上向充填采礦法在金礦開采中的應用與探索

魯開金，黃 維

（山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦，山東 萊州 261400）

新時期，社會在發展，時代在進步，我國的礦產開采技術也應當與時俱進，作出改進和創新，以便在提升礦產開采水平的同時，滿足人們對礦產資源的需求。在我國大力推進生態文明建設的背景下，礦產行業也需要作出積極的響應，致力于開采技術的研究，盡量避免開采過程中地震、塌方以及環境破壞等情況的發生，以此來適應社會的發展，滿足時代的要求。出于這樣的目的，本文就金礦開采中上向充填采礦法的應用進行研究，具有一定的客觀實在性與時代緊迫感。

1 上向充填采礦法概述

所謂的上向充填采礦法，就是在開采金礦的過程中，對采空的區域進行及時填充，但需要注意的是，在對采空區進行填充的過程中，填充材料的選擇必須要合理，以便使金礦開采對地表及地質造成的傷害得以最大限度的降低。在金礦開采中應用上向充填采礦法，可使采礦過程中地表所承受的壓力降低，避免塌陷、地震等問題的發生，達到緩解采礦礦壓的目的。

通常情況下來說，根據填充材料的不同，上向充填采礦法可細分為三種類型，分別是膠結充填采礦法、干式充填采礦法以及水砂充填采礦法。

2 上向充填采礦法在金礦開采中的應用意義

2.1 符合可持續發展要求

金礦資源，對于促進社會的和諧穩定，推動國家的繁榮富強具有重要意義。但是，在對金礦開采的過程中，不合理的采礦方法很容易對周邊環境造成破壞。比如，在開采金礦中，將會不可避免的出現一些固體廢棄物污染，同時也會使采礦區的地表受到破壞，從而打破了當地的生態平衡。就目前來看，大部分企業在開采金礦的過程中都會存在礦渣的隨意堆放，這會嚴重影響采礦去植被的生長。而在應用了上向充填采礦法之后，這種情況得到了良好的改善，不僅能夠保證施工作業的安全，周邊環境也不會受到嚴重的破壞，這完全符合可持續發展的要求。

2.2 有利于礦產經營

在我國，大多數金礦開采單位，其經營模式并不合理，開采方法也存在著問題。這種情況的發生，導致安全隱患問題層出不窮。而采用了上向充填采礦法之后，不僅能有效的維護當地的生態環境，也能使開采作業更加規范、合理、高效，自然也更加有利于開采單位的發展。

2.3 有利于節約開采成本

經過這些年的發展，上向充填采礦法已經相當成熟和完善。將其應用于金礦開采中，不僅能有效的應對開采工藝復雜的金礦區，也能大幅度提升回采率。近年來，大量機械設備在上向充填采礦法中得到了廣泛的應用，使得金礦開采效率得到了明顯的提高。新的電子設備改善了傳統充填法的財政模式，進一步促進了充填體和創造深度的延伸，使得垂直開采模式得到了更好的應用，同時也最大限度的降低了開采的成本，實現了企業經濟效益的提升。

3 上向充填采礦法在金礦開采中的實際應用

3.1 礦塊布置及結構參數

沿礦體走向進行礦快布置，長60m，礦塊階段高50m，將此階段劃分為4個分段，每個分段高度應控制在10m～15m之間，在將每個分段劃分予以分層。每個分段的巷道應承擔3-5個分層的回采工作。分層高度約有3m，空頂最大高度為4m，頂底柱和間柱并未設立。

3.2 采準切割工程

脈外斜坡道、下盤脈外分段平巷、聯絡巷是此采場使用的采準方式。在礦體的下盤布置平行于礦體走向的分段平巷，然后在已經掘出的分段平巷內向采場的中部位置掘進采場聯絡巷至礦體下盤位置，以便使礦體下盤與分段聯絡巷相通。從礦體下盤位置向礦體內掘進穿脈平巷至礦體上盤邊界位置。由于需要借助鏟運機將礦送出，所以上下兩個分層之間的聯絡巷坡度不宜過大，最好控制在13°以內，以使鏟運機能夠正常作業。通風天井不僅可以充當回風通道，還可以用作敷設充填管路的通道，在其中設立梯子，以便作為采場的安全出口。

