有色金屬采礦中高水固結(jié)充填采礦法的應(yīng)用探討

張士全

（中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

在有色金屬的采礦過程中，我國(guó)的采礦技術(shù)也相對(duì)比較成熟，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在采礦技術(shù)方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的探究，高水固結(jié)充填采礦法，因其具有較多的優(yōu)勢(shì)被人們廣泛的使用，得到了人們認(rèn)可，這種技術(shù)，利用的是高水速凝的方法，此方法中有膠結(jié)劑的存在，并且添加了許許多多的新材料，確保不會(huì)出現(xiàn)脫水的現(xiàn)象，從這一程度上來(lái)說(shuō)，避免了傳統(tǒng)采礦技術(shù)的缺陷，此材料可以保證在工業(yè)中的使用時(shí)間，而且可耐性較好，在采礦工藝上是一項(xiàng)突出性的進(jìn)展，目前已經(jīng)在許許多多的領(lǐng)域上有所應(yīng)用，更重要的是，此技術(shù)更加環(huán)保，在一定程度上解決了環(huán)境污染的問題，有利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，更加促進(jìn)有色金屬行業(yè)中采礦業(yè)的發(fā)展，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速提升[1]。

1 高水固結(jié)充填采礦法的工藝流程

1.1 概述

高水固結(jié)充填采礦法是有色金屬行業(yè)中新出現(xiàn)的一種方法，此方法具有許許多多的優(yōu)勢(shì)而被人們廣泛的利用，避免了有色金屬采礦工藝過程中的脫水問題，且降低了工藝成本，提高了開采效率，在整個(gè)過程中，具有較高的安全性，這種技術(shù)，利用的是高水速凝的方法，此方法中有膠結(jié)劑的存在，并且添加了許許多多的新材料，相對(duì)于傳統(tǒng)的采礦工藝，是一個(gè)較大的提升，而且此技術(shù)所利用的是膠結(jié)劑，用不同分配的水和材料進(jìn)行充分的攪拌，這樣充填料漿的濃度就會(huì)各異，同時(shí)此方法中采用雙管路運(yùn)輸，進(jìn)而輸送到采空區(qū)域。從這個(gè)過程中，都相對(duì)的完善，對(duì)采礦區(qū)也進(jìn)行了大范圍的保護(hù)和支撐，不論從開采或者回采方面都避免了井下污染的現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到了重要的作用，另一方面也減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，提高了工作效率，在采礦工藝方面體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)。

1.2 特征

高水固結(jié)充填采礦法在有色金屬行業(yè)中是一項(xiàng)新型的技術(shù)方法，最具有優(yōu)勢(shì)的是此方法中應(yīng)用的材料是高水速凝，此種材料在運(yùn)輸?shù)倪^程中非常便捷，因此，此材料在膠結(jié)劑方面做出了突出的貢獻(xiàn)，有色金屬行業(yè)中因其此種材料的應(yīng)運(yùn)，發(fā)展的越來(lái)越好，用高水速凝的材料配制的漿體，操作簡(jiǎn)單易行，充分展現(xiàn)出了很好的流動(dòng)性，以及本身的懸浮本質(zhì)。在運(yùn)輸?shù)倪^程中，保持較好的穩(wěn)定性和高效率性。另一方面，高水速凝的材料在運(yùn)輸?shù)倪^程中，對(duì)環(huán)境起到了很好的保護(hù)作用，滿足了日益發(fā)展的可持續(xù)要求，得到人們的大力推崇。達(dá)到了很好的采礦標(biāo)準(zhǔn)，在充填的方面達(dá)到了較好的標(biāo)準(zhǔn)，此外隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步再加上此種材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，相信可以大大促進(jìn)金屬行業(yè)的發(fā)展[2]。

1.3 高水固結(jié)充填體的力學(xué)特征

（1）脫水特征。從上面我們可以看到高水固結(jié)充填采礦法中采用的是高水速凝的材料，此種材料含有極高的水分，以較快的速度進(jìn)行凝結(jié)，除此之外還存在較多的水，在過程中就會(huì)不斷的析出，因此，高水固結(jié)充填體具有脫水特征，環(huán)境的改變將對(duì)材料的脫水性能產(chǎn)生較大的影響，假如，我們將此種高水速凝的材料，放入遠(yuǎn)離空氣的環(huán)境中，并且在較高的溫度下放置，那么我們將會(huì)觀察到高水速凝的材料的脫水性能發(fā)生了重大的改變。

表1 為料漿主要的輸送設(shè)備選型

（2）較強(qiáng)的抵抗力。高水固結(jié)充填體較傳統(tǒng)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如它具有極高的吸收能力和較強(qiáng)的抵抗力，因此特別適合添加到金屬行業(yè)中，可以避免在施工的過程中有不必要的損壞，此外也由于高水固結(jié)充填體較強(qiáng)的抵抗力，可以在整個(gè)過程中提供充分的保障，另一方面，隨著高水固結(jié)充填體的抵抗力的大小對(duì)其吸收能力也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

（3）抗風(fēng)化特征。高水速凝的材料存在著許許多多的硬化體，這些硬化體對(duì)高水固結(jié)充填體的強(qiáng)度有較大的影響，對(duì)高水固結(jié)充填體固有的組成成分研究也是十分必要的，因?yàn)槔锩娴某煞謱?duì)充填體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。例如鈣釩石等等對(duì)硬化的強(qiáng)度起到重要的作用，從而破壞高水固結(jié)充填體的抗風(fēng)化性質(zhì)。如下圖1所示。

