深部金礦充填系統(tǒng)的研究與實(shí)踐

肖 強(qiáng)，張 健

（中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710024）

采用優(yōu)化的充填系統(tǒng)，能夠有效地控制地下壓力，減少采礦過程中的損失，充填系統(tǒng)不但在金礦開采中得到應(yīng)用，在其他的金屬礦開采工作中也得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在許多金屬礦經(jīng)過改造，開始使用機(jī)器高壓輸送填充物，有效增強(qiáng)了填充物的濃度[1]。

1 金礦開采及當(dāng)前的充填系統(tǒng)

（1）金礦開采的現(xiàn)狀。當(dāng)前大部分金礦采用分層分級(jí)的尾砂膠結(jié)填充方法，這種方法經(jīng)過了數(shù)年的生產(chǎn)實(shí)踐，比較適合當(dāng)前金礦的開采條件。在具體操作上，這種尾砂膠結(jié)的填充方法比較適合當(dāng)前金礦的開采條件，而且操作簡(jiǎn)單、成本低、金礦損失低，對(duì)于地質(zhì)環(huán)境能夠起到保護(hù)作用，這種填充方法的缺點(diǎn)就是極易出現(xiàn)填充不平衡的現(xiàn)象。

（2）目前金礦開采應(yīng)用的填充系統(tǒng)。目前大多數(shù)金礦填充系統(tǒng)采用臥式充電站配合臥式的沙倉，充填的材料是分級(jí)尾砂。運(yùn)用人工的方法將尾砂與膠結(jié)材料進(jìn)行攪拌，形成漿狀材料，依靠材料的重力自流輸送到地下采空區(qū)。

（3）當(dāng)前填充系統(tǒng)存在的弊端?，F(xiàn)在金礦填充系統(tǒng)的工藝比較落后，機(jī)器設(shè)備也比較陳舊，這些是大部分金礦開采點(diǎn)普遍存在的問題，綜合來說會(huì)導(dǎo)致填料質(zhì)量下降。運(yùn)用當(dāng)前的設(shè)備和工藝不能精確地控制填充物的濃度，所有的東西都靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)水平，實(shí)際工作中產(chǎn)生了很多的人工失誤。填料經(jīng)常出現(xiàn)離析的現(xiàn)象，充填物體的強(qiáng)度很難達(dá)標(biāo)。

2 充填系統(tǒng)在技術(shù)操作上的注意事項(xiàng)

（1）調(diào)節(jié)好填料的濃度。填料的濃度是填充質(zhì)量的關(guān)鍵，在進(jìn)行充填料攪拌時(shí)，加水要控制水流速度，這是控制濃度的關(guān)鍵。充填料最佳的狀態(tài)是濃度達(dá)到75%以上。

（2）把握好攪拌機(jī)料斗上的填充料。對(duì)料斗上的充填料要盡量填滿、鋪平，攪拌機(jī)是通過給料機(jī)振動(dòng)給料的，要保證碎石骨料放在料斗的中心，運(yùn)用人工將材料鋪平，適當(dāng)?shù)丶尤胨嗟炔牧?，把上料斗裝滿。

（3）保持上料斗干凈。攪拌機(jī)的上料斗上經(jīng)常會(huì)附著一些骨料，這些東西應(yīng)該及時(shí)清理掉，運(yùn)用人工進(jìn)行清理，保持上料斗內(nèi)壁干凈。

（4）合理選擇管道材質(zhì)。一般情況下，充填系統(tǒng)的主管道應(yīng)該采用鋼管，因?yàn)檫@部分管道受到的壓力大，鋼管比較抗壓，能夠避免管道爆裂。采場(chǎng)內(nèi)部的管道可以選擇軟管，因?yàn)檫@部分管道經(jīng)常需要進(jìn)行安裝或者拆卸。

3 關(guān)于井下移動(dòng)式充填設(shè)備

3.1 移動(dòng)式充填系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備

現(xiàn)在一些金屬礦井采用移動(dòng)式的充填系統(tǒng)，其主要應(yīng)用到的設(shè)備有振動(dòng)給料機(jī)、攪拌機(jī)、充填給料的管道、高壓輸送泵、風(fēng)包以及壓縮機(jī)等。給料機(jī)作用是為攪拌機(jī)提供碎石骨料，然后攪拌機(jī)把各種材料加水?dāng)嚦蓾{狀，然后再由高壓輸送泵填充料運(yùn)到采場(chǎng)，最后用壓縮機(jī)和風(fēng)包清洗鋼管。

