干式充填采礦法存在問(wèn)題與改進(jìn)實(shí)踐

楊庭澤

山西華寧焦煤有限責(zé)任公司，山西鄉(xiāng)寧 042100

在采礦工程中，由于干式充填采礦法具有的有點(diǎn)較多，例如采掘工程量小，且具有較強(qiáng)的礦體形態(tài)變化的適應(yīng)能力，由此可見(jiàn)，在采礦工程中加強(qiáng)干式充填采礦法的應(yīng)用具有十分重要的作用。但在認(rèn)識(shí)到這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，仍有一些需要改進(jìn)的地方?；诖?，筆者結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就干式充填采礦法存在的問(wèn)題及改進(jìn)實(shí)踐進(jìn)行探討。

1 干式充填采礦法特點(diǎn)

上向水平分層干式充填采礦法屬于充填采礦法范疇，具有采掘工程量少，適應(yīng)礦體形態(tài)變化能力強(qiáng)，采礦損失率、礦石貧化率低，可有效維護(hù)圍巖與減緩地壓發(fā)生，對(duì)極薄礦體可進(jìn)行選別回采，對(duì)高硫礦體回采可防止內(nèi)因火災(zāi)發(fā)生及有利于深熱礦井工作面降溫等特點(diǎn)。但回采工藝相對(duì)復(fù)雜，因空區(qū)需要充填而采礦成本較高，作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)及采場(chǎng)生產(chǎn)能力較低。對(duì)稀有及黃金等貴金屬回采以及礦巖穩(wěn)固性較差的礦體回采均非常有效。

2 采礦工程中應(yīng)用干式充填采礦法存在的主要問(wèn)題

從干式采礦法工藝來(lái)看，由于初期對(duì)采空區(qū)的設(shè)計(jì)不到位，有許多漏洞，容易產(chǎn)生諸多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是礦區(qū)由于長(zhǎng)年開(kāi)采，容易形成很大的采空區(qū)，很多采礦區(qū)都已經(jīng)貫通，從而引發(fā)巖層移動(dòng)和山體滑坡。二是由于生產(chǎn)井巷與采空區(qū)相互連通，通風(fēng)系統(tǒng)惡化，使井下形成循環(huán)的污風(fēng)。三是由于空區(qū)圍巖冒落而使出礦損失率和貧化率大大提升，降低了采礦質(zhì)量和效益。由于采空區(qū)陷落，就無(wú)法回收中段頂?shù)字?，?dǎo)致采礦總損失率大大增加。由于采礦方法單一，不能夠與復(fù)雜的礦體回采相適宜。四是回采工藝比較復(fù)雜，導(dǎo)致充填空區(qū)采礦成本的增加，由于生產(chǎn)能力限制，所需要的作業(yè)時(shí)間比較長(zhǎng)。

3 干式充填采礦法的改進(jìn)實(shí)踐

通過(guò)上述分析，我們對(duì)干式充填采礦法在采礦工程中應(yīng)用的重要性有了一定的認(rèn)識(shí)，但是同時(shí)也存在一定的問(wèn)題，因而在工程中必須致力于這些問(wèn)題的解決。

3.1 礦井溜井的有效改進(jìn)

在進(jìn)行采礦過(guò)程中，“采場(chǎng)溜井”主要是在采場(chǎng)和采準(zhǔn)運(yùn)輸巷道。在手選作業(yè)量大或者采場(chǎng)有比較多的夾石時(shí)，也可以用廢石溜井。一般而言，從采場(chǎng)淺孔鑿巖來(lái)看，其落礦高度一般在0.5-1 米左右。采場(chǎng)內(nèi)充填料不斷增加，也會(huì)使采場(chǎng)溜井隨之增高。

首先應(yīng)從技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)：一是盡量降低粉礦的損失率，盡量減少金屬或者減少粉礦。要確保礦石、廢石得到有效地流通，減少放礦阻力，不能出現(xiàn)卡礦；二是盡量使用比較輕便的材料，這樣可以使體力勞動(dòng)減輕。想方設(shè)法地增強(qiáng)溜井的強(qiáng)度，嚴(yán)格按照采場(chǎng)作業(yè)的相關(guān)要求來(lái)保證溜井壽命。在采場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)筑或安裝過(guò)程中，要盡量地簡(jiǎn)便，以免影響其他作業(yè)。

其次應(yīng)從成本方面進(jìn)行改進(jìn)。盡量降低材料價(jià)格，減少材料造價(jià)。做好材料的保管存放，嚴(yán)防出現(xiàn)變質(zhì)、腐爛，要便于材料的采購(gòu)與運(yùn)輸。

