構(gòu)，它是在木板墻之后被使用的溜井支護形式。這種溜井方式構(gòu)造比較簡單，取材比較方便，耐沖擊，不過嚴(yán)密性比較差。最后是采用鋼筋混凝土溜井方式，這種溜井方式強度比較高，耐沖擊，給粉礦造成的損失比較小，但重量比較重，不好搬運，制作起來也比較麻煩。

1.3 從經(jīng)濟方面分析

從結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性分析，使用鋼板材料制作的溜井比其他溜井要好，在干式填充法中比較適用，目前這種溜井被廣泛使用。從成本上算，混凝土制作和鋼板制作的溜井成本相對比較低，但混凝土最重，不好制作和搬運。

2 采場鋪墊材料

2.1 鋪墊材料的用途

采用干式充填采礦法，回采作業(yè)在鑿巖爆破前都要鋪上材料進行隔離。這樣做是為了預(yù)防爆破以后金屬或礦石粉末混進充填料里面，同時讓人工或機械更方便回收礦石。要使用強度比較高，可以抵抗爆破作業(yè)的礦巖沖擊的隔離材料。要求隔離材料價格便宜，取材方便，便于采購，方便運輸，不對礦井造成污染，不對選治回收率帶來影響。

2.2 鋪墊材料的類型

通過生產(chǎn)實踐，采場鋪墊材料從最初的草袋子和黃土、帆布轉(zhuǎn)換到了現(xiàn)在的水泥砂漿、分級尾砂、混凝土以及廢舊的運輸膠帶等。

2.3 從技術(shù)經(jīng)濟來對比

在此對混凝土、鋼板和廢舊運輸帶三種鋪墊材料進行對比，從材料費來算，最高費用是混凝土，接下來是鋼板，最后是廢舊膠板；從混入充填料里的金屬損失程度計算，混凝土沒有受到損失，接下來是鋼板和廢舊膠帶；從礦石成本來計算，混凝土最高，接下來是廢舊膠帶，最后是鋼板。從比較結(jié)果看，將鋼板和廢舊膠帶用來做鋪墊材料比較適合。不過從技術(shù)角度分析，舊膠帶比鋼板更加優(yōu)越。很多巖金礦山的鋪墊材料都采用廢舊膠帶。

3 行人天井方式溜井

3.1 行人天井的類型

早期我國巖金礦山最經(jīng)常用的是木質(zhì)行人天井，但在木材漲價，鋼材比較便宜時，也使用過在鋼溜井上焊上角鋼或圓鋼轉(zhuǎn)變成圓形順路行人井，除此之外，還使用過下盤脈外天井和聯(lián)絡(luò)道互相結(jié)合的方式。

3.2 優(yōu)缺點比較

木質(zhì)行人天井成本最少，木質(zhì)順路井在采場內(nèi)隔幾個分層，就要向上掘進并安裝一個順路天井，這樣會影響到采礦的進程，不過從經(jīng)濟方面來講，它比其他兩種方式更加實惠。木質(zhì)順路行人井相鄰的采場如果在三年之內(nèi)回采，還可利用。那么，如果間隔的時間比較長，這個順路井就可以作為采場溜礦井，再重新架造一條順路行人天井。

4 人工假底底部構(gòu)造

在運用干填式充填法時，通常需要構(gòu)造人工底部結(jié)構(gòu)來替換礦石底柱，這樣可以讓礦石的回采質(zhì)量大大提高，讓頂、底柱的回采作業(yè)量大大減少。人工底部構(gòu)造主要是由木棚支護混凝土假底、木棚支護假底、梁綱木質(zhì)假底以及混凝土假底等構(gòu)成的。其中，木棚支護混凝土假底比較安全，下部礦塊頂柱的回采率比較高，但工業(yè)比較復(fù)雜，勞動量大；木棚支護假底工藝簡單，工期短，經(jīng)濟，但易腐爛，回采率低，安全性差；梁綱木質(zhì)假底使用安全，回采率高，工藝簡單，勞動強度比較低，但成本高，易腐爛；混凝土假底安全性高，回采率高，成本低，但工期長，井下施工混凝土的強度不能得到保證。在運用中，梁綱木質(zhì)假底比較實用，在中小型的巖金礦山中被廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)論

綜上所述，干式充填采礦法雖然回采工藝比較復(fù)雜，而且和空場采礦法比較，開采的成本也比較高，但它卻有很多的優(yōu)點，比如：這種采礦法讓礦石貧化率大大降低，從而提高了入選品味。另外，選治回收率也增加了很多，產(chǎn)金量大大提高，帶來了很大的經(jīng)濟效益。在不斷發(fā)展中，干式填充采礦法將會取代淺孔留礦法。

[1]張桂暄.干式充填采礦工藝若干技術(shù)問題探討[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2009(1).

[2]樊滿華.干式充填法采場鋪墊隔離材料的選擇及應(yīng)用[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2008(1).

[3]劉華生，姚香.巖金地下礦山充填采礦若干技術(shù)問題的探討[J].黃金，2010(1).