干式充填采礦法在金礦的應(yīng)用試驗(yàn)

周瑛峰

【摘 要】礦產(chǎn)資源的開采、利用對(duì)我國工業(yè)的發(fā)展具有至關(guān)重要的影響。為了進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源的利用效率以及開采作業(yè)的安全性，論文從干式充填采礦法的概念與優(yōu)勢(shì)入手，以山西晉城某金礦為例，對(duì)干式充填采礦法的應(yīng)用以及應(yīng)用的效果進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期為采礦行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供新的視角。

【Abstract】The exploitation and utilization of mineral resources plays an important role in the development of Chinese industry. In order to further improve the efficiency of mineral resources utilization and the safety of mining operations， this paper starts with the concept and advantage of dry filling mining method， taking a gold mine in Jincheng， Shanxi province as an example， systematically analyzes the application and effect of dry filling mining， in order to provide a new perspective for the further development of mining industry.

【關(guān)鍵詞】干式充填采礦法；金礦；應(yīng)用效果

【Keywords】dry filling mining method； gold mine； application effect

【中圖分類號(hào)】TD862 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0177-02

1 引言

經(jīng)濟(jì)快速增長，推動(dòng)了工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，而作為工業(yè)發(fā)展的重要支撐，礦產(chǎn)資源的需求量也越來越大，而礦產(chǎn)資源是一種不可再生資源，過度開采必然會(huì)影響自然平衡。因此，在這種情況下，為了滿足工業(yè)發(fā)展需求，保證礦產(chǎn)資源的供應(yīng)充足，必須全面提高礦產(chǎn)開采的效率以及礦產(chǎn)資源的利用效率，進(jìn)而提高礦產(chǎn)資源數(shù)量，為我國工業(yè)行業(yè)的繁榮發(fā)展保駕護(hù)航。

2 干式充填采礦法概述

2.1 干式充填采礦法的概念

干式充填采礦法是人工支護(hù)采礦法的一種，隨著礦房中回采工作面的不斷推進(jìn)，將填充材料運(yùn)送至采空區(qū)，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行地壓管理，對(duì)圍巖崩落以及地表移動(dòng)等進(jìn)行合理控制，同時(shí)，填充體還可以對(duì)回采工作提供一定保護(hù)[1]。干式充填采礦法適用于稀缺、高品位以及含有貴金屬礦石的開采、圍巖穩(wěn)定性較差的礦體的開采，或者開采環(huán)境復(fù)雜，且不允許出現(xiàn)地表塌陷的礦體的開采。干式充填采礦法的優(yōu)勢(shì)在于具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，作業(yè)安全且礦石的回采率高，能夠?qū)I(yè)廢料進(jìn)行利用，同時(shí)還可以對(duì)地表起到一定保護(hù)作用，而缺點(diǎn)在于工藝流程較為復(fù)雜、成本高，且勞動(dòng)生產(chǎn)率以及礦塊生產(chǎn)能力均比較差。

2.2 干式充填采礦法的優(yōu)勢(shì)

干式充填采礦法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，顯著提升資源利用率。在傳統(tǒng)的金礦開采作業(yè)過程中，因礦體變化程度大等原因，導(dǎo)致作業(yè)的環(huán)境條件比較差，加之采礦技術(shù)不夠先進(jìn)，使得采礦效率較低。盡管可以獲得一定礦產(chǎn)資源，但回采率僅在50%左右。這種情況便導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)遺留大量的礦產(chǎn)資源，最終造成資源浪費(fèi)。而應(yīng)用干式充填采礦法，秉承著邊采邊填充這一基本原則，能夠提高對(duì)礦產(chǎn)資源的有效利用，回收率在90%以上，有效避免了礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的有效利用。

第二，符合礦體環(huán)境。由于本次研究的金礦位置較為特殊，處在山西晉城的高平礦區(qū)之內(nèi)，地層傾角較緩，斷層比較多，主要包括莊頭斷層、高廟山斷層等，并且落差比較大，處在數(shù)十米至數(shù)百米之間[2]。面對(duì)這種礦體環(huán)境，傳統(tǒng)的開采方法顯然不適用。所以，在該金礦的開采過程中，應(yīng)通過偏斜的設(shè)計(jì)，來清除采空區(qū)內(nèi)的積水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦體環(huán)境與礦區(qū)地形的良好適應(yīng)。而在具體的采礦作業(yè)過程中，也應(yīng)該利用分層干式充填法進(jìn)行作業(yè)。

第三，提高礦開采的安全性。從該金礦緩傾斜薄礦體采礦作業(yè)的實(shí)際情況來看，由于礦體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且存在大量的碎裂填充結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致礦體頂部與底板的巖性比較差，遇到水之后易發(fā)生膨脹，進(jìn)而對(duì)相關(guān)作業(yè)人員的生命安全帶來重要影響[3]。而干式充填采礦法的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)采空區(qū)的及時(shí)填充，同時(shí)在礦體與空氣之間形成隔離，避免二者接觸，減少風(fēng)化，以此來提高采礦作業(yè)的安全性。而少了空氣與積水，也會(huì)進(jìn)一步加快填充工作，并提高填充效果，避免出現(xiàn)填充材料松動(dòng)、掉落的情況，進(jìn)而為采礦作業(yè)人員創(chuàng)造更加安全、便利的作業(yè)環(huán)境與作業(yè)條件。

3 干式充填采礦法的應(yīng)用

本研究以位于山西晉城某高平礦區(qū)的金礦為例，通過對(duì)其采礦過程中，干式充填采礦法的應(yīng)用進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)干式充填采礦法的應(yīng)用效果。其應(yīng)用過程具體如下：

