地下金属矿山的充填采矿技术研究

地下金属矿山的充填采矿技术研究

李政荣

云南锡业股份有限公司老厂分公司 云南省昆明市 650000

摘要：地下金属矿山是带动工业经济发展的宝贵资源，一向都是促进工业经济发展的关键因素，随着经济由高速向高质量转型发展，矿产资源的需求量持续增大，如何在安全、高效的开采矿产资源的前提下，不破坏生态平衡、保护周边环境，同时达到对经济、人力、物力的最小消耗，成为现阶段矿产开采的一个重要探究方向。

关键词：地下金属矿山;充填采矿技术

引言：

对于工业发展来说，矿产资源是非常基本的一项材料，随着社会的发展，我国工业经济发展已经取得了非常显著的成绩，并且还在不断的扩大其需求量，但是我国矿产资源还是非常的有限的，所以就需要更加严格的要求采矿生产作业，促使其向深部转移采矿，这样一来就直接导致采矿生产作业难度被增加，并且将会更加的严格的要求采矿技术的使用。在实际工作中，怎样可以实现不破坏环境跟提高开采效率两者兼顾呢，这个问题迫切需要得到重视。

1防止出现地表变形以及下沉

首先，在对金属矿山进行开采工作中，通过充填采矿技术可以有效充填采空区，里面的填充物能够支撑采空区的顶部岩石层，防止围岩出现下沉以及变形;其次，填充物还能够防止采空区出现较大位移，合理调整采空区的空间，有助于企业快速建立工作层面，为采矿后续工作提供条件;再次，充和开采交替循环，可以有效缩短采矿周期，提升企业的开采综合能力;最后，合理应用充填采矿技术，能够有效缓解岩层移动，保护地表结构和生态平衡，避免采矿区的原本生态环境被严重破坏。

1.1降低作业成本

当采矿工作进行到需要深度开采的程度时，首先需要综合考虑到地应力、地形地势等多方面的问题，如果出现应力不平衡的情况，很容易导致开采效率下降，并进一步促使需要借助更多的设备来完成开采，加大了开采成本，也耗费了更多的人力、物力。充填采矿技术，能够确保应力处于相对平衡的状态，减少废石提升、尾砂输送及维护提升设备和尾砂库所需的费用。

1.2保护远景资源和降低贫损

当前，充填采矿技术在我国已经获得了广泛的应用，其不仅可以在水平面金属矿体中进行应用，还能够在倾斜或者地下矿体中进行合理应用。在厚度较大矿体开采中应用该技术，可以提升矿柱利用效率，进而优化金属矿品质，减低矿山贫损。同时，该技术还可以对矿物质实现有效保护，对尚未开发的金属矿资源进行有效应用和合理保护，维护采矿区的生态平衡。

2、充填采矿技术的概念及其应用意义

充填采矿技术主要是指在采矿进行的过程当中，在一些周围矿床或岩石矿石不稳固的地方用相关的充填料来充填已挖掘出矿产资源的区域，由此能够在最大程度上通过支撑保护岩石层来防止表标沉陷。充填采矿技术同时也可以将固体的废料进行相关处理，由此达到保护生态环境的目的。近年来我国采矿业不断发展，社会对于矿产资源的需求也不断扩大。与此同时，保护环境和节约资源的号召已经成为当前采矿业工作的重要内容。充填采矿技术作为现今高效的采矿方法之一，具有采矿工程量较小工程灵活性大、矿石资源损失量和贫化较小以及安全环保等优点。因此需要加强充填采矿技术的高效应用。

3影响矿产开采技术的因素分析

3.1开采矿山的环境条件

在进行开采前，首先要考虑的因素就是当地的地质条件，地质条件是否稳定是决定开采的重要因素，例如:是否允许大面积的坍塌、坍塌的范围是否允许大范围的使用、埋藏深度的地压承受能力等。其次，要考虑矿石的自身条件，包括矿石的价值、纯度等因素，例如:在开采比较廉价的铁矿时，可以选择崩落法，主要目的是为了降低开采的成本;在开采稀有金属矿时，可以选择填充法，以避免矿石开采的损耗率。矿层之间的厚度也是需要考虑的因素之一，因为矿层之间的厚度决定着落矿的方式，而矿层之间的倾斜角度则决定着运矿方式。

在进行开采时，所选择的技术方式除了考虑当地的开采环境以外，还要对使用的设备和材料进行综合的研究，例如:依据矿山的大小不同，应该选择适合的设备。同时，还要考虑技术的管理水平，例如:在进行中小型矿山的开采时，主要要求开采方式简便，便于开采过程中的管理。

3.2地应力的实际状态

地应力在影响矿产的开采因素中占据着重要地位，这是开采方式选择的根本因素，要根据不同地区的不同的地应力状态，进而选择最适合的开采方式。同时，地应力的状态还会影响开采过程中矿山内巷道位置的选择、开采断面的横截面积大小、矿石存放区域及回采顺序与时间等。在对矿区内地应力状态做好详细调查以后，还可以明确的在安全的范围内进行施工，实现最大限度的开采，切实提高经济效益。

3.3开采技术是否符合经济指标要求

在进行矿产开采的过程中，往往存在着具体的经济指标，这里的经济指标主要是指影响成本运算的标准。经济指标的高低对相关单位的运营是有着直接影响的，并且依据不同的经济指标所选择的开采矿产方式也是不同的。影响经济指标的主要因素有:开采出的矿产的利用率与消耗率、开采过程中的生产效率、工人及设备的效率、矿石运输的消耗等。

4创新地下金属矿山充填采矿技术的相关途径

4.1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。

4.2新探测手段

新探测手段与新材料相同，也是当下备受关注的问题之一，目前主要采用的新型探测手段以自动化控制技术为主，围绕自动化控制进行，实现对于CMS探测系统的一个综合运用，应用到实际的地下金属采矿作业中，就是通过对于整个采场采矿点做一个三维式的数据扫描，进而形成全面的数据分析，根据数据内容，建立其精准的模型，围绕模型再进一步完成对于充填工作的开展，又将进一步提高整个工作的效率。

4.3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。

4.4提高采矿质量

采矿技术的根本是为了采矿质量所服务，而采矿质量一直是采矿工业中的"老大难"问题。对于部分矿山企业而言，采矿技术的关键并非质量而在于数量，为节约成本或者其他因素的考虑，采用较为落后的开采技术，不仅浪费了大量的矿产济源，还破坏了周边环境。面对这一问题，相关政府部门要综合分析，根据矿山企业的实际情况，合理进行干预和监督工作，确保矿山企业在保证开采安全与生态的同时，注重对技术的更新和企业文化的调整，逐步提升采矿质量，实现企业的可持续性发展。

结语

总而言之，随着我国金属采矿行业的蓬勃发展，其开采技术也在不断的优化和完善中，应用充填采矿技术可以节约资源成本，促使采矿过程趋于环保化和绿色化，降低资源损失、提升利用效率，符合绿色发展的理念，对企业安全生产和生态环境保护具有积极作用。但是该项技术在发展中依然存在诸多缺点和不足，需要相关企业在实践生产中不断优化和改进，对促进我国金属矿产资源的合理利用和开发具有关键意义。

参考文献

[1]陈泉.建国以来我国金属矿采矿技术的进展与未来展望[J]科学技术创新，2018(17):182-183.

[2]董占军，韩明龙.地下金属矿充填采矿技术分析[J]科学技术创新，2018(14):152-153.

[3]尹伟天，郭威.地下金属采矿科学技术的发展趋势[J]世界有色金属，2017(02):125-126.