探討黃金礦山充填采礦技術(shù)存在的一些問(wèn)題

張世澤+單立海+劉錦州

摘要：我國(guó)礦山資源種類豐富，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求與日俱增，直接帶動(dòng)了礦產(chǎn)資源開(kāi)采技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步，而這些新型先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)的誕生與應(yīng)用，又給礦山資源開(kāi)采提供了有力支持。鑒于此，本文圍繞充填采礦技術(shù)，對(duì)其特點(diǎn)和在黃金礦山開(kāi)采應(yīng)用中存在問(wèn)題進(jìn)行介紹和分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)對(duì)策，以提高對(duì)該技術(shù)應(yīng)用的合理性。

關(guān)鍵詞：充填采礦技術(shù)；黃金礦山；問(wèn)題；措施

前言：作為人類生活和社會(huì)生產(chǎn)所必需的能源之一，隨著人類需求量的不斷增加礦產(chǎn)資源開(kāi)采日益頻繁，并逐漸向深部發(fā)展，而礦產(chǎn)資源的深部發(fā)展給生態(tài)環(huán)境造成了進(jìn)一步的破壞。如何采用先進(jìn)高效的技術(shù)對(duì)礦山資源進(jìn)行開(kāi)采，以降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，成為值得人們思考的一個(gè)重要課題。這就為充填采礦技術(shù)及其應(yīng)用研究提供了相應(yīng)依據(jù)，對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

1.黃金礦山充填采礦技術(shù)存在主要問(wèn)題

從礦山企業(yè)開(kāi)采實(shí)際來(lái)看，現(xiàn)階段充填采礦技術(shù)在黃金礦山開(kāi)采中的應(yīng)用存在的問(wèn)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(shù)、充填采礦技術(shù)自動(dòng)化水平較低；所采用的充填模式、開(kāi)采工藝與礦體實(shí)際不相符，導(dǎo)致礦山資源回采率低，礦產(chǎn)資源利用不充分；充填站管理水平較低，相關(guān)管理制度不夠健全，陳舊老化和損壞的充填裝置設(shè)備不能及時(shí)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(yīng)用充填采礦技術(shù)的有效方法

充填采礦技術(shù)隸屬于人工支護(hù)采礦方法中的一種。與其他采礦技術(shù)相比，這種技術(shù)開(kāi)采效率更高，在礦產(chǎn)資源開(kāi)采領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用，而在稀缺、貴重礦石、高品位、圍巖不穩(wěn)固礦產(chǎn)資源的開(kāi)采中更為適用，可以取得更高的開(kāi)采效率，更好的開(kāi)采結(jié)果[2]。充填采礦技術(shù)的特點(diǎn)是在礦塊、礦房的回采工作過(guò)程中，通過(guò)向采礦區(qū)充填材料，實(shí)現(xiàn)在充填體上進(jìn)行礦產(chǎn)資源的回采工作，從而防止地表移動(dòng)，加強(qiáng)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(duì)地表破壞性小、礦石貧化率低等優(yōu)點(diǎn)。

2.1采用全尾砂充填材料。尾砂充填是目前黃金礦山開(kāi)采中充填采礦技術(shù)最常使用的一種充填方法，以往對(duì)于這種材料的充填都是采用分級(jí)尾砂，分級(jí)尾砂膠結(jié)充填的缺點(diǎn)是會(huì)增加尾砂庫(kù)庫(kù)壩的實(shí)際維護(hù)成本，不符合經(jīng)濟(jì)性要求[3]。為了彌補(bǔ)這一缺陷，提高金礦的回采率，保證礦山開(kāi)采作業(yè)安全，需要對(duì)全尾砂充填技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)試驗(yàn)等方法來(lái)優(yōu)化尾砂的物化性能，以降低開(kāi)采成本。取黃金礦山中的尾砂作為樣本，采用碳硫測(cè)定儀、等離子體發(fā)射光譜儀等儀器對(duì)樣本尾砂的物理、化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。

了解了黃金礦山尾砂的物理參數(shù)和化學(xué)成分后，需要根據(jù)這一測(cè)定結(jié)果對(duì)灰砂配比進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，充分考慮充填材料的適用性、充填工藝、成本等相關(guān)因素。對(duì)充填料漿凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)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(shí)，充填料漿初凝最短時(shí)間為13.6h，最長(zhǎng)時(shí)間為26h；終凝最短時(shí)間為20h，最長(zhǎng)時(shí)間為60h，整體凝結(jié)時(shí)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(chǎn)需求。可見(jiàn)，通過(guò)取樣、試驗(yàn)，獲取黃金礦山尾砂的物理參數(shù)和化學(xué)成分信息，在經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)，可以有效提高尾砂膠結(jié)充填的效果，得到強(qiáng)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(qiáng)高濃度輸送技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。由于不同地區(qū)、不同黃金礦山的礦體構(gòu)造不同，地質(zhì)成分不同，因而對(duì)于充填采礦技術(shù)的要求各有差異，充填材料濃度不固定。采用高濃度對(duì)黃金礦山進(jìn)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(qiáng)度，減少對(duì)環(huán)境的污染和破壞[4]。因而我國(guó)礦山企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)高濃度充填料輸送技術(shù)的研發(fā)，在礦山資源開(kāi)采中推廣應(yīng)用高濃度充填料輸送技術(shù)，依據(jù)流體力學(xué)等相關(guān)理論知識(shí)研發(fā)高濃度充填料輸送技術(shù)，研發(fā)與該技術(shù)相匹配的輸送管材。

2.3大力發(fā)展新型膠結(jié)充填材料與充填模式。充填材料本身的物化性質(zhì)以及原料配比，對(duì)充填采礦技術(shù)在礦山資源開(kāi)采中的應(yīng)用效果具有直接影響。從充填材料的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，存在反比關(guān)系的灰砂配比一直是造成礦山回采率低的一個(gè)主要因素。針對(duì)這一問(wèn)題，要想有效解決兩者之間的反比問(wèn)題，研發(fā)新型膠結(jié)充填材料是充填采礦技術(shù)未來(lái)發(fā)展的主要內(nèi)容與方向。即礦山企業(yè)應(yīng)加大對(duì)新型膠結(jié)充填材料的研制和發(fā)展，創(chuàng)新充填材料生產(chǎn)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(qiáng)度[5]。充填材料在創(chuàng)新發(fā)展的同時(shí)，充填模式也應(yīng)積極創(chuàng)新改變，以適應(yīng)新型膠結(jié)充填材料，適應(yīng)充填采礦技術(shù)要求。根據(jù)黃金礦山深度開(kāi)采整體發(fā)展趨勢(shì)，需要提高充填采礦技術(shù)對(duì)高溫、地應(yīng)力的適應(yīng)能力，重視對(duì)充填模式、管道減壓技術(shù)、充填料漿冷卻技術(shù)的研究分析和改造升級(jí)，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(shí)，強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境保護(hù)，降低作業(yè)成本。

總結(jié)：在綠色礦山建設(shè)的背景下，實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)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(biāo)。而充填采礦技術(shù)作為一種高效安全的開(kāi)采技術(shù)，在黃金礦山等資源的開(kāi)采中發(fā)揮著重要作用，盡管在實(shí)際應(yīng)用中存在一些問(wèn)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(shù)等的不斷創(chuàng)新發(fā)展，相信充填采礦技術(shù)會(huì)推動(dòng)黃金礦山產(chǎn)業(yè)取得進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉華生，姚香. 巖金地下礦山充填采礦若干技術(shù)問(wèn)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(jié)充填料研究[D].北京科技大學(xué)，2015.

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