上向充填采矿法在金矿开采中的应用与探索

上向充填采矿法在金矿开采中的应用与探索

李善斌

山东黄金矿业（沂南）有限公司 276300

摘要:近年来，随着当代世界社会经济生活的快速、健康、持续、稳定、健康发展，人们开发各种丰富优质矿产资源储量和自身资源的合理投资需求规模正在迅速增加。在我国推进可持续循环经济和社会发展的一系列重大战略布局任务实施不断深化和稳步推进的前提下，如何采取措施，确保我国现有矿产资源具有良好的可持续和可回收利用潜力，同时，它还试图有效减少这些矿产的开发利用所造成的人为污染和社会环境破坏对其环境和周边地区的威胁后果，这已成为近年来许多国际知名矿产开发商讨论的热门话题。随着充填采矿法在世界工业水平上应用的日益迅速发展，越来越多的主动、有效、合理、经济的选矿方法解决了全球性的“两个一”问题。有鉴于此，本文主要以我国黄金矿山充填采矿技术的工程问题为例，分析、介绍并初步系统探讨了上下双向充填采矿技术理论及其在国内外充填采矿技术研究中的综合应用，希望能更好地促进我国矿业的蓬勃发展。

关键词 ：上向充填采矿法 ；金矿开采 ；应用与探索

1上向充填采矿法概述

所谓上向采空区充填采矿法，是在黄金开采过程中用来充填时间的，但需要指出的是，在这一过程中，充填采空区的充填材料的选择必须合理，以减少地表黄金开采造成的损害和地质。向上充填采矿法在金矿开采中的应用，可以降低开采过程中地表压力，避免滑坡、地震等问题，达到缓解开采压力的目的。

一般来说，根据所用充填矿物材料的不同类型，向上充填采矿法大致可分为三种类型：胶结充填采矿法、干充填采矿法和水砂充填采矿法。

2上向充填采矿法在金矿开采中的应用意义

2.1符合可持续发展要求

黄金资源对于促进农村社会发展、和谐社会稳定和全国民主繁荣建设具有重要的战略意义。然而，在地下黄金开采生产过程中，如果不选择合理、环保的开采技术，很容易对周围的社会环境造成一定的破坏。例如，在地下金矿的露天开采过程中，不可避免或不可避免地会突然发生一些对固体废物环境的严重污染，矿区周围的一些地表景观将受到极大的破坏，从而极大地破坏了当地环境的社会生态平衡。目前，黄金矿山企业的大多数员工在黄金充填开采施工过程中，经常随意堆放矿渣，严重影响了地下矿山植被的自然生长。向上充填采矿法投入应用市场后，这一实际情况得到了很好的有效补充和改善，不仅严格保证了整个施工现场作业设备的有效安全，而且不会再次对厂区周围的自然环境造成严重污染和破坏，完全符合环境可持续协调发展建设的要求。

2.2有利于矿产经营

当代中国大多数地下黄金资源勘查单位的勘查作业和开发模式不合理，采矿方法也存在问题。这种突发事件在大量矿山中发生，导致形成了许多新兴的生态安全风险。采用上倾斜充填采矿作业法施工后，不仅可以及时有效地管理和维护矿山局部脆弱的资源生态环境，而且可以使整个采矿作业环境更加安全、规范、合理、高效，自然环境更加和谐，这有利于所有矿山施工单位和企业的共同发展[1]。

2.3有利于节约开采成本

经过多年的实践和快速发展，上充填采矿法技术已经相当成熟和完善。该方法在黄金资源开采领域的应用，不仅可以快速、有效、准确地处理复杂的黄金开采和技术问题，而且可以大大提高黄金的回收率。近年来，大量新型采矿机械设备被广泛应用于上下充填采矿法，这将使我国黄金矿山的实际开采和机械设备效率得到显著而迅速的提高。新型充填电子设备技术改进和完善了传统垂直充填采矿的生产和财务模式，进一步极大地促进了充填厚度和深度的无限扩展创造，使传统垂直充填采矿工艺模式更好地应用于实践。同时，也进一步有效地最大限度地降低了企业的采矿技术成本，实现了矿山企业经济效益的最大提高。

3上向充填采矿法在金矿开采中的实际应用

3.1矿块布置及结构参数

矿段沿矿体走向布置，长60m，高50m。该阶段分为四个部分，每个部分的高度应控制在10m至15m之间。每个部分分为几层。各段巷道应承担3-5层的开采工作。分层高度约3M，空顶最大高度4m，顶、底柱及柱间未设置[2]。

