干式充填采礦法的技術問題分析

雷明海

大同煤礦集團燕子山礦，山西大同 037037

0 引言

干式充填采礦法在運用中具有許多的優點：采掘工程量比較少，對礦體形態變化具有比較強的適應能力，采礦時可以讓損失率和礦石貧化率大大降低，對圍巖可以起到維護作用，地壓發生率還能有效減緩。干式充填采礦法對極薄的礦體也可以選擇回采，在高硫礦體回采中還可以預防內因發生火災，對深熱礦井工作面有降溫的作用。但同時也存在劣勢，它的回采工藝比較復雜，要充填空區增加了采礦成本，采場生產能力比較差，需要較長的作業時間。這種采礦法適用于比較稀有貴金屬回采和礦巖穩固性比較差的礦井回采。干式充填法曾經被試用于黃金的開采，在應用和推廣這種方法過程中，對鋪墊材料、采場溜礦井構造、選擇采準行人天井類型、人工假底底部結構等做了技術改進，而且取得了不錯的經驗成果，帶來了更好的經濟效益。

1 礦井溜井的結構介紹

1.1 礦井溜井的用途

在采礦方法中，采用上向水平分層干式充填法“采場溜井”主要用在采場和采準運輸巷道的礦石通道。在進行大量手選作業或者采場的夾石比較多的時候，也可以用在采場剩余的廢石溜井。通常來說，采場淺孔鑿巖分層落礦的高度在半米和一米之間，隨著采場內充填料增加，采場的溜井也會相應增高。

1.2 溜井的要求

1）從技術方面來講：一是粉礦的損失要少，盡量做到沒有損失金屬或者沒有粉礦；二是礦石或者廢石的流通要方便，放礦的時候阻力不能大，不能卡礦；三是要用輕便材料，從而減輕體力勞動；四是溜井的強度要強，溜井壽命要達到采場作業的要求；五是在采場構筑或者安裝時要簡便，不對其他作業造成影響。

2）從經濟方面來講：一是要求材料要便宜，造價要比較低；而是材料要易于保管和存放，不容易發生變質和腐爛；三是材料的采購和運輸渠道要方便。

3）溜井的材料和結構

溜井材料主要是用木材和鋼材兩種，也正在試用將鋼筋混凝土作為溜井材料。干式充填法技術經過不斷的改進，采場溜井的結構和形式有所變化。首先，在材料使用中，木板墻結構是最早被使用的，這種材料強度比較強，可以切割，但不好搬運。它在我國的使用時間是最長的，比較適用于傾斜或急傾斜極薄礦脈采礦。其次使用的是圓垛盤結構，它是在木板墻之后被使用的溜井支護形式。這種溜井方式構造比較簡單，取材比較方便，耐沖擊，不過嚴密性比較差。最后是采用鋼筋混凝土溜井方式，這種溜井方式強度比較高，耐沖擊，給粉礦造成的損失比較小，但重量比較重，不好搬運，制作起來也比較麻煩。

1.3 從經濟方面分析

從結構的優越性分析，使用鋼板材料制作的溜井比其他溜井要好，在干式填充法中比較適用，目前這種溜井被廣泛使用。從成本上算，混凝土制作和鋼板制作的溜井成本相對比較低，但混凝土最重，不好制作和搬運。

2 采場鋪墊材料

2.1 鋪墊材料的用途

采用干式充填采礦法，回采作業在鑿巖爆破前都要鋪上材料進行隔離。這樣做是為了預防爆破以后金屬或礦石粉末混進充填料里面，同時讓人工或機械更方便回收礦石。要使用強度比較高，可以抵抗爆破作業的礦巖沖擊的隔離材料。要求隔離材料價格便宜，取材方便，便于采購，方便運輸，不對礦井造成污染，不對選治回收率帶來影響。

2.2 鋪墊材料的類型

通過生產實踐，采場鋪墊材料從最初的草袋子和黃土、帆布轉換到了現在的水泥砂漿、分級尾砂、混凝土以及廢舊的運輸膠帶等。

2.3 從技術經濟來對比

在此對混凝土、鋼板和廢舊運輸帶三種鋪墊材料進行對比，從材料費來算，最高費用是混凝土，接下來是鋼板，最后是廢舊膠板；從混入充填料里的金屬損失程度計算，混凝土沒有受到損失，接下來是鋼板和廢舊膠帶；從礦石成本來計算，混凝土最高，接下來是廢舊膠帶，最后是鋼板。從比較結果看，將鋼板和廢舊膠帶用來做鋪墊材料比較適合。不過從技術角度分析，舊膠帶比鋼板更加優越。很多巖金礦山的鋪墊材料都采用廢舊膠帶。

3 行人天井方式溜井

3.1 行人天井的類型

早期我國巖金礦山最經常用的是木質行人天井，但在木材漲價，鋼材比較便宜時，也使用過在鋼溜井上焊上角鋼或圓鋼轉變成圓形順路行人井，除此之外，還使用過下盤脈外天井和聯絡道互相結合的方式。

3.2 優缺點比較

木質行人天井成本最少，木質順路井在采場內隔幾個分層，就要向上掘進并安裝一個順路天井，這樣會影響到采礦的進程，不過從經濟方面來講，它比其他兩種方式更加實惠。木質順路行人井相鄰的采場如果在三年之內回采，還可利用。那么，如果間隔的時間比較長，這個順路井就可以作為采場溜礦井，再重新架造一條順路行人天井。

4 人工假底底部構造

在運用干填式充填法時，通常需要構造人工底部結構來替換礦石底柱，這樣可以讓礦石的回采質量大大提高，讓頂、底柱的回采作業量大大減少。人工底部構造主要是由木棚支護混凝土假底、木棚支護假底、梁綱木質假底以及混凝土假底等構成的。其中，木棚支護混凝土假底比較安全，下部礦塊頂柱的回采率比較高，但工業比較復雜，勞動量大；木棚支護假底工藝簡單，工期短，經濟，但易腐爛，回采率低，安全性差；梁綱木質假底使用安全，回采率高，工藝簡單，勞動強度比較低，但成本高，易腐爛；混凝土假底安全性高，回采率高，成本低，但工期長，井下施工混凝土的強度不能得到保證。在運用中，梁綱木質假底比較實用，在中小型的巖金礦山中被廣泛應用。

5 結論

綜上所述，干式充填采礦法雖然回采工藝比較復雜，而且和空場采礦法比較，開采的成本也比較高，但它卻有很多的優點，比如：這種采礦法讓礦石貧化率大大降低，從而提高了入選品味。另外，選治回收率也增加了很多，產金量大大提高，帶來了很大的經濟效益。在不斷發展中，干式填充采礦法將會取代淺孔留礦法。

[1]張桂暄.干式充填采礦工藝若干技術問題探討[J].黃金科學技術，2009(1).

[2]樊滿華.干式充填法采場鋪墊隔離材料的選擇及應用[J].黃金科學技術，2008(1).

[3]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，2010(1).