金属矿山充填采矿技术运用探讨

金属矿山充填采矿技术运用探讨

李利军

山西紫金矿业有限公司 山西 忻州 034000

摘要：随着近几年来金属矿数量的不断增多，传统的采矿技术以及采矿模式已经无法适应金属矿的采矿工作的发展进程。矿产资源在开发以及利用的过程中非常容易产生污染物，这些污染物占工业固体废料的80%以上，污染物的排放会造成地表受到严重的损害，并且也会造成一系列的安全事故，本文针对金属矿山的填充采矿技术进行分析，从而为金属矿采矿人员的工作给予一定的帮助。

关键词：金属矿山；填充采矿技术；应用效果

为了促进我国采矿理念更好的发展，就要对采矿阶段形成的固体废料进行合理的处理，因此，就要致力于研究绿色采矿技术。填充采矿技术的应用不仅能够有效解决采矿中地表下沉的问题，还能对矿产的环境给予改善和优化，对改善我国矿产低贫损的问题、实现资源合理应用都有积极的影响。同时，填充采矿技术也能促进我国矿产资源得到合理的应用，实现对资源的保护，减少了在采矿中形成的固体废弃物无法合理排放的情况发生。通过填充采矿技术也能从本质上达到采矿的目标，让采矿中存在的各种疑难问题都能得到合理的解决。随着采矿技术的发展，填充采矿技术成为了金属矿产高效、高产的采矿手段，矿产资源在不断开发和利用中数量不断减少，采矿技术也需要继续研究，以保护环境为主，才能促进我国的采矿行业得到可持续发展。

一、传统的采矿技术

传统采矿技术应用阶段，是先针对矿产资源进行开采，然后结合实际情况来实现矿区的环境规划与治理。这种先开采后治理的方法让矿床开采中造成了地下环境的严重破坏，大量地下开采物质被堆放在了地表，地下则出现了空洞区，这不仅是给周围环境造成了影响，也给生态环境的稳定性带来了威胁，会造成一系列严重生态问题的发生。由于这些生态问题的存在，就需要在治理后才能对金属矿山实施闭坑处理，很多金属矿的开发企业缺乏行业竞争力而破产，因此矿产后续治理工作也就无法得到合理的处理，因此要想在短期内促进矿产生态平衡的恢复，那么就需要花费大量的精力和时间进行处理[1]。

传统的开采方法在进行地下矿山治理的时候，由于矿产暴露的面积比较大，则导致金属矿产的周围的围岩发生了松动，从而形成了大范围的矿石贫化，最终造成企业开采矿产的成本大幅度提升。传统的矿产开发手段存在一定的不足，无法对采空区进行合理的支撑，最终导致矿体较薄，无法实现矿产的合理采出，产生了资源的浪费。

二、填充采矿技术

填充采矿技术在矿产开采的过程中相比传统的采矿技术多了一道矿产填充的流程，在空的地下层中进行填充就可以为围岩提供有力的支撑，也能对采矿的地压给予有效的控制。矿产填充体的应用能够改善矿石贫化的程度，也能达到保护环境的效果，相比传统的采矿方法发挥很大的环境优势，填充采矿技术就是通过人工手段来达到合理支护的手段，在开采矿区回采的过程中，可以利用填充材料向矿区中输送填充物，保证矿区能够得到有效的保护[2]。填充采矿技术的发展是依赖于传统采矿技术进行的，相比传统采矿技术有更高的优势，填充采矿技术能够更好的适应矿井高效采矿措施，提高采矿的效率，保证采矿的安全性。填充采矿技术是其他采矿技术无法适应的，因此在采矿企业中得到广泛应用。

三、填充采矿技术的应用价值

（一）能够避免采矿地表发生变形或下沉

通过填充采矿技术进行矿产开采，能够及时对采空区域进行有效的填充，采空区域中的填充物也能让采空区中的顶层岩石得到合理的支撑，也能避免发生围岩变形的情况。填充物也能避免采空区中发生大范围的位移，通过对采空区中进行合理的调整，能够保证矿区中快速建立新的工作层面，为后续采矿工作的开展提供有利条件。同时，开采和填充都能实现有效的循环，采矿周期变短的基础上也提高了矿区的综合开采能力[3]。填充采矿技术的合理应用节解决了岩层大规模移动的问题，让地表的结构得到有效的保护，避免生态环境发生严重的损害。