3.2采准切割工程

矿脉外分段坡道、下盘矿脉的外分段巷道进路和分段连接巷道开挖是对该矿采场所采用的一项采矿前期准备工程方法。将两条平行相交于同一矿体走向处的外分段连接巷道先布置在矿体下盘,然后分别在所开挖外的内分段连接巷道中将采场分段连接的巷道分别开挖延伸至采场巷道中部布置至矿体下盘,使整个矿体下盘直接与内分段的连接的巷道相连接。从整个矿体下盘位置,将穿矿脉巷道分别开挖布置至矿体上盘边界位置。由于部分矿石可能需要人工借助液压铲运机来运出,上下层矿石连接处巷道坡度应不宜变化过大,最好能够控制坡度在13度°度以内,使液压铲运机能维持正常运行工作。通风天井不仅既可以独立作为矿井回风通道,还同时可以用来作为矿山铺设地下充填层管道时的安全通道,其中应设置梯子来作为地下采场通道的临时安全通道出口。

3.3人工底柱

人工矿底柱的合理施工模式取决于矿体品位的周期性变化。人工开挖底柱高度一般设计为3M左右，其中钢筋混凝土层柱厚度设计为0.4m左右，采用1:5的水泥砂层比填筑，厚度约2.6m。当各层中段和第一层的综合切割和底部崩落相继完成时，各层剩余矿块将由液压铲运机逐渐破碎，人工卸出采场。接下来，钢筋混凝土的分层铺设将在矿体中开始。铺设规格：网格尺寸250mm×高度250mm，主筋直径12mm，铺设工作线垂直于矿体走向；辅助钢筋直径大于8mm，沿矿体水平走向均匀布置。同时，纵向钢筋与相邻横向钢筋的交叉处也应事先用超细软铁丝牢固固定。必要时，关键交叉口应采用电焊工艺或手工焊接，使其更加安全。然后，将两端预先绑扎、固定、焊接好的柱体两端的钢筋网柱逐渐升高至至少100mm高，然后将柱体的主、副肋柱和网柱之间的上、下壁矿体，浇筑前，锚定点柱或柱可分层用钢螺栓固定连接（螺栓长度控制在1.5m～2.0m之间，水平间距为0.5m）

[3]。现场浇筑采用优质高强C20钢筋混凝土模板，浇筑后模板厚度误差在正负400mm左右。为确保进一步施工，防止钢筋混凝土砂浆水直接灌入钢筋混凝土楼板裂缝，并确保钢筋混凝土楼板整个浇筑过程的质量精度不受任何其他情况的影响，钢筋混凝土的所有浇筑和施工完成质量指标后，有必要在整个混凝土采场底板上再次覆盖一层顶级塑料薄膜。一般来说，在钢筋混凝土完全浇筑和处理后，通常需要保持至少7天以上的自然干燥和保温养护期。混凝土养护期结束并开始施工养护后，可在现场开始人工混凝土底柱部分混凝土的二次预胶结施工或混凝土填充。一般情况下，每次进行混凝土预胶结施工或混凝土填筑工作时，都不能同时满足现场混凝土施工的承载要求。每年必须做两次。只有这样，才能充分保证施工质量。人工底柱第一次胶结后充填高度达1.0m，第二次充填后充填高度约1.6m[4]。

4结束语

将上下向裂隙充填型采矿工艺方法合理应用于我国金矿综合开采体系之中,不仅在短期内可以安全有效地的大大增强了采矿区岩石资源的开采稳定性,还能达到尽可能大程度的有效减少人工开采金矿过程中所对我国地表环境生态造成一定的直接破坏,这已经完全是符合体现了当今我国矿山可持续快速发展重大战略构想的要求。

参考文献

[1]刘滨, 李振理, 尹旭岩, 等. 上向水平分层充填采矿法在新城金矿的应用[J]. 黄金,2018,v.39;No.409(01):48-51.

[2]张社稷. 上向水平分层进路式全尾砂胶结充填采矿法在锦丰金矿的应用[J]. 黄金,2020,v.41;No.447(12):57-60.

[3]顾生春, 李永辉. 全尾砂上向水平分层胶结充填采矿法在哈图金矿的生产及应用[J]. 湖南有色金属,2018,v.34;No.202(02):7-9.

[4]肖志奎. 充填采矿法在鸡笼山金矿床开采中的应用[J]. 采矿技 术,2014,14(04):4-5.