深部金礦充填系統的研究與實踐

肖 強，張 健

（中陜核工業集團二一一大隊有限公司，陜西 西安 710024）

采用優化的充填系統，能夠有效地控制地下壓力，減少采礦過程中的損失，充填系統不但在金礦開采中得到應用，在其他的金屬礦開采工作中也得到了廣泛應用。現在許多金屬礦經過改造，開始使用機器高壓輸送填充物，有效增強了填充物的濃度[1]。

1 金礦開采及當前的充填系統

（1）金礦開采的現狀。當前大部分金礦采用分層分級的尾砂膠結填充方法，這種方法經過了數年的生產實踐，比較適合當前金礦的開采條件。在具體操作上，這種尾砂膠結的填充方法比較適合當前金礦的開采條件，而且操作簡單、成本低、金礦損失低，對于地質環境能夠起到保護作用，這種填充方法的缺點就是極易出現填充不平衡的現象。

（2）目前金礦開采應用的填充系統。目前大多數金礦填充系統采用臥式充電站配合臥式的沙倉，充填的材料是分級尾砂。運用人工的方法將尾砂與膠結材料進行攪拌，形成漿狀材料，依靠材料的重力自流輸送到地下采空區。

（3）當前填充系統存在的弊端。現在金礦填充系統的工藝比較落后，機器設備也比較陳舊，這些是大部分金礦開采點普遍存在的問題，綜合來說會導致填料質量下降。運用當前的設備和工藝不能精確地控制填充物的濃度，所有的東西都靠技術人員的經驗水平，實際工作中產生了很多的人工失誤。填料經常出現離析的現象，充填物體的強度很難達標。

2 充填系統在技術操作上的注意事項

（1）調節好填料的濃度。填料的濃度是填充質量的關鍵，在進行充填料攪拌時，加水要控制水流速度，這是控制濃度的關鍵。充填料最佳的狀態是濃度達到75%以上。

（2）把握好攪拌機料斗上的填充料。對料斗上的充填料要盡量填滿、鋪平，攪拌機是通過給料機振動給料的，要保證碎石骨料放在料斗的中心，運用人工將材料鋪平，適當地加入水泥等材料，把上料斗裝滿。

（3）保持上料斗干凈。攪拌機的上料斗上經常會附著一些骨料，這些東西應該及時清理掉，運用人工進行清理，保持上料斗內壁干凈。

（4）合理選擇管道材質。一般情況下，充填系統的主管道應該采用鋼管，因為這部分管道受到的壓力大，鋼管比較抗壓，能夠避免管道爆裂。采場內部的管道可以選擇軟管，因為這部分管道經常需要進行安裝或者拆卸。

3 關于井下移動式充填設備

3.1 移動式充填系統的機械設備

現在一些金屬礦井采用移動式的充填系統，其主要應用到的設備有振動給料機、攪拌機、充填給料的管道、高壓輸送泵、風包以及壓縮機等。給料機作用是為攪拌機提供碎石骨料，然后攪拌機把各種材料加水攪成漿狀，然后再由高壓輸送泵填充料運到采場，最后用壓縮機和風包清洗鋼管。

3.2 填充系統各種設備選擇

（1）混凝土攪拌機。攪拌機可以選擇雙臥軸強制式攪拌機，這種攪拌機能夠攪拌各種砂漿，比如干硬的砂漿、流動性砂漿等，對于骨料也沒有太大要求，安裝和操作都比較方便。機器堅固可靠，在許多建筑工程上都可以使用。

（2）高壓混凝土輸送泵。經過混凝土攪拌機攪拌過的砂漿要通過高壓輸送泵向采空區給料，所以說輸送環節也非常重要。高壓輸送泵要盡量選擇老品牌、有保障的，保證機器質量。

4 移動式充填系統的優點

（1）有效地利用廢石。采用移動式填充系統，能夠把采礦過程中產生的廢石有效地利用起來，移動式填充系統能夠讓廢石就地填充，在地下打碎，節省了大部分填充成本，對環境也能起到保護作用。采用地下填充的方式，材料運輸距離大大縮短，管道非常容易施工。

（2）提高了充填料的濃度和強度。移動式充填系統采用新型的高壓輸送泵，使混凝土的濃度最高可以達到80%，通過攪拌機將碎石骨料和水泥等打成砂漿，填充物的濃度有了保證，采場內部基本沒有積水，填充物能夠很快凝固成型。

（3）降低了填充成本。采用移動式充填系統，在攪拌機中加入黃泥，黃泥黏結性良好，可以代替一些水泥，并且使用黃泥能夠減少骨料摩擦對管道的損害，增強了管道使用年限，進一步減少了成本投入。

（4）移動式填充系統結構簡單。移動式填充系統能夠方便礦井下的機器移動，高壓填充泵由以前的輪胎式轉變成軌道式，這樣的改造大大降低了機器設備的高度，有利于礦區的井下運輸。經過改造的高壓填充泵由三部分組成，機器的總體長度變小了，在井下的移動也更加靈活方便。

（5）提高了礦井填充工作的機械化程度。采用井下移動式填充系統，能夠有效地減少人工勞動，減少成本投入和人工失誤。在井下移動式充填系統中，運用了振動給料機、攪拌機、等，從給料到填充，整個流程都是機器操作，只有很小部分的摻料工作用到了人工，大大提高了機械化程度。

5 結語

充填系統是采礦過程中的重要一環，充填的質量決定了礦產開采的質量，所以充填物的強度非常重要。在填料的過程中，有些單位采取的是單點輸送，采空區只有一個給料的位置，這樣會造成給料不平衡。地下移動式充填系統采用的是井下填充的方式，把采礦產生的廢石就地打碎，廢物利用，軌道式高壓泵避免了長距離輸送材料。地下移動式充填系統能夠有效提高填充物的濃度，增強填充質量，該系統實現了機械化填充，節省了人力、物力資源，降低了充填成本，廢石利用的做法還保護了采礦區的生態環境。對于填充系統應該進行大規模地改進，提高金礦資源開采的效率，減少寶貴資源的二次浪費。