深部金矿充填系统的研究与实践

深部金矿充填系统的研究与实践

于常先

山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省莱州市261442

摘要：随着社会经济的发展，我国的金矿开采越来越多。充填系统是金矿开采系统中不可缺少的重要部分，只有保证了充填系统的质量，金矿的生产效率和生产安全才能有所保障。目前，金矿的充填系统主要包括三个部分，分别是充填站、尾砂输送系统和下料管网。随着金矿自身开采年限不断增长、矿井的开采规模及开采深度不断扩大，金矿的充填更加困难了，相关的金矿企业在填充系统上投入的资金也越来越多，传统的充填站机器设备相对落后，再加上施工工艺不精，充填效果难以满足金矿开采的需求，不利于井下生产。本文以移动式充填系统为例对金矿充填系统进行了研究，以供参考。

关键词：金矿充填系统；深部充填；研究；实践

引言

经济快速增长，推动了工业行业的发展，而作为工业发展的重要支撑，矿产资源的需求量也越来越大，而矿产资源是一种不可再生资源，过度开采必然会影响自然平衡。因此，在这种情况下，为了满足工业发展需求，保证矿产资源的供应充足，必须全面提高矿产开采的效率以及矿产资源的利用效率，进而提高矿产资源数量，为我国工业行业的繁荣发展保驾护航。

1金矿采矿中存在的问题

据调查显示，我们在采矿金矿中主要存在着两个方面的问题：第一，利用效率低；第二，资源浪费。首先，部分区域在黄金矿山工程开采前，开采人员没有依据矿山的实际情况来合理的选择采矿方法，或者是因自身技术、管理等水平不够，使其受到限制，最终会使得矿山资源的浪费以及损失。其次，从经济方面考虑。由于部分区域在经济方面的限制下，对部分矿脉进行有效的开采时，选择忽略尾矿不开采，对伴生金属以及非金属等元素也不进行回收，这就严重影响了后期矿脉的综合使用。同时，也会为环境带来一定的危害，不利于环保事业的开展。

2金矿开采及当前的充填系统

（1）金矿开采的现状。当前大部分金矿采用分层分级的尾砂胶结填充方法，这种方法经过了数年的生产实践，比较适合当前金矿的开采条件。在具体操作上，这种尾砂胶结的填充方法比较适合当前金矿的开采条件，而且操作简单、成本低、金矿损失低，对于地质环境能够起到保护作用，这种填充方法的缺点就是极易出现填充不平衡的现象。（2）目前金矿开采应用的填充系统。目前大多数金矿填充系统采用卧式充电站配合卧式的沙仓，充填的材料是分级尾砂。运用人工的方法将尾砂与胶结材料进行搅拌，形成浆状材料，依靠材料的重力自流输送到地下采空区。（3）当前填充系统存在的弊端。现在金矿填充系统的工艺比较落后，机器设备也比较陈旧，这些是大部分金矿开采点普遍存在的问题，综合来说会导致填料质量下降。运用当前的设备和工艺不能精确地控制填充物的浓度，所有的东西都靠技术人员的经验水平，实际工作中产生了很多的人工失误。填料经常出现离析的现象，充填物体的强度很难达标。分段胶结充填采矿法。（4）矿柱回采。分段空场法采场利用废石胶结充填以后，对矿房间柱和部分顶底柱进行回采。利用矿房间柱内下部人行通风井作为人行、通风通道和矿石溜井，自分段联络巷道内分段后退式回采矿柱，采用YGZ-90型凿岩机自分段联络巷道内向上打扇形炮孔，侧向崩矿，非电起爆采，利用电耙将矿石运搬至溜井下放至中段巷道内的矿车。

