上向充填采礦法在金礦開采中的應(yīng)用與探索

魯開金，黃 維

（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司三山島金礦，山東 萊州 261400）

新時(shí)期，社會(huì)在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步，我國的礦產(chǎn)開采技術(shù)也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，作出改進(jìn)和創(chuàng)新，以便在提升礦產(chǎn)開采水平的同時(shí)，滿足人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求。在我國大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，礦產(chǎn)行業(yè)也需要作出積極的響應(yīng)，致力于開采技術(shù)的研究，盡量避免開采過程中地震、塌方以及環(huán)境破壞等情況的發(fā)生，以此來適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，滿足時(shí)代的要求。出于這樣的目的，本文就金礦開采中上向充填采礦法的應(yīng)用進(jìn)行研究，具有一定的客觀實(shí)在性與時(shí)代緊迫感。

1 上向充填采礦法概述

所謂的上向充填采礦法，就是在開采金礦的過程中，對(duì)采空的區(qū)域進(jìn)行及時(shí)填充，但需要注意的是，在對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充的過程中，填充材料的選擇必須要合理，以便使金礦開采對(duì)地表及地質(zhì)造成的傷害得以最大限度的降低。在金礦開采中應(yīng)用上向充填采礦法，可使采礦過程中地表所承受的壓力降低，避免塌陷、地震等問題的發(fā)生，達(dá)到緩解采礦礦壓的目的。

通常情況下來說，根據(jù)填充材料的不同，上向充填采礦法可細(xì)分為三種類型，分別是膠結(jié)充填采礦法、干式充填采礦法以及水砂充填采礦法。

2 上向充填采礦法在金礦開采中的應(yīng)用意義

2.1 符合可持續(xù)發(fā)展要求

金礦資源，對(duì)于促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定，推動(dòng)國家的繁榮富強(qiáng)具有重要意義。但是，在對(duì)金礦開采的過程中，不合理的采礦方法很容易對(duì)周邊環(huán)境造成破壞。比如，在開采金礦中，將會(huì)不可避免的出現(xiàn)一些固體廢棄物污染，同時(shí)也會(huì)使采礦區(qū)的地表受到破壞，從而打破了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。就目前來看，大部分企業(yè)在開采金礦的過程中都會(huì)存在礦渣的隨意堆放，這會(huì)嚴(yán)重影響采礦去植被的生長。而在應(yīng)用了上向充填采礦法之后，這種情況得到了良好的改善，不僅能夠保證施工作業(yè)的安全，周邊環(huán)境也不會(huì)受到嚴(yán)重的破壞，這完全符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.2 有利于礦產(chǎn)經(jīng)營

在我國，大多數(shù)金礦開采單位，其經(jīng)營模式并不合理，開采方法也存在著問題。這種情況的發(fā)生，導(dǎo)致安全隱患問題層出不窮。而采用了上向充填采礦法之后，不僅能有效的維護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，也能使開采作業(yè)更加規(guī)范、合理、高效，自然也更加有利于開采單位的發(fā)展。

2.3 有利于節(jié)約開采成本

經(jīng)過這些年的發(fā)展，上向充填采礦法已經(jīng)相當(dāng)成熟和完善。將其應(yīng)用于金礦開采中，不僅能有效的應(yīng)對(duì)開采工藝復(fù)雜的金礦區(qū)，也能大幅度提升回采率。近年來，大量機(jī)械設(shè)備在上向充填采礦法中得到了廣泛的應(yīng)用，使得金礦開采效率得到了明顯的提高。新的電子設(shè)備改善了傳統(tǒng)充填法的財(cái)政模式，進(jìn)一步促進(jìn)了充填體和創(chuàng)造深度的延伸，使得垂直開采模式得到了更好的應(yīng)用，同時(shí)也最大限度的降低了開采的成本，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3 上向充填采礦法在金礦開采中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 礦塊布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)

沿礦體走向進(jìn)行礦快布置，長60m，礦塊階段高50m，將此階段劃分為4個(gè)分段，每個(gè)分段高度應(yīng)控制在10m～15m之間，在將每個(gè)分段劃分予以分層。每個(gè)分段的巷道應(yīng)承擔(dān)3-5個(gè)分層的回采工作。分層高度約有3m，空頂最大高度為4m，頂?shù)字烷g柱并未設(shè)立。

3.2 采準(zhǔn)切割工程

脈外斜坡道、下盤脈外分段平巷、聯(lián)絡(luò)巷是此采場使用的采準(zhǔn)方式。在礦體的下盤布置平行于礦體走向的分段平巷，然后在已經(jīng)掘出的分段平巷內(nèi)向采場的中部位置掘進(jìn)采場聯(lián)絡(luò)巷至礦體下盤位置，以便使礦體下盤與分段聯(lián)絡(luò)巷相通。從礦體下盤位置向礦體內(nèi)掘進(jìn)穿脈平巷至礦體上盤邊界位置。由于需要借助鏟運(yùn)機(jī)將礦送出，所以上下兩個(gè)分層之間的聯(lián)絡(luò)巷坡度不宜過大，最好控制在13°以內(nèi)，以使鏟運(yùn)機(jī)能夠正常作業(yè)。通風(fēng)天井不僅可以充當(dāng)回風(fēng)通道，還可以用作敷設(shè)充填管路的通道，在其中設(shè)立梯子，以便作為采場的安全出口。