最后應(yīng)從材料和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行改進(jìn)。一是根據(jù)實(shí)際需要選用材料。一般是采用木板墻結(jié)構(gòu)，它具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，可以根據(jù)需要切割成多種形狀，但在搬運(yùn)方面不是很方便。故此，主要比較適用于比較傾斜的極薄礦脈采礦。二是從圓垛盤(pán)結(jié)構(gòu)來(lái)看，它主要是木板墻后所使用的支護(hù)形式。但是，從這種方式結(jié)構(gòu)來(lái)看，構(gòu)造簡(jiǎn)單，取材方便，耐沖擊力很強(qiáng)，但是，其嚴(yán)密性不夠。三是鋼筋混凝土材料所做的溜井方式，它具有很高的強(qiáng)度，具有很強(qiáng)的耐沖擊力，從而降低粉礦的損失，但是，它比較笨重，搬運(yùn)不是很容易，在制作時(shí)也不是很方便。故此，從結(jié)構(gòu)上分析，從制作溜井的材料來(lái)看，鋼板材料要?jiǎng)龠^(guò)其他材料，這也是當(dāng)前使用最為普遍的材料。從成本上算，混凝土、鋼板這兩種材料制作成本比較低，但是混凝土比較笨重，制作和搬運(yùn)也不是很方便。所以，要根據(jù)實(shí)際需要選擇溜井材料和結(jié)構(gòu)。

3.2 采場(chǎng)鋪墊材料的改進(jìn)

在采場(chǎng)進(jìn)行回采作業(yè)爆破前，都需要使用鋪墊材料進(jìn)行隔離。通過(guò)使用鋪墊材料，就能夠避免爆破后礦石或金屬粉末混進(jìn)充填料中去，還可以進(jìn)行更方便的人工回收或礦石回收。如果使用強(qiáng)度較高的隔離材料，可以有效地抵抗爆破所產(chǎn)生的沖擊力。在選擇隔離材料時(shí)，應(yīng)該選擇價(jià)格便宜的隔離材料，要便于取材、采購(gòu)和運(yùn)輸，嚴(yán)防使礦井受到污染，并不能對(duì)選治回收產(chǎn)生影響。一是選擇合適類(lèi)型的鋪墊材料。在生產(chǎn)實(shí)踐中，不能再選用草袋子、黃土和帆布等，要選用現(xiàn)在常用的鋼板、混凝土、廢舊運(yùn)輸膠帶等。二是選擇技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性性?xún)r(jià)比都比較高的鋪墊材料。主要有廢舊運(yùn)輸帶、混凝土和鋼板三種鋪墊材料。從材料費(fèi)用來(lái)看，混凝土的費(fèi)用是最高的，然后是鋼板，最便宜的是廢舊膠板。從充填料中的金屬損失來(lái)看，混凝土無(wú)損失，然后是鋼板，最后是廢舊膠帶。從礦石成本來(lái)看，混凝土的成本最高，然后是廢舊膠帶，成本最低的是鋼板。從綜合比較分析可知，最合適的鋪墊材料是鋼板和廢舊膠帶。但是，從技術(shù)方面分析，將舊膠帶與鋼板相比較而言，舊膠帶具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)，這是最實(shí)用的鋪墊材料。

3.3 行人天井方式溜井的改進(jìn)與選擇

從行人天井類(lèi)型來(lái)看，木質(zhì)行人天井是最常用的。但是，在木材漲價(jià)時(shí)，鋼材相對(duì)便宜時(shí)，也使用過(guò)鋼質(zhì)的行人井。此外，還有下盤(pán)脈外天井、聯(lián)絡(luò)道互相結(jié)合的方式。

一是通過(guò)分析，選擇最合適的行人天井。與其他方式相比較而言，成本最少的行人天井是木質(zhì)的，它比其他方式更為低廉。如果在三年時(shí)間內(nèi)進(jìn)行回采，是可以利用的。如果間隔的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可以將此順路井當(dāng)作采場(chǎng)溜礦井，并再架造一條順路的行人天井。

4 結(jié)論

綜上所述，以上僅是筆者結(jié)合工作實(shí)踐的探討，針對(duì)干式充填采礦法存在的主要問(wèn)題，從多個(gè)角度、多個(gè)層面、多條途徑入手，從經(jīng)濟(jì)性、成本性等方面進(jìn)行綜合分析，結(jié)合實(shí)際選用最合適的材料、結(jié)構(gòu)和方式，對(duì)干式充填采礦法進(jìn)行有效地改進(jìn)。

[1]張海波，宋衛(wèi)東，許英霞.充填采礦技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及存在問(wèn)題研究[J].黃金，2010，1：23-25.

[2]侯建華，梁凱河.干式充填采礦法采場(chǎng)鋪墊材料的選擇[J].黃金，2009，7：33-37.