黃金礦山充填采礦技術(shù)存在的問題探究

趙 勇

（礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100070）

目前各行業(yè)的發(fā)展離不開礦產(chǎn)資源的支持，并且在人口日益增加和資源日益減少的背景下，如何保障開采過程的高效成為困擾相關(guān)人員的重點(diǎn)問題，基于此應(yīng)當(dāng)著力于已經(jīng)發(fā)揮實(shí)效的技術(shù)，通過研究技術(shù)升級的方式和對策來保證技術(shù)應(yīng)用的效果，由此推動我國黃金礦山開采領(lǐng)域的發(fā)展。

1 黃金礦山充填采礦技術(shù)的簡述

1.1 特點(diǎn)

充填采礦技術(shù)是一種更為適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的技術(shù)類型，其通過兼顧地表沉降和礦石回收率達(dá)到充分利用資源的效果，展示出區(qū)別于傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢。此種技術(shù)目前朝著智能化和自動化的方向發(fā)展，運(yùn)用無軌設(shè)備，在降低成本的前提下，提升生產(chǎn)效率。此種方式目前更為偏向于人工支護(hù)開采，主要作用于貴重礦石和稀缺礦石的作業(yè)中，能夠顯示出所具備的破壞力小和安全等級高的特點(diǎn)，可應(yīng)對高地溫、地壓和應(yīng)力的環(huán)境，保障了多種工藝的合理應(yīng)用效果。現(xiàn)階段所采用的充填采礦技術(shù)能夠有效制約地表下沉和圍巖崩落問題的出現(xiàn)，通過管控地壓的方式，提升安全等級，并借助于二次回采和充填體支撐的方式，使得開采率大幅提升。一般將此種技術(shù)分為水力充填、膠結(jié)充填和干式充填三大類，但隨著技術(shù)的不斷升級，目前應(yīng)用較為廣泛的膠結(jié)充填，此種技術(shù)的原理是：提前預(yù)制好需要充填的物質(zhì)和材料，運(yùn)用管道或者高壓泵輸入到作業(yè)區(qū)內(nèi)，使得采空區(qū)被充填，且具備一定的強(qiáng)度，隨著開采作業(yè)的深入，逐層填入相應(yīng)的材料，使得整體更為穩(wěn)定，保證了回采工作的質(zhì)量，便于二次回采工作的開展。

1.2 優(yōu)勢

運(yùn)用此種技術(shù)貼合了資源最大限度利用的要求，能夠減少尾砂排放的數(shù)量，自然可起到提升環(huán)境保護(hù)效果的作用，值得在全范圍內(nèi)推廣。此種技術(shù)的應(yīng)用解決了傳統(tǒng)人工作業(yè)中無法兼顧塌陷和沉降的問題，利用相應(yīng)的設(shè)備和技術(shù)手段，消除安全隱患，保證了整體開采作業(yè)的安全，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度提升的目標(biāo)。運(yùn)用該技術(shù)也可精準(zhǔn)排除廢石，整個(gè)作業(yè)的人工操作內(nèi)容少，降低了工作量，提升回采率，滿足綠色發(fā)展理念的內(nèi)涵，降低了對地表結(jié)構(gòu)的破壞程度?？偟膩碚f，是一種具備高安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)，適用于多種類型的礦體開采作業(yè)中。

2 目前黃金礦山充填采礦技術(shù)所存在的問題

2.1 與實(shí)際情況的契合度不高

在對黃金礦石充填采礦技術(shù)的研究中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際所應(yīng)用的技術(shù)其與所作業(yè)的區(qū)域的地理環(huán)境等實(shí)際情況不相符的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，這就使得技術(shù)難以發(fā)揮出自身的優(yōu)勢。尤其是針對一些在實(shí)際開采中遇到的厚大、緩傾斜極薄礦脈和巖體穩(wěn)定性強(qiáng)的不同情況中，所應(yīng)用的工藝并不能完美契合實(shí)際情況，從而導(dǎo)致技術(shù)作用效果不佳。這就要求相關(guān)人員能夠深度研究所面對的巖體和礦體礦脈的現(xiàn)實(shí)情況，依照對環(huán)境特點(diǎn)和巖層特征的分析結(jié)果說明應(yīng)當(dāng)選擇應(yīng)用的工藝和技術(shù)手段[1]。