3.1 基本設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的采礦作業(yè)中，針對(duì)高平礦區(qū)的金礦通常采用簡易空?qǐng)霾傻V這一方式，其不僅回采率非常低，僅在50%左右，礦產(chǎn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，并且采礦作業(yè)的安全性也比較差，極易出現(xiàn)自然冒落現(xiàn)象，威脅作業(yè)人員的生命安全[4]。因此，本次研究中，設(shè)計(jì)出了一套更加合理的采礦方案，將之稱為“上向水平分層干式充填采礦法”。需要注意的是，應(yīng)用干式充填采礦法的過程中，在正式開始填充之前，需要確保采空區(qū)不存在積水，以免影響填充效果。

3.2 實(shí)現(xiàn)方法

在傳統(tǒng)作業(yè)過程中，因大量廢石的存在，給施工作業(yè)增加了極大的難度，并且，將廢石集中在一處進(jìn)行堆放，不僅會(huì)占用一定的土地資源，同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染[5]。而應(yīng)用了本文提出的設(shè)計(jì)方案之后，對(duì)該礦區(qū)的廢石進(jìn)行袋裝處理，裝好之后再運(yùn)送至回采工作區(qū)完成填充工作。而在實(shí)際的回采作業(yè)過程中，在秉承著邊采邊填充這一基本原則的同時(shí)，還要遵守由下至上的工作順序，進(jìn)而在減少材料資源浪費(fèi)的同時(shí)，提高工作效率。下一階段的回采工作通常需要設(shè)計(jì)隔水層，來防止積水進(jìn)入采空區(qū)。除此之外，在開采時(shí)必須在合理位置設(shè)一個(gè)材料堆放點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)材料的直接袋裝與運(yùn)送，這樣不僅能夠提高工作效率，而且還可以減少工作量，降低勞動(dòng)成本。

3.3 收尾工作

在應(yīng)用干式充填法完成該金礦的采礦作業(yè)之后，一方面需要將目標(biāo)礦物資源進(jìn)行分類，并運(yùn)送到相應(yīng)的目的地。另一方面，針對(duì)采礦作業(yè)之后，礦區(qū)的地形與地勢(shì)進(jìn)行分析與合理的評(píng)估，避免二次回采時(shí)出現(xiàn)各種問題。

4 干式充填采礦法的應(yīng)用效果

對(duì)該金礦應(yīng)用干式充填采礦法的實(shí)際效果進(jìn)行分析：第一，有效避免了金礦資源的浪費(fèi)。在該金礦應(yīng)用干式充填法的過程中，通過對(duì)采礦資源進(jìn)行及時(shí)的袋裝、運(yùn)送，極大地提高了工作效率。同時(shí)，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該金礦的回收率顯著提升，從之前的50%上升到了93%。因此，干式充填采礦法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦物資源的有效回收與利用，有效地避免了資源浪費(fèi)。第二，能夠延緩礦體及圍巖的氧化時(shí)間。上文中提到的關(guān)于該金礦采礦方案的基本設(shè)計(jì)，尤其是回采過程中的雙重設(shè)計(jì)，均在一定程度為礦體提供了保護(hù)作用。同時(shí)，該方案的應(yīng)用中，將積水完全從采空區(qū)隔離，極大地提高了后續(xù)填充工作的效果，以及采空區(qū)的密閉性，使得空氣和圍巖之間實(shí)現(xiàn)了完全隔離，極大地降低了礦體圍巖的氧化速度，進(jìn)而延緩了礦體氧化時(shí)間。第三，有效減少了冒頂事故的發(fā)生。應(yīng)用上述方案對(duì)該金礦進(jìn)行開采之后，能夠縮短采空區(qū)的空頂距離，進(jìn)而減少暴露的面積，避免發(fā)生冒頂事故，為采礦作業(yè)的安全性提供重要保障。

5 結(jié)論

隨著金礦開采利用的不斷深入，礦產(chǎn)資源的利用率以及采礦作業(yè)的安全性，均成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。所以，相關(guān)工作人員必須根據(jù)礦區(qū)的具體環(huán)境以及作業(yè)條件，合理選擇施工方法。本文通過對(duì)干式充填采礦法的概念與優(yōu)勢(shì)進(jìn)行概述，以山西晉城某金礦的開采為例，對(duì)干式充填采礦法的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并總結(jié)了其應(yīng)用效果，即有效避免了金礦資源浪費(fèi)、能夠延緩礦體的氧化時(shí)間、有效減少了冒頂事故的發(fā)生。總而言之，干式填充采礦法的應(yīng)用，是采礦行業(yè)發(fā)展的重要保障，其不僅可以提高礦產(chǎn)資源的利用效率，同時(shí)還可以保證采礦作業(yè)的安全性，進(jìn)而為金礦的開采，甚至整個(gè)采礦行業(yè)的未來，創(chuàng)造有利的發(fā)展環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

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【2】汪仁健，李杰錫，張傳柱，等.削壁式充填采礦法在大柳行金礦的試驗(yàn)研究及應(yīng)用[J].黃金，2016，37（11）：23-25.

【3】梅世洲.充填采礦工藝特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016，32（03）：253-254.

【4】馬成金.分層干式充填采礦法在金礦緩傾斜薄礦體采礦中的應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè)，2012，16（13）：173.

【5】何建華.干式充填采礦法的改進(jìn)在金礦脈開采中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，20（05）：156-157.