3.3 人工底柱

是否要進行人工底柱的施工，取決于礦體品位的變化情況。人工底柱的高度一般為3m，其中鋼筋混凝土層厚約0.4m，采用灰砂比為1:5的膠結充填厚度為2.6m。當各個中段完成第一層全面的切割拉底工程之后，會采用鏟運機并配合人工將此分層的礦石從采場運出。接下來，會在此分層鋪設鋼筋混凝土。鋪設規格是：網度250mm×250mm，主筋直徑為12mm，垂直于礦體走向進行鋪設工作；副筋直徑為8mm，沿著礦體走向進行鋪設，同時需要用細鐵絲將縱橫鋼筋的交叉點處固定牢靠。必要情況下，應選用電焊將關鍵交叉點焊接牢固。之后，需要將捆扎完成的鋼筋網向上抬高100mm，再將主筋、副筋與上下盤礦體及點柱或間柱用錨桿連接（錨桿長度應控制在1.5m～2.0m，水平方向間距為0.5m），選用C20混凝土澆筑，并澆筑厚度400mm。為防止地板的裂縫中有灰漿滲入，使混凝土的澆筑質量不受影響，需要在完成鋼筋混凝土的澆筑后，將塑料薄膜覆蓋在采場的地板上。通常來說，在澆筑完鋼筋混凝土后，需要經過7d的自然養護期。在渡過混凝土養護期后，便可開始人工底柱的膠結充填工作。一般情況下，1次膠結充填工作難以滿足施工要求，必須要進行2次。只有這樣，施工質量才能得到充分保證。第一次人工底柱膠結充填高度為1.0m，第二次充填高度為1.6m。

3.4 回采工藝

（1）落礦。各分段分層回采高度約為3m，鑿巖工作可采用DD310-40型鑿巖臺車進行。采場鑿巖炮孔都進行水平布置，孔徑43mm～45mm，孔深3.0m～3.5m。孔網參數（孔距×排距）0.8m×1.0m，淺孔落礦。選用DD310-40型鑿巖臺車進行輔助裝藥，采用卷狀炸藥、非電導爆管分段微差逐孔進行爆破。

（2）出礦。選用斗容為1.5m3的金-WJD1.5型電動鏟運機將采場內崩落的礦石運出。鏟運機鏟運出的礦石倒運至無軌運礦車，由無軌運礦車通過聯絡巷將礦石運輸到采區溜井硐室進行溜礦。

（3）通風。新鮮風流通過各中段內的分段平巷進入采場，對工作面進行沖洗。采場內的污風會通過回風天井排放到上一中段的回風巷中，最后經由回風天井從礦井中排出。獨頭掘進、爆破結束等通風困難時，可進行局扇的布置，以便使通風能力加強。

（4）采場支護。完成分層的回采后，根據圍巖及礦體的穩固性添加相應的支護，在采用短錨桿與長錨索聯合支護的方式進行施工。長錨索長9m～16m，網度3.0m×2.5m。短錨桿長2m，網度參數（0.8～1.5)m×(0.8～1.5)m。

（5）采場充填

當完成采場支護工作之后，充填工作便可開展。充填管路從采場上部中段的運輸平巷經各分層的穿脈運輸巷、充填回風天井后進入采場。在進行充填工作中：首先需要將臨近巷道掘出的廢石通過無軌鏟運機運送到采場之中，并進行泄水管的敷設。然后選用尾砂進行充填，每次的充填高度應為2.6m。剩余0.4m高的空缺，需采用灰砂比為1:4的充填料漿膠結充填，以此來維持礦層結構的穩定，確保開采作業的安全。

4 結束語

隨著社會和時代的發展，我國的礦產勘探以及開采技術取得了長足的進步，社會主義現代化的建設，使得我國對金礦的需求量急劇增加，逐漸頻發的金礦勘探以及開采行為給地表環境帶來了極大的污染和破壞，從而造成坍塌、地震等一系列安全事故的發生。而上向充填采礦方法，能對這一問題予以有效解決。將其應用于金礦開采之中，不僅可以有效的增強采礦區巖石的穩定性，還能盡可能的減少開采金礦過程中對地表環境造成的破壞，這完全符合了我國可持續發展戰略的要求。

因此，作為金礦開采企業，應予以必要的重視，并在今后的開采活動中充分利用上向充填采礦方法的優勢，來提升金礦開采的環保性、安全性以及持續性。同時，在應用上向充填采礦方法過程中，礦山開采企業也應對填充填料的成本價格予以合理考慮，并注意頂板的安全防護。只有這樣，才能使上向充填采礦法的作用得以充分發揮，以此來促進礦產事業的健康發展。