（二）填充采矿技术实现了低贫损开采，也达到了保护资源的效果

填充采矿技术得到广泛的应用，不仅可以应用在水平矿体开采中，还可以应用在倾斜等复杂矿山体系的开采中。填充采矿技术比较适用于较厚的矿体中，能够提高矿柱的回收率，也有利于提高金属矿山的开采质量。填充采矿技术也能为技术无法提取的矿物质进行保护，以此来实现资源的合理保护与开采。矿产资源的合理应用，让生态环境得到了有效的保护。

比如，全尾砂的填充不仅能够满足对填充体强度的要求，还能将全尾砂回填到井下，从而省去尾砂库、消除尾砂存放地面造成的环境污染问题和安全隐患问题，节省了尾砂坝建设以及维护费用，不会出现井下填充污染。全尾砂填充就是未来填充采矿技术应用的主要方向，具有极高的发展前景。评估全尾砂填充技术质量的标准为：第一，尽可能多的将选厂全尾砂回填到井下，保证矿山成为地表无为尾砂矿山。第二，填充料浆在达到开采场地后不需要进行脱水处理，是能够满足强度要求的填充体。第三，填充系统的投资量较少，设备国产化程度加深，因此填充的成本得到明显的降低

[4]。以上三种全尾砂填充技术以高浓度自流输送全尾砂胶结填充技术为最佳。不过这种填充技术在填充倍数增大的时候无法实现浆料的自流输送，要解决这一问题，则要采取活化搅拌高浓度加压输送全尾砂胶结填充中的浓度单浆输送全尾砂高水速凝固化填充技术，在应用该技术的时候，单浆输送全尾砂高水速凝固化填充能够解决全尾砂水固化填充中存在的问题。

四、填充技术的应用路径

（一）不断创新填充设备

我国在应用充填采矿技术的时候需要采用人工手段进行，机械化程度较弱，这就给金属矿开采的效率带来了一定的影响。采矿行业的企业要积极研究自动化、机械化的填充设备，例如盘式过滤机、高效浓密机等，通过机械化、自动化的设备可以提高填充的工作效率、保证采矿质量[5]。

（二）不断创新填充材料

当前使用的高水材料具有固结速度快、无重力水排出的特点，不仅能够避免环境污染，也能节约成本费用。当然高水材料也有缺点，就是强度较小，在应用中很容易发生风化的情况，高水材料的成本较高、性能较差。需要矿产行业中相关企业不断研究和创新新型材料，选择成本低、强度高、性能好的填充材料代替高水材料，以此来保证采矿质量和采矿效率，节省了很多的费用。

五、小结

本文针对传统采矿技术进行分析，然后分析了充填采矿技术的应用价值，通过不断研究发现，通过充填采矿技术有利于节省资源，也能响应国家要求进行环保性开采，对保护我国资源有重要意义。充填采矿技术中存在很多的问题和不足，为了促进矿产行业的发展，相关部门就要针对金属矿产的开采进行深入研究，不断创新，促进充填采矿技术得到合理的应用，对保护我国金属矿产资源环境、实现资源的开发与应用有重要意义。地下金属矿山开采中采用的充填采矿技术不仅能够节约资源成本，还能实现矿产资源开发的环保性，提高资源利用率，对保护我国矿产安全有重要意义。

参考文献：

[1]杨庆元,魏诚.地下金属矿山充填采矿技术分析[J].冶金管理,2023(04):84-88.

[2]郭利杰,刘光生,马青海,陈鑫政.金属矿山充填采矿技术应用研究进展[J].煤炭学报,2022,47(12):4182-4200.

[3]王俊民,黄修鹏.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,2022(11):43-45.

[4]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(15):45-46.

[5]崔忠贵.地下金属矿山的充填采矿技术研究[J].科学大众(科学教育),2019(03):201.