探討黃金礦山充填采礦技術存在的一些問題

張世澤+單立海+劉錦州

摘要：我國礦山資源種類豐富，隨著社會經濟的快速發(fā)展，各行業(yè)對礦產資源的需求與日俱增，直接帶動了礦產資源開采技術的快速發(fā)展與進步，而這些新型先進開采技術的誕生與應用，又給礦山資源開采提供了有力支持。鑒于此，本文圍繞充填采礦技術，對其特點和在黃金礦山開采應用中存在問題進行介紹和分析，并提出相應的改進對策，以提高對該技術應用的合理性。

關鍵詞：充填采礦技術；黃金礦山；問題；措施

前言：作為人類生活和社會生產所必需的能源之一，隨著人類需求量的不斷增加礦產資源開采日益頻繁，并逐漸向深部發(fā)展，而礦產資源的深部發(fā)展給生態(tài)環(huán)境造成了進一步的破壞。如何采用先進高效的技術對礦山資源進行開采，以降低對生態(tài)環(huán)境的破壞，成為值得人們思考的一個重要課題。這就為充填采礦技術及其應用研究提供了相應依據，對保護環(huán)境、促進經濟發(fā)展具有重要意義。

1.黃金礦山充填采礦技術存在主要問題

從礦山企業(yè)開采實際來看，現(xiàn)階段充填采礦技術在黃金礦山開采中的應用存在的問題主要有充填材料使用不合理，材料本身性能不夠優(yōu)良，充填材料輸送技術、充填采礦技術自動化水平較低；所采用的充填模式、開采工藝與礦體實際不相符，導致礦山資源回采率低，礦產資源利用不充分；充填站管理水平較低，相關管理制度不夠健全，陳舊老化和損壞的充填裝置設備不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，影響了充填材料的制備和輸送[1]。2.黃金礦山合理應用充填采礦技術的有效方法

充填采礦技術隸屬于人工支護采礦方法中的一種。與其他采礦技術相比，這種技術開采效率更高，在礦產資源開采領域有著較為廣泛的應用，而在稀缺、貴重礦石、高品位、圍巖不穩(wěn)固礦產資源的開采中更為適用，可以取得更高的開采效率，更好的開采結果[2]。充填采礦技術的特點是在礦塊、礦房的回采工作過程中，通過向采礦區(qū)充填材料，實現(xiàn)在充填體上進行礦產資源的回采工作，從而防止地表移動，加強地壓控制，避免發(fā)生崩落等事故，具有高效、回采率高、安全、對地表破壞性小、礦石貧化率低等優(yōu)點。

2.1采用全尾砂充填材料。尾砂充填是目前黃金礦山開采中充填采礦技術最常使用的一種充填方法，以往對于這種材料的充填都是采用分級尾砂，分級尾砂膠結充填的缺點是會增加尾砂庫庫壩的實際維護成本，不符合經濟性要求[3]。為了彌補這一缺陷，提高金礦的回采率，保證礦山開采作業(yè)安全，需要對全尾砂充填技術進行改進，通過試驗等方法來優(yōu)化尾砂的物化性能，以降低開采成本。取黃金礦山中的尾砂作為樣本，采用碳硫測定儀、等離子體發(fā)射光譜儀等儀器對樣本尾砂的物理、化學成分進行測定，結果見表1。

了解了黃金礦山尾砂的物理參數和化學成分后，需要根據這一測定結果對灰砂配比進行合理設計，充分考慮充填材料的適用性、充填工藝、成本等相關因素。對充填料漿凝結時間進行試驗發(fā)現(xiàn)，當灰砂比范圍在1：4到1：16之間，充填料將濃度在65%到75%之間時，充填料漿初凝最短時間為13.6h，最長時間為26h；終凝最短時間為20h，最長時間為60h，整體凝結時間范圍較大，表明這樣的灰砂配比和濃度可適用于不同黃金礦山生產需求?？梢姡ㄟ^取樣、試驗，獲取黃金礦山尾砂的物理參數和化學成分信息，在經過進一步的試驗，可以有效提高尾砂膠結充填的效果，得到強度較高的充填體，從而滿足黃金礦山充填采礦需求。

2.2加強高濃度輸送技術的研發(fā)和應用。由于不同地區(qū)、不同黃金礦山的礦體構造不同，地質成分不同，因而對于充填采礦技術的要求各有差異，充填材料濃度不固定。采用高濃度對黃金礦山進行充填采礦，既有利于節(jié)約膠凝劑的使用量，降低充填成本，又能夠有效提高充填料漿的利用率，提高充填體強度，減少對環(huán)境的污染和破壞[4]。因而我國礦山企業(yè)應加強對高濃度充填料輸送技術的研發(fā)，在礦山資源開采中推廣應用高濃度充填料輸送技術，依據流體力學等相關理論知識研發(fā)高濃度充填料輸送技術，研發(fā)與該技術相匹配的輸送管材。

2.3大力發(fā)展新型膠結充填材料與充填模式。充填材料本身的物化性質以及原料配比，對充填采礦技術在礦山資源開采中的應用效果具有直接影響。從充填材料的發(fā)展和實際應用情況來看，存在反比關系的灰砂配比一直是造成礦山回采率低的一個主要因素。針對這一問題，要想有效解決兩者之間的反比問題，研發(fā)新型膠結充填材料是充填采礦技術未來發(fā)展的主要內容與方向。即礦山企業(yè)應加大對新型膠結充填材料的研制和發(fā)展，創(chuàng)新充填材料生產工藝，在灰砂混合中加入一些特殊藥劑，如速凝劑（加快凝固）、減水劑（改善充填體和易性）等，以改善充填材料物化性能，提高充填體強度[5]。充填材料在創(chuàng)新發(fā)展的同時，充填模式也應積極創(chuàng)新改變，以適應新型膠結充填材料，適應充填采礦技術要求。根據黃金礦山深度開采整體發(fā)展趨勢，需要提高充填采礦技術對高溫、地應力的適應能力，重視對充填模式、管道減壓技術、充填料漿冷卻技術的研究分析和改造升級，發(fā)展新的充填模式，在提高黃金礦山回采作業(yè)安全性和回采率的同時，強化生態(tài)環(huán)境保護，降低作業(yè)成本。

總結：在綠色礦山建設的背景下，實現(xiàn)礦山開采的綠色生態(tài)、節(jié)能減排已成為各礦山企業(yè)共同發(fā)展的目標。而充填采礦技術作為一種高效安全的開采技術，在黃金礦山等資源的開采中發(fā)揮著重要作用，盡管在實際應用中存在一些問題，本身具有一定缺陷，但隨著其充填模式、充填材料和輸送技術等的不斷創(chuàng)新發(fā)展，相信充填采礦技術會推動黃金礦山產業(yè)取得進一步的發(fā)展。

參考文獻

[1]劉華生，姚香. 巖金地下礦山充填采礦若干技術問題的探討[J]. 黃金，2011，01：23-28.

[2]張靜文. 鐵礦礦山充填采礦用膠結充填料研究[D].北京科技大學，2015.

[3]周登輝. 川口鎢礦半風化礦脈群難采礦體采礦方法研究[D].中南大學，2014.