地下金屬礦山的充填采礦技術研究

崔忠貴

摘 要：新時期下，隨著我國采礦技術的蓬勃發(fā)展，金屬礦的規(guī)模持續(xù)擴大、數(shù)量不斷增加，以往的采礦模式和采礦技術已經(jīng)難以滿足行業(yè)的需求，采礦中產(chǎn)生的污染物質(zhì)也對生態(tài)環(huán)境帶來負面影響。在此背景下，本文主要針對地下金屬礦山的充填采礦技術進行分析和研究，希望給予我國相關行業(yè)以參考和借鑒。

關鍵詞：地下金屬礦山; 充填采礦技術; 研究

中圖分類號：TD853.34 ?文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1006-3315（2019）03-201-001

在可持續(xù)發(fā)展理念的指導下，綠色采礦技術逐漸受到行業(yè)和社會的高度重視，充填采礦技術的利用和推廣，不僅能夠解決由于采礦而導致的地表下沉，同時還可以緩解采礦工作對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，降低礦產(chǎn)損失，對維護生態(tài)平衡、合理利用資源具有積極意義和關鍵作用。

1.傳統(tǒng)金屬采礦技術

以往的金屬采礦技術在應用中，其需要先開采礦產(chǎn)資源，結(jié)合具體開采情況，進行礦區(qū)規(guī)劃和環(huán)境治理。這種后治理、先開采的技術方式，導致開采行為對生態(tài)系統(tǒng)和地下環(huán)境造成了嚴重污染和破壞，開采物質(zhì)從地下挖出堆放在地面，在缺乏填充物支撐下，地下空塌陷區(qū)的面積不斷擴大，不僅對周邊環(huán)境造成危害，同時還會影響生態(tài)穩(wěn)定性，進而誘發(fā)一系列的生態(tài)問題。如果生態(tài)問題不能得到有效的治理，礦山周邊的生態(tài)平衡會被打破，需要當?shù)卣筒傻V企業(yè)花費大量的精力和時間進行綜合治理。

以往的金屬采礦技術在地下治理中，由于其暴露面積較大，周邊圍巖容易出現(xiàn)坍塌或者不牢固的情況，進而增加采礦成本。同時，在采空區(qū)缺少合理支撐的前提下，礦體越來越薄，不能將礦產(chǎn)高效采出，浪費了大量的金屬礦產(chǎn)資源。

2.充填采礦可行性分析

充填采礦與以往的采礦技術在工作流程方面并無本質(zhì)區(qū)別，其增添了充填工序，在完成采礦工作中，利用充填物對采礦區(qū)進行回填，有效支撐附近的圍巖，進而合理控制采場地壓。利用填充物支撐采空區(qū)，還可以降低貧化程度，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效保護，與以往的采礦技術相比較，具有綠色、環(huán)保、節(jié)約等優(yōu)勢。充填采礦技術屬于通過人工手段合理支護采空區(qū)的方法，在整個金屬采礦過程中，通過填充材料向采空區(qū)輸送填充物，能夠保證礦區(qū)的安全生產(chǎn)和環(huán)境保護，對促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。

3.充填采礦技術的積極意義

3.1防止出現(xiàn)地表變形以及下沉

首先，在對金屬礦山進行開采工作中，通過充填采礦技術可以有效充填采空區(qū)，里面的填充物能夠支撐采空區(qū)的頂部巖石層，防止圍巖出現(xiàn)下沉以及變形;其次，填充物還能夠防止采空區(qū)出現(xiàn)較大位移，合理調(diào)整采空區(qū)的空間，有助于企業(yè)快速建立工作層面，為采礦后續(xù)工作提供條件;再次，充和開采交替循環(huán)，可以有效縮短采礦周期，提升企業(yè)的開采綜合能力;最后，合理應用充填采礦技術，能夠有效緩解巖層移動，保護地表結(jié)構和生態(tài)平衡，避免采礦區(qū)的原本生態(tài)環(huán)境被嚴重破壞。

3.2保護遠景資源和降低貧損

當前，充填采礦技術在我國已經(jīng)獲得了廣泛的應用，其不僅可以在水平面金屬礦體中進行應用，還能夠在傾斜或者地下礦體中進行合理應用。在厚度較大礦體開采中應用該技術，可以提升礦柱利用效率，進而優(yōu)化金屬礦品質(zhì)，減低礦山貧損。同時，該技術還可以對礦物質(zhì)實現(xiàn)有效保護，對尚未開發(fā)的金屬礦資源進行有效應用和合理保護，維護采礦區(qū)的生態(tài)平衡。

例如全尾砂充填法，其能夠提升充填物強度，在井下使用全尾砂充填，避免其在地面而導致的安全事故和環(huán)境污染，節(jié)約開采成本和維護費用。隨著我國采礦事業(yè)的快速發(fā)展，全尾砂充填已經(jīng)成為了充填采礦技術的未來主要發(fā)展方向，具有十分廣闊的推廣前景。

4.創(chuàng)新地下金屬礦山充填采礦技術的相關途徑

4.1創(chuàng)新采礦工藝

在應用充填采礦技術中，需要結(jié)合采礦技術、礦床條件以及礦山特點，創(chuàng)造或者創(chuàng)新新型的采礦工藝，例如傾斜礦脈，可以通過廢石拋擲或者礦巖分掘的方法充填空區(qū);又例如對于厚大礦巖，可以通過高水材料、塊石膠結(jié)或者尾砂膠結(jié)進行充填，在提升生產(chǎn)效率的同時，還可以降低成本，對采空區(qū)進行科學處理。

4.2開發(fā)填充材料

高水材料具有無重力水排除、固結(jié)速度快等優(yōu)勢，可以避免污染井下環(huán)境，節(jié)約填充費用。但是其缺點為強度較低，在應用中容易出現(xiàn)風化的情況，材料成本較高，抗沖擊性和抗振動性較差。因此，相關企業(yè)需要積極開發(fā)新型的充填材料，以成本更低、性能更好、強度更高的填充材料取代高水材料。

4.3創(chuàng)新填充設備

當前，我國在應用充填采礦技術中，其主要以人工的形式進行，自動化和機械化程度較低，對采礦效率帶來了一定的影響。因此，相關企業(yè)需要積極研發(fā)和創(chuàng)新具有較高自動化和機械化程度的填充設備，例如盤式過濾機、真空過濾機陶瓷過濾機以及高效濃密機等，通過機械設備可以提升井下填充的效率和質(zhì)量，滿足金屬采礦施工的需求。

5.結(jié)語

總而言之，隨著我國金屬采礦行業(yè)的蓬勃發(fā)展，其開采技術也在不斷的優(yōu)化和完善中，應用充填采礦技術可以節(jié)約資源成本，促使采礦過程趨于環(huán)?；途G色化，降低資源損失、提升利用效率，符合綠色發(fā)展的理念，對企業(yè)安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護具有積極作用。但是該項技術在發(fā)展中依然存在諸多缺點和不足，需要相關企業(yè)在實踐生產(chǎn)中不斷優(yōu)化和改進，對促進我國金屬礦產(chǎn)資源的合理利用和開發(fā)具有關鍵意義。

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