2.2 自動化水平較低

技術(shù)的發(fā)展將各領(lǐng)域作業(yè)的開展披上了自動化和智能化的外衣，自動化和智能化水平的高低影響了人力資源和其他資源的利用效果，反觀目前充填采礦技術(shù)，其仍舊有著一定的升級空間，尤其是在自動化這一層面上，存在著技術(shù)自動化水平不高，設(shè)備適用性不強(qiáng)的問題。針對這一問題，相關(guān)單位要樹立起責(zé)任意識，探究濃密設(shè)備工作性能提升的辦法，以此降低機(jī)械磨損的程度，從而使得設(shè)備自身的應(yīng)用實(shí)效得以提升，助力礦業(yè)的發(fā)展。

2.3 材料利用不合理

充填采礦技術(shù)的應(yīng)用離不開相應(yīng)的材料，材料的選擇要從多個(gè)角度入手，包括：濕度、孔隙率、容重性能、抗剪力學(xué)性能等，以上要素均會影響到實(shí)際使用中所展示的物理特征和性能，但在選擇和利用充填材料的環(huán)節(jié)，存在著選擇類型不合理、不科學(xué)的不良情況，嚴(yán)重制約了充填效果的展現(xiàn)，無法提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致充填失敗。由此應(yīng)當(dāng)重視材料選擇的過程，并積極研究新型材料，使得各項(xiàng)性能大幅提升，保障黃金礦山開采工作順利展開[2]。

2.4 充填站的管理效果不佳

充填站的作用是便捷充填技術(shù)的應(yīng)用過程，其所使用的設(shè)備要滿足自動化和機(jī)械作業(yè)的要求，但一些充填站在生產(chǎn)和制作填充材料的過程中缺乏嚴(yán)格的管理制度，使得具體作業(yè)項(xiàng)目難以應(yīng)對開采的需求，出現(xiàn)了供應(yīng)上的失衡。同時(shí)，由于充填站一般建立在距離開采區(qū)域較近的位置上，其所處在的環(huán)境較為惡劣，使得管理難度增大，加之制度上的不科學(xué)，導(dǎo)致存在著設(shè)備老化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，不利于對充填材料進(jìn)行制作。

3 解決黃金礦山充填采礦技術(shù)問題的辦法

3.1 加強(qiáng)對地質(zhì)環(huán)境的勘測

由于不同的地質(zhì)環(huán)境下所面對的黃金礦山的特點(diǎn)有所差異，在選用何種充填材料和技術(shù)的過程前要實(shí)地考察，利用相應(yīng)的可視化技術(shù)，將礦區(qū)內(nèi)的信息輸入，重點(diǎn)將地壓、地溫和地應(yīng)力的有關(guān)參數(shù)鍵入，在數(shù)字化軟件的支持下，計(jì)算出在此區(qū)域所應(yīng)當(dāng)提供的支撐力的數(shù)值，由此為材料和技術(shù)的選擇提供原始材料，提升匹配程度。除此以外，要求將原本的計(jì)算數(shù)據(jù)保留，遇到開采上的問題時(shí)，能夠直接利用數(shù)據(jù)獲取到充填技術(shù)使用上的問題，提升問題的處理效率[3]。

3.2 運(yùn)用多種先進(jìn)的自動化技術(shù)

經(jīng)過研究，運(yùn)用高濃度輸送技術(shù)可降低材料的使用量，以此保障了成本，使得開采更具備經(jīng)濟(jì)效能。高濃度輸送技術(shù)能有效控制脫水量，將充填料的作用效果予以提升，借助填料體所具備的高強(qiáng)度特點(diǎn)，作用于開采區(qū)域能夠降低對環(huán)境的污染，從而緩解了因其他輸送技術(shù)對周圍礦體造成影響的情況。面對這一技術(shù)，其并未完全成熟，相關(guān)人員要應(yīng)用流變學(xué)和流體力學(xué)的知識擴(kuò)充對高濃度輸送技術(shù)的研究范圍，計(jì)算運(yùn)送的實(shí)際距離，加大此方面的投資力度，使得管道研究的水平得以提升?，F(xiàn)階段，針對管道的研究應(yīng)當(dāng)放在低磨損和摩擦系數(shù)減小的方向上，建設(shè)符合高效率輸送的管道。除此之外，應(yīng)用深井充填和管道降壓技術(shù)，發(fā)展充填漿快速冷卻技術(shù)。由于在開采環(huán)節(jié)會隨著溫度和深度的上升而使得難度逐漸加大，所面臨的危險(xiǎn)和不確定性要素增加，為合理解決和應(yīng)對實(shí)際問題，需要結(jié)合所面對的實(shí)際開采情況和環(huán)境建設(shè)需求，滿足高地應(yīng)力的充填需要，切實(shí)將循環(huán)式開采的模式應(yīng)用于實(shí)際作業(yè)中，建設(shè)開采的閉環(huán)系統(tǒng)。此種系統(tǒng)的構(gòu)建將實(shí)現(xiàn)資源的合理化利用和節(jié)能減排目標(biāo)，對于企業(yè)自身的發(fā)展和行業(yè)的進(jìn)步所起到的效果不容小覷。

