浅谈充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用
于松波
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于松波,. 浅谈充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用[J]. 矿山工程与技术,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157086.
摘要: 矿产资源对我国发展而言极为重要,近年来矿物开采过程心中充采矿技术得到广泛应用,在该技术的帮助之下,不仅能够实现预期目标,同时开采效率较以往相比有明显提升,实用效果显著,尽管该技术存在一些不足,但可通过实践使其更加完善,基于此本文对浅谈充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用进行探究,概述充填采矿技术,以该技术为核心分析未来发展方向,从而拓展技术应用范围,创造更多经济效益。
关键词: 充填采矿技术;采矿工程;非金属矿山
DOI:10.12721/ccn.2021.157086
基金资助:

伴随经济快速发展国家生产力不断提升,在这种背景的影响下,采矿业发展越来越快,由于过度开采,导致地表结构资源濒临枯竭,开采环境变得愈发复杂,不仅如此由于开采深度加大,矿物开采越来越困难,为此必须要结合实际情况选用更为合适的技术,如此才能够提升开采效率。应用充填采矿技术进行矿产开采能够有效解决上述问题,减少压力的同时采矿质量也会有所提升,由此可见探究充填采矿在工程中的应用具有一定实质性意义。

1充填采矿技术在采矿作业中的应用优势

1.1提高了采矿区的安全性和矿石回采率

充填采矿技术应用过程中能够度当前开采地区地压进行控制,以填充物作为支撑设施对内部结构进行调整,从而降低塌方、围岩破坏等事故发生概率,减少造成的经济损失,为工作人员提供安全保障。填充工作结束之后,可根据时段回收填充物,进而提高开采效率。

1.2促进采矿作业的深部开采和降低生产作业成本

深部开采时要注意选用的技术手段,考虑开采阶段地压、地表等造成的问题。利用充填采矿技术,以膏体等作为填充物使用,能够使调节矿区内应力,使其处于平衡状态,进而提高开采效率。充填采矿技术的应用以凿岩台车等机械设备替代了人力作业,减少了人力资源的投入,充填采矿技术的运用解决了尾砂在地面堆放产生的占地和环境污染,促进了矿山企业的可持续发展。

2充填采矿技术在采矿工程中的应用分析

2.1削壁充填采矿技术的应用

采矿工程作业中,应用削壁充填采矿技术进行施工时,比较适用于矿体本身比较薄的矿山,此类工程作业中,往往无法设置预留间柱,所以需要通过人工设置混凝土构筑底柱。在回采作业时,需要先行完成矿石开采,随后才能展开岩石开采工作,在落矿之前,还需在矿下填充物之上做好垫层铺设工作,垫层的材料可选用胶皮带或是草袋。进行爆破采矿时,应该设置深度为1m的炮眼,借助电耙完成出矿,随后进行围岩爆破,充填采空区,并将基本的工作空间预留出来。后续的采矿施工中,可循环上述作业过程,直至完成矿块的开采。在应用削壁充填技术进行采矿爆破时,应该做好如下爆破处理:先爆破矿体情况。在爆破点进行爆破孔钻点,工具可采用小直径钎头,爆破孔需控制在1-1.5m之间,且孔间间隔控制在0.4-0.6m之间,装药时需遵守隔孔装药原则。先爆破围岩情况。提前确认回采空间,确保回采空间处于最小状态。期间,如矿体的倾斜度相对较大时,采场的最小空间应该控制在0.8m以上。爆破后,进行崩落的矿石处理时,可以从人工运输或是电耙运输两种方案中选择一种。