3.3 人工底柱

是否要進(jìn)行人工底柱的施工，取決于礦體品位的變化情況。人工底柱的高度一般為3m，其中鋼筋混凝土層厚約0.4m，采用灰砂比為1:5的膠結(jié)充填厚度為2.6m。當(dāng)各個(gè)中段完成第一層全面的切割拉底工程之后，會(huì)采用鏟運(yùn)機(jī)并配合人工將此分層的礦石從采場運(yùn)出。接下來，會(huì)在此分層鋪設(shè)鋼筋混凝土。鋪設(shè)規(guī)格是：網(wǎng)度250mm×250mm，主筋直徑為12mm，垂直于礦體走向進(jìn)行鋪設(shè)工作；副筋直徑為8mm，沿著礦體走向進(jìn)行鋪設(shè)，同時(shí)需要用細(xì)鐵絲將縱橫鋼筋的交叉點(diǎn)處固定牢靠。必要情況下，應(yīng)選用電焊將關(guān)鍵交叉點(diǎn)焊接牢固。之后，需要將捆扎完成的鋼筋網(wǎng)向上抬高100mm，再將主筋、副筋與上下盤礦體及點(diǎn)柱或間柱用錨桿連接（錨桿長度應(yīng)控制在1.5m～2.0m，水平方向間距為0.5m），選用C20混凝土澆筑，并澆筑厚度400mm。為防止地板的裂縫中有灰漿滲入，使混凝土的澆筑質(zhì)量不受影響，需要在完成鋼筋混凝土的澆筑后，將塑料薄膜覆蓋在采場的地板上。通常來說，在澆筑完鋼筋混凝土后，需要經(jīng)過7d的自然養(yǎng)護(hù)期。在渡過混凝土養(yǎng)護(hù)期后，便可開始人工底柱的膠結(jié)充填工作。一般情況下，1次膠結(jié)充填工作難以滿足施工要求，必須要進(jìn)行2次。只有這樣，施工質(zhì)量才能得到充分保證。第一次人工底柱膠結(jié)充填高度為1.0m，第二次充填高度為1.6m。

3.4 回采工藝

（1）落礦。各分段分層回采高度約為3m，鑿巖工作可采用DD310-40型鑿巖臺(tái)車進(jìn)行。采場鑿巖炮孔都進(jìn)行水平布置，孔徑43mm～45mm，孔深3.0m～3.5m?？拙W(wǎng)參數(shù)（孔距×排距）0.8m×1.0m，淺孔落礦。選用DD310-40型鑿巖臺(tái)車進(jìn)行輔助裝藥，采用卷狀炸藥、非電導(dǎo)爆管分段微差逐孔進(jìn)行爆破。

（2）出礦。選用斗容為1.5m3的金-WJD1.5型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)將采場內(nèi)崩落的礦石運(yùn)出。鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)出的礦石倒運(yùn)至無軌運(yùn)礦車，由無軌運(yùn)礦車通過聯(lián)絡(luò)巷將礦石運(yùn)輸?shù)讲蓞^(qū)溜井硐室進(jìn)行溜礦。

（3）通風(fēng)。新鮮風(fēng)流通過各中段內(nèi)的分段平巷進(jìn)入采場，對(duì)工作面進(jìn)行沖洗。采場內(nèi)的污風(fēng)會(huì)通過回風(fēng)天井排放到上一中段的回風(fēng)巷中，最后經(jīng)由回風(fēng)天井從礦井中排出。獨(dú)頭掘進(jìn)、爆破結(jié)束等通風(fēng)困難時(shí)，可進(jìn)行局扇的布置，以便使通風(fēng)能力加強(qiáng)。

（4）采場支護(hù)。完成分層的回采后，根據(jù)圍巖及礦體的穩(wěn)固性添加相應(yīng)的支護(hù)，在采用短錨桿與長錨索聯(lián)合支護(hù)的方式進(jìn)行施工。長錨索長9m～16m，網(wǎng)度3.0m×2.5m。短錨桿長2m，網(wǎng)度參數(shù)（0.8～1.5)m×(0.8～1.5)m。

（5）采場充填

當(dāng)完成采場支護(hù)工作之后，充填工作便可開展。充填管路從采場上部中段的運(yùn)輸平巷經(jīng)各分層的穿脈運(yùn)輸巷、充填回風(fēng)天井后進(jìn)入采場。在進(jìn)行充填工作中：首先需要將臨近巷道掘出的廢石通過無軌鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)送到采場之中，并進(jìn)行泄水管的敷設(shè)。然后選用尾砂進(jìn)行充填，每次的充填高度應(yīng)為2.6m。剩余0.4m高的空缺，需采用灰砂比為1:4的充填料漿膠結(jié)充填，以此來維持礦層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，確保開采作業(yè)的安全。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)和時(shí)代的發(fā)展，我國的礦產(chǎn)勘探以及開采技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，社會(huì)主義現(xiàn)代化的建設(shè)，使得我國對(duì)金礦的需求量急劇增加，逐漸頻發(fā)的金礦勘探以及開采行為給地表環(huán)境帶來了極大的污染和破壞，從而造成坍塌、地震等一系列安全事故的發(fā)生。而上向充填采礦方法，能對(duì)這一問題予以有效解決。將其應(yīng)用于金礦開采之中，不僅可以有效的增強(qiáng)采礦區(qū)巖石的穩(wěn)定性，還能盡可能的減少開采金礦過程中對(duì)地表環(huán)境造成的破壞，這完全符合了我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

因此，作為金礦開采企業(yè)，應(yīng)予以必要的重視，并在今后的開采活動(dòng)中充分利用上向充填采礦方法的優(yōu)勢，來提升金礦開采的環(huán)保性、安全性以及持續(xù)性。同時(shí)，在應(yīng)用上向充填采礦方法過程中，礦山開采企業(yè)也應(yīng)對(duì)填充填料的成本價(jià)格予以合理考慮，并注意頂板的安全防護(hù)。只有這樣，才能使上向充填采礦法的作用得以充分發(fā)揮，以此來促進(jìn)礦產(chǎn)事業(yè)的健康發(fā)展。