充填采礦法在新城金礦的應(yīng)用

■李樹磊 黃永慶 張安

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦 山東萊州 261438）

充填采礦法在新城金礦的應(yīng)用

■李樹磊 黃永慶 張安

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦 山東萊州 261438）

充填采礦法在本質(zhì)上屬人工支護的形式采礦。即隨著開采的推進不斷向開采過的空心區(qū)域填充砂石等物質(zhì)，并在形成的充填體上或在其保護下進行回采。充砂采礦法主要適用于圍巖不穩(wěn)固的稀缺貴重類礦產(chǎn)資源，如黃金等。本文結(jié)合充填采礦法的特點及其在新城金礦中的應(yīng)用，對充填采礦法的優(yōu)越性及其缺陷做出分析。

充填采礦法新金城金礦應(yīng)用特點

新城金礦于1980年正式開采，在開始時就用充填法開采，充填法是新城金礦發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)和開采工藝。

在普通的向上分層充填法的基礎(chǔ)上，新城金礦做出了很多的開采技術(shù)探索，如盤區(qū)連續(xù)礦房的高分層充填采礦法等逐步試驗成熟。

充填采礦法由于其具備諸多優(yōu)點，加之實踐時間較長，其仍然具備很強的應(yīng)用價值。

1 充填采礦法的分類

1.1 根據(jù)充填材料和運輸方式

根據(jù)充填材料和運輸方式，充填采礦法分為干式充填法、水力充填法、膠結(jié)充填法等。

其中干式充填法是最為傳統(tǒng)的方法，在新城金礦中也得到長期應(yīng)用。

所謂干式充填法就是利用陸地上的機械、人工力量，將碎石、礦山廢石進行破碎后利用人力、機械等運輸?shù)介_采現(xiàn)場進行充填。

這種方式對于人力、機械的依賴很大，且在碎石、運輸?shù)裙ぷ鳟a(chǎn)生大量的灰塵等污染物。

水力運輸法就是水管道，將碎石、廢礦山等運輸至開采現(xiàn)場，這種方法的最大優(yōu)點是其密閉性運輸，對外界污染小，但是由于其在管道內(nèi)運輸，對碎石、廢礦石等顆粒形狀大小有一定要求，碎石工藝要求較高。

膠結(jié)充填法，充填材料一般為水泥等膠凝材料和砂石、爐渣等進行配置后形成的膠凝物質(zhì)，運輸時具有一定的流動性和可塑性，凝結(jié)后產(chǎn)生一定強度，用管道借水力或機械輸送至采場。這種方式最大的有點是其充填靈活、可塑性好，但是其對材料的要求較為特殊。

上述方式中，干式充填法是最早、最傳統(tǒng)，應(yīng)用范圍最廣的方式，其他很多方式都是在干式充填法的基礎(chǔ)上試驗研究取得。

1.2 根據(jù)采場結(jié)構(gòu)

根據(jù)采場結(jié)構(gòu)可以分為上向分層充填法、下向分層充填法、壁式充填法、削壁充填法、方框支架充填法。

不同的結(jié)構(gòu)形式的充填方式應(yīng)該不同，但總的原則是要有利于開采施工、有利于地質(zhì)穩(wěn)定、有利于人員安全、有利于經(jīng)濟合理這幾個方面。

2 新城采礦中應(yīng)用充填采礦法的優(yōu)缺點

2.1 充填采礦法的優(yōu)點

充填采礦法作為最傳統(tǒng)的采礦方法之一，在新城金礦多年的探索實踐中，總結(jié)出如下優(yōu)點：有利于進行地壓管理、杜絕內(nèi)因火災(zāi)、方便回采礦柱等。充填法充分利用了填體進行地壓管理，防止了圍巖塌落和地表下沉，利用回填體的抗壓能力防止了開采地區(qū)的上部建筑物、農(nóng)田、山林等安全。另外其充填體夯實了開采空間，減少了地下易燃易爆氣體的聚集，一定程度上可以減少礦產(chǎn)開采安全風(fēng)險，但這種優(yōu)勢是有限的。再者，礦房采完以后空場能否及時進行充填，將直接導(dǎo)致礦柱能否進行回采，及時填充后對維護礦柱開采所需的平衡力產(chǎn)生了積極作用，有利于對礦柱的進一步開采。同時，填充質(zhì)具備一定的預(yù)防水沖擊作用，有利于開采水下礦產(chǎn)和深部礦產(chǎn)。

2.2 充填采礦法的缺點

充填開采法的最大缺點是需要大量的回填碎石、礦渣等實體物質(zhì)，這些物質(zhì)的提供、破碎、運輸和填充需要極大的機械力、人力和動力源。且各個環(huán)節(jié)的作用大多都要在開放的外部空間進行，對大氣、農(nóng)田、水質(zhì)的污染在所難免，這也是由于礦產(chǎn)開采一定程度上的粗放型造成的。另外回填物質(zhì)由于都是臨時攪拌、混合的，其整體性往往難以很快形成，回填后仍然可能隨著各種力學(xué)效應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生形變和體積變化，從而也導(dǎo)致了其承載力受到影響，對地質(zhì)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利。

3 充填采礦法的應(yīng)用和控制措施

3.1 分區(qū)分段

先將礦體按照盤區(qū)、礦段等進行劃分為一定的采集單元，分段分區(qū)開采和填充，這樣有利于對礦產(chǎn)資源的節(jié)制和保護，另一方面也有助于充填作業(yè)和開采安全。

3.2 充填與開采并重

實施變開采、邊充填的開采策略，不能大面積開采后集中進行充填，這樣容易造成開采區(qū)環(huán)境和地質(zhì)不穩(wěn)定，出現(xiàn)開采事故。應(yīng)該同時進行開采和充填，這樣即是完成“采礦環(huán)境再造”的過程，維護了開采區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)力學(xué)平衡。

3.3 探索清潔開采

傳統(tǒng)的充填采礦法造成極大的環(huán)境污染，應(yīng)該不斷利用新技術(shù)、新材料、新工藝，不斷改良充填法開采工藝，實現(xiàn)填充所需材料的攪拌、混合、運輸?shù)拿荛]性和無塵化，減少對周圍環(huán)境的污染。另外，開發(fā)風(fēng)力、水力等天然可再生能源作為運輸動力，節(jié)能減排、綠色環(huán)保。

4 結(jié)束語

充填采礦法是最傳統(tǒng)的礦產(chǎn)開采方式，在煤礦、金礦等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，新城金礦在80年代建礦之初就利用了充填采礦法，如今已經(jīng)在傳統(tǒng)方法基礎(chǔ)上進行了多次試驗創(chuàng)新，形成了自身的開采技術(shù)體系。充填采礦法根據(jù)其運輸方式和填充材料分為干式充填法、水力充填法、膠結(jié)充填法等多種，開采者應(yīng)該充分利用充填開采法的優(yōu)點，有效回避其缺點，不斷創(chuàng)礦產(chǎn)開采技術(shù)。

[1]劉曉光,楊治彬,施魯兵.中深孔采礦法在山東黃金新城金礦應(yīng)用 [J].科技視界,2015 (7):34-35.

[2]王建,賈明濤,陳忠強.大型機械化水平分層充填采礦法在某金礦的應(yīng)用 [J].有色金屬,2013(5):85-86.

[3]徐東,胡忠強.中深孔采礦法在新城金礦的研究與應(yīng)用 [J].黃金科學(xué)技術(shù),2012(3): 18-19.

F416.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-29-1