圖1 碳化速度曲線

（4）蠕變特征。在任何一個(gè)工程類項(xiàng)目中，完成過程都需要一定的時(shí)間限制，因此先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用會(huì)大大縮短時(shí)間施工時(shí)間，然而高水固結(jié)充填采礦法中所用的高水固結(jié)充填體要想真正的應(yīng)運(yùn)到金屬行業(yè)中，需要充分的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)，在這個(gè)過程中，便會(huì)有許許多多的性質(zhì)發(fā)生改變，里面的一些成分就會(huì)發(fā)生變化，蠕變特征就會(huì)慢慢的顯現(xiàn)出來(lái)，因此在施工的過程中要充分的對(duì)高水固結(jié)充填體的流變特性進(jìn)行考慮，盡量采用先進(jìn)的技術(shù)，縮短施工時(shí)間，大大完善工程項(xiàng)目的進(jìn)行。

2 高水固結(jié)充填系統(tǒng)

（1）概述。高水固結(jié)充填系統(tǒng)主要由兩部分系統(tǒng)所構(gòu)成，分別是制備運(yùn)輸以及自動(dòng)控制，此外，主要采用的是雙管路進(jìn)行運(yùn)輸，配比成不同濃度的漿料，在金屬行業(yè)的高水固結(jié)充填采礦法中起到了重要的作用，而且在運(yùn)輸?shù)倪^程中也很好的維持了料漿的濃度，高水固結(jié)充填系統(tǒng)對(duì)高水材料也有極高的要求，例如材料的配比濃度和運(yùn)輸?shù)墓軓降鹊龋硪环矫妫咚探Y(jié)充填系統(tǒng)有一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)在于它實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，更加的方便與簡(jiǎn)潔。

（2）工藝設(shè)計(jì)。高水固結(jié)充填系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行，主要包括配置的設(shè)計(jì)，材料運(yùn)輸方面進(jìn)行改善，回采工藝的研究設(shè)計(jì)等等。首先，在工藝配置的設(shè)計(jì)方面，工藝配置主要有放砂管，進(jìn)砂管，旋流器和砂倉(cāng)等等，組成部分及其之多，各個(gè)零件都有其重要的作用。其次在于材料運(yùn)輸方面，要進(jìn)行完善，高水固結(jié)充填體系中，材料運(yùn)輸在其中發(fā)揮重要的作用，在其過程中要認(rèn)真的分析料漿的濃度以及輸送能力等等，除此之外，也要正確評(píng)估員工的操作能力，確保高水固結(jié)充填系統(tǒng)的高效性。最后，回采工藝的研究設(shè)計(jì)也是必要的，回采工藝在高水固結(jié)充填系統(tǒng)中承擔(dān)著重要的任務(wù)，在回采工藝中，采用一種聚集式的方式去進(jìn)行，對(duì)爆破的地方進(jìn)行嚴(yán)格的控制，用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行回采工藝，整個(gè)過程中都是在工作面上進(jìn)行操作[3]。

3 技術(shù)前景

此技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)在金屬行業(yè)中發(fā)揮了重要的作用，重要的是進(jìn)行了綠色開采，有效的保護(hù)了環(huán)境，由于此技術(shù)還不太成熟，因此需要多方面的改進(jìn)，進(jìn)一步的為高水固結(jié)充填系統(tǒng)提供技術(shù)上的支撐，此開采工藝最好的是可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，將會(huì)擁有很好的發(fā)展前景。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于環(huán)境的要求也越來(lái)越高，在金屬行業(yè)中傳統(tǒng)的開采技術(shù)對(duì)環(huán)境造成了極大的破壞，采用高水固結(jié)充填采礦法的開采工藝，越來(lái)越受到人們的重視，有效的降低了金屬行業(yè)采礦的成本，同時(shí)也極大的促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。相信此技術(shù)能夠?yàn)榈V業(yè)的進(jìn)步做出更大的進(jìn)步。

4 結(jié)論

本論文從高水固結(jié)充填采礦法的工藝流程，高水固結(jié)充填系統(tǒng)，技術(shù)前景等等這幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的描述，從中，我們了解到，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有色金屬行業(yè)得到了更大的發(fā)展，在其中，采用了高水固結(jié)充填采礦的技術(shù)，此技術(shù)具有許許多多的優(yōu)勢(shì)，此工藝中，采用了高水速凝的材料，此材料實(shí)現(xiàn)了環(huán)保的目的，采用綠色的方式進(jìn)行開采，但是在實(shí)施的過程中，也有諸多的不利，因此需要進(jìn)行進(jìn)一步的完善，可以保證在金屬行業(yè)中充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，由于此工藝中采用綠色開采的方式，有效的保護(hù)了環(huán)境，同時(shí)促進(jìn)了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，再者，原來(lái)的傳統(tǒng)的開采工藝對(duì)環(huán)境造成了極大的危害，因此，采用高水固結(jié)充填采礦法的開采工藝有效的保護(hù)了環(huán)境，受到了人們的大力推崇與關(guān)注，另一方面，此技術(shù)采用的高水速凝的材料，此方法中有膠結(jié)劑的存在，并且添加了許許多多的新材料，確保不會(huì)出現(xiàn)脫水的現(xiàn)象，從這一程度上來(lái)說(shuō)，避免了傳統(tǒng)采礦技術(shù)的缺陷，此材料可以保證在工業(yè)中的使用時(shí)間，而且可耐性較好，在采礦工藝上是一項(xiàng)突出性的進(jìn)展，目前已經(jīng)在許許多多的領(lǐng)域上有所應(yīng)用。相信在未來(lái)的社會(huì)中，國(guó)家將會(huì)對(duì)此開采工藝進(jìn)行大范圍的改善，并且提高此技術(shù)的成熟程度，將金屬行業(yè)的成本大大的降低，并且進(jìn)行進(jìn)一步的推廣，大大的促進(jìn)金屬行業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。