3.2 填充系統(tǒng)各種設(shè)備選擇

（1）混凝土攪拌機(jī)。攪拌機(jī)可以選擇雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，這種攪拌機(jī)能夠攪拌各種砂漿，比如干硬的砂漿、流動(dòng)性砂漿等，對(duì)于骨料也沒有太大要求，安裝和操作都比較方便。機(jī)器堅(jiān)固可靠，在許多建筑工程上都可以使用。

（2）高壓混凝土輸送泵。經(jīng)過混凝土攪拌機(jī)攪拌過的砂漿要通過高壓輸送泵向采空區(qū)給料，所以說輸送環(huán)節(jié)也非常重要。高壓輸送泵要盡量選擇老品牌、有保障的，保證機(jī)器質(zhì)量。

4 移動(dòng)式充填系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

（1）有效地利用廢石。采用移動(dòng)式填充系統(tǒng)，能夠把采礦過程中產(chǎn)生的廢石有效地利用起來，移動(dòng)式填充系統(tǒng)能夠讓廢石就地填充，在地下打碎，節(jié)省了大部分填充成本，對(duì)環(huán)境也能起到保護(hù)作用。采用地下填充的方式，材料運(yùn)輸距離大大縮短，管道非常容易施工。

（2）提高了充填料的濃度和強(qiáng)度。移動(dòng)式充填系統(tǒng)采用新型的高壓輸送泵，使混凝土的濃度最高可以達(dá)到80%，通過攪拌機(jī)將碎石骨料和水泥等打成砂漿，填充物的濃度有了保證，采場(chǎng)內(nèi)部基本沒有積水，填充物能夠很快凝固成型。

（3）降低了填充成本。采用移動(dòng)式充填系統(tǒng)，在攪拌機(jī)中加入黃泥，黃泥黏結(jié)性良好，可以代替一些水泥，并且使用黃泥能夠減少骨料摩擦對(duì)管道的損害，增強(qiáng)了管道使用年限，進(jìn)一步減少了成本投入。

（4）移動(dòng)式填充系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。移動(dòng)式填充系統(tǒng)能夠方便礦井下的機(jī)器移動(dòng)，高壓填充泵由以前的輪胎式轉(zhuǎn)變成軌道式，這樣的改造大大降低了機(jī)器設(shè)備的高度，有利于礦區(qū)的井下運(yùn)輸。經(jīng)過改造的高壓填充泵由三部分組成，機(jī)器的總體長(zhǎng)度變小了，在井下的移動(dòng)也更加靈活方便。

（5）提高了礦井填充工作的機(jī)械化程度。采用井下移動(dòng)式填充系統(tǒng)，能夠有效地減少人工勞動(dòng)，減少成本投入和人工失誤。在井下移動(dòng)式充填系統(tǒng)中，運(yùn)用了振動(dòng)給料機(jī)、攪拌機(jī)、等，從給料到填充，整個(gè)流程都是機(jī)器操作，只有很小部分的摻料工作用到了人工，大大提高了機(jī)械化程度。

5 結(jié)語

充填系統(tǒng)是采礦過程中的重要一環(huán)，充填的質(zhì)量決定了礦產(chǎn)開采的質(zhì)量，所以充填物的強(qiáng)度非常重要。在填料的過程中，有些單位采取的是單點(diǎn)輸送，采空區(qū)只有一個(gè)給料的位置，這樣會(huì)造成給料不平衡。地下移動(dòng)式充填系統(tǒng)采用的是井下填充的方式，把采礦產(chǎn)生的廢石就地打碎，廢物利用，軌道式高壓泵避免了長(zhǎng)距離輸送材料。地下移動(dòng)式充填系統(tǒng)能夠有效提高填充物的濃度，增強(qiáng)填充質(zhì)量，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化填充，節(jié)省了人力、物力資源，降低了充填成本，廢石利用的做法還保護(hù)了采礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。對(duì)于填充系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行大規(guī)模地改進(jìn)，提高金礦資源開采的效率，減少寶貴資源的二次浪費(fèi)。