3移动式充填系统的优点

（1）有效地利用废石。采用移动式填充系统，能够把采矿过程中产生的废石有效地利用起来，移动式填充系统能够让废石就地填充，在地下打碎，节省了大部分填充成本，对环境也能起到保护作用。采用地下填充的方式，材料运输距离大大缩短，管道非常容易施工。（2）提高了充填料的浓度和强度。移动式充填系统采用新型的高压输送泵，使混凝土的浓度最高可以达到80%，通过搅拌机将碎石骨料和水泥等打成砂浆，填充物的浓度有了保证，采场内部基本没有积水，填充物能够很快凝固成型。（3）降低了填充成本。采用移动式充填系统，在搅拌机中加入黄泥，黄泥黏结性良好，可以代替一些水泥，并且使用黄泥能够减少骨料摩擦对管道的损害，增强了管道使用年限，进一步减少了成本投入。（4）移动式填充系统结构简单。移动式填充系统能够方便矿井下的机器移动，高压填充泵由以前的轮胎式转变成轨道式，这样的改造大大降低了机器设备的高度，有利于矿区的井下运输。经过改造的高压填充泵由三部分组成，机器的总体长度变小了，在井下的移动也更加灵活方便。（5）提高了矿井填充工作的机械化程度。采用井下移动式填充系统，能够有效地减少人工劳动，减少成本投入和人工失误。在井下移动式充填系统中，运用了振动给料机、搅拌机、等，从给料到填充，整个流程都是机器操作，只有很小部分的掺料工作用到了人工，大大提高了机械化程度。

4提高深部尾砂供料系统稳定性的措施

（1）充填系统简化，取消缓冲搅拌桶。两套缓冲搅拌桶的来料量完全由放砂浓度和放砂流量控制，因而自身起不到缓冲调节作用；并且，这两套缓冲搅拌桶需要两套调频装置和两台砂浆泵输送，必须配置两个操作工，设备投入和人力资源消耗过大。所以，经过项目组研究后，取消了这两套缓冲搅拌桶。（2）将尾砂浆分成两路。由于尾砂的自身质量和尾砂仓的放砂质量不能百分之百地得到保证，所以，过滤机的过滤效果和过滤能力也难以充分保证。为了确保过滤机对不同品质的尾砂都能起到过滤效果，对过滤机的滤布、真空泵和滤布喷嘴等进行过多次技术整改，但结果都无济于事。最后，项目组采取了变通的办法：将尾砂仓放出的尾砂浆通过三通阀分成两部分，一部分通过过滤机进入搅拌槽，另一部分直接进入搅拌槽，在尾砂质量好的时候，通过过滤机过滤，在尾砂质量差的时候，一部分通过过滤机过滤，另一部分直接进入搅拌槽。

5创新地下金属矿山充填采矿技术的相关途径

（1）创新采矿工艺。在应用充填采矿技术中，需要结合采矿技术、矿床条件以及矿山特点，创造或者创新新型的采矿工艺，例如倾斜矿脉，可以通过废石抛掷或者矿岩分掘的方法充填空区；又例如对于厚大矿岩，可以通过高水材料、块石胶结或者尾砂胶结进行充填，在提升生产效率的同时，还可以降低成本，对采空区进行科学处理。（2）开发填充材料。高水材料具有无重力水排除、固结速度快等优势，可以避免污染井下环境，节约填充费用。但是其缺点为强度较低，在应用中容易出现风化的情况，材料成本较高，抗冲击性和抗振动性较差。因此，相关企业需要积极开发新型的充填材料，以成本更低、性能更好、强度更高的填充材料取代高水材料。（3）创新填充设备。当前，我国在应用充填采矿技术中，其主要以人工的形式进行，自动化和机械化程度较低，对采矿效率带来了一定的影响。因此，相关企业需要积极研发和创新具有较高自动化和机械化程度的填充设备，例如盘式过滤机、真空过滤机陶瓷过滤机以及高效浓密机等，通过机械设备可以提升井下填充的效率和质量，满足金属采矿施工的需求。

结束语

综上所述，充填系统是采矿过程中的重要一环，充填的质量决定了矿产开采的质量，所以充填物的强度非常重要。在填料的过程中，有些单位采取的是单点输送，采空区只有一个给料的位置，这样会造成给料不平衡。地下移动式充填系统采用的是井下填充的方式，把采矿产生的废石就地打碎，废物利用，轨道式高压泵避免了长距离输送材料。

参考文献：

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