3.3 使用新型充填材料

上文針對充填材料對于技術(shù)應(yīng)用效果之間的關(guān)系已經(jīng)進(jìn)行了簡要的闡釋，通過闡述不難發(fā)現(xiàn)，要想使得技術(shù)落實(shí)的成效凸顯應(yīng)當(dāng)保證所使用的充填材料具備貼合度高和性能優(yōu)良的特點(diǎn)，這就需要在現(xiàn)有的材料的基礎(chǔ)上，大力開展新型材料的研究工作，從而保障原料和充填材料本身配比的合理性，使得新型材料可直接作用于開采環(huán)節(jié)，保證作業(yè)的質(zhì)量。通過研究可以看出，開采中出現(xiàn)回采率平低的原因是充填材料灰砂配比的不合理，因灰砂配比具備著反比的特征，要想突破材料的限制則要研究新型的填充材料。現(xiàn)階段，已經(jīng)逐步通過試驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用將一些特殊藥劑摻混于灰砂混合物中，比如減水劑和速凝劑，其分別起到了改良易性和縮短凝固時(shí)間的作用，對于改善物化性能達(dá)到了促進(jìn)的效果，更為適用于需要高強(qiáng)度填充體的情況中。使用新型填充材料不僅能有效應(yīng)對日益提升的安全等級需求，而且可有效控制成本，經(jīng)過計(jì)算，使用新型填充材料的開采作業(yè)其可降低約25%的成本，符合經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出的需求[4]。

使用全尾砂填充采空區(qū)域已經(jīng)成為目前行業(yè)的主流，其是將細(xì)顆粒尾砂作用于相應(yīng)的區(qū)域，起到提升安全等級的作用。此過程要充分考慮到尾砂顆粒的直徑和物化性質(zhì)，處理存在的滲透系數(shù)低的問題，外加添加劑，使得尾砂具備著不易脫水的性能。實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用膠接充填材料時(shí)大范圍使用的是分級尾砂，此類尾砂極易出現(xiàn)泥沙混雜的情況，因此要重視尾砂精度的處理環(huán)節(jié)，清除泥沙和細(xì)粒級尾砂，保證尾砂的性能[5]。

3.4 完善相關(guān)管控制度

首先要合理選定充填站的設(shè)置位置，臨近黃金礦山而建，考慮到充填站自身載荷會影響整體礦區(qū)的承載能力，因此要科學(xué)計(jì)算出相應(yīng)的位置，降低對輸送和泵送材料的影響程度。其次，制定科學(xué)的管控制度，統(tǒng)計(jì)在之前管理上存在的現(xiàn)實(shí)問題，聘任專業(yè)的管理人員，與技術(shù)人員組成相應(yīng)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)，就目前所面臨的問題給出合理化的解決意見，提升對充填材料、技術(shù)的控制水平。最后，要積極引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，掌握目前高效的充填方式，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用上的細(xì)微差別，生成技術(shù)應(yīng)用報(bào)告，便于其他人員結(jié)合這一結(jié)果對現(xiàn)有技術(shù)予以改良，使得技術(shù)升級處于不斷發(fā)展的狀態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，黃金礦山開采作業(yè)是資源利用的有效途徑，為滿足資源高效利用和合理化開采的要求，可應(yīng)用充填開采技術(shù)，針對充填技術(shù)應(yīng)用上的問題展開研討，設(shè)計(jì)性能更為優(yōu)良的處理辦法，引入新型材料，提升開采的效率和質(zhì)量。我國礦業(yè)開采領(lǐng)域的發(fā)展離不開技術(shù)的不斷革新，因此要始終處在研究的狀態(tài)，優(yōu)化并完善當(dāng)前所推行的技術(shù)和工藝。