2.2上向分层充填采矿技术的应用

上向分层充填采矿技术也被称之为干式充填采矿技术,技术应用时,主要操作特征在于按照自下而上的开采原则完成矿产开采工作,即每次完成一层的开采工作,直接推进该开采层的充填作业流程。该项技术应用后,会在充填施工的同时,在矿下配置相匹配的行人井、排水井及放矿井。一般而言,采矿工程施工中应用上向分层充填技术,在进行矿块布置形式的选择时,主要以两种为主,一种以沿着走向进行矿块布设施工,此种布设方式,比较适用于矿内本身的矿石及相连接的围岩稳定性较佳的采矿环境中,此种方法比较适用于矿体厚度不超出15m的矿下作业条件。另一种是沿着矿块切走向进行布设,其比较适用于矿石及相关联围岩本身的稳定性能较差的矿山中,此种方法比较适用于矿体厚度超出50m的矿下作业条件,在具体的布设工作开展中,需在矿内设置两排矿房,且要求矿房与矿体保持垂直方向关系,最后在矿房之内,按照矿体的走向预留出相应的纵向矿柱,促进上向分层充填施工技术应用。

2.3下向分层充填采矿技术的应用

应用下向分层充填采矿技术进行采矿作业时,需针对矿体本身的稳定性及围岩的稳定性进行调研,此项技术更加适用于稳定性极差的采矿现场,借助下向分层填充的方式完成采矿作业流程。在具体的矿体回采施工中,需要在矿体工作面之上建筑三种矿井,分别是运输井、人天井及矿石溜井,其中,矿石溜井主要被应用在于实现矿石从上部运输到下部的矿内巷道中,而运输井则主要被应用在将充填物质运输至矿下采空区的过程中。例如,某采矿工程在采矿期间,利用下向分层充填采矿技术作业时,依照从下往上的采矿顺序完成回采了充填两项作业流程,进行分层时,采用了倾斜10-15°分层方式,并在回采前,将矿石溜井及人天井之间做好连通施工,且回采起始点设置在切割巷道位置。

3充填采矿技术的发展方向

3.1加强充填采矿技术的管理

利用充填采矿技术开采矿产资源时通常会设置充填站,虽然通过这种方式能够确保材料输送顺利,但是填充材料的使用以及开采设备的应用却被忽略,为此要加强管理力度,以保证材料运输合理化,同时掌握技术应用阶段材料消耗情况,保证质量合格满足使用要求,使其作用得到充分发挥,杜绝材料浪费等情况,从某种层面讲,成本投入也会得到控制。对于充填站基础设施工作人员要定期对其进行维护修缮,使其能够正常使用,为矿产资源开采工作提供便利帮助。

3.2加强新型充填采矿工艺的开发

由于开采地点、矿山整体形式有所不同,因此要针对具体情况选择适合的工艺技术,譬如面对资源丰富的矿山,通常情况会以深孔和潜孔空场采矿法,主要以尾砂胶结等为作为主要材料完成填充工作,以此提高开采效率。如果仅使用传统技术手段进行填充不仅难以达到预期目标,并且质量不佳,实际需求无法得到满足,只有分析环境变化,深入分析才能够研发出合适的开采手段,减少成本消耗的同时增加产量。

3.3开发新型充填材料

充填采矿技术取得的结果主要取决于选用的材料,这一点非常重要,材料不同结构与成分定然存在差异,如今市场中已经出现多种填充材料,使用简单便捷稳定效果较佳且具有较高的强度,伴随这些材料的运用矿场充填效率有明显提升,为此要对各材料进行全方位分析,从而研发新型填充材料,弥补技术中存在的不足之处。

4结语

结合上述内容可以看出,如今充填采矿技术已经成为矿产资源开采不可缺少的一部分,不仅能够增加产量同时矿场周围地质结构也会得到增强。除此之外,矿物资源开采是长期工作,随着地表资源不断减少,开采深度会不断增加,因此充填采矿技术的应用一定要更加慎重,结合实际情况,使技术具有的优势得到体现,完善管理制度加强管控力度,因此要加强新技术研发力度,减少资源浪费控制成本支出,在创造更多经济效益的同时,保护周围生态环境。 

参考文献

[1]燕全宁.充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的应用[J].世界有色金属,2020,No.555(15):61-62.

[2]任宏伟.尾砂胶结充填采矿法在金属非金属矿山的运用研究[J].世界有色金属,2020,000(001):54,56.

[3]舒渊.地下金属矿山的充填采矿技术研究[J].世界有色金属,2019,No.520(04):79+81.

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