黃金礦山充填采礦技術存在的問題探究

趙 勇

（礦冶科技集團有限公司，北京 100070）

目前各行業的發展離不開礦產資源的支持，并且在人口日益增加和資源日益減少的背景下，如何保障開采過程的高效成為困擾相關人員的重點問題，基于此應當著力于已經發揮實效的技術，通過研究技術升級的方式和對策來保證技術應用的效果，由此推動我國黃金礦山開采領域的發展。

1 黃金礦山充填采礦技術的簡述

1.1 特點

充填采礦技術是一種更為適應現代化建設的技術類型，其通過兼顧地表沉降和礦石回收率達到充分利用資源的效果，展示出區別于傳統技術的優勢。此種技術目前朝著智能化和自動化的方向發展，運用無軌設備，在降低成本的前提下，提升生產效率。此種方式目前更為偏向于人工支護開采，主要作用于貴重礦石和稀缺礦石的作業中，能夠顯示出所具備的破壞力小和安全等級高的特點，可應對高地溫、地壓和應力的環境，保障了多種工藝的合理應用效果。現階段所采用的充填采礦技術能夠有效制約地表下沉和圍巖崩落問題的出現，通過管控地壓的方式，提升安全等級，并借助于二次回采和充填體支撐的方式，使得開采率大幅提升。一般將此種技術分為水力充填、膠結充填和干式充填三大類，但隨著技術的不斷升級，目前應用較為廣泛的膠結充填，此種技術的原理是：提前預制好需要充填的物質和材料，運用管道或者高壓泵輸入到作業區內，使得采空區被充填，且具備一定的強度，隨著開采作業的深入，逐層填入相應的材料，使得整體更為穩定，保證了回采工作的質量，便于二次回采工作的開展。

1.2 優勢

運用此種技術貼合了資源最大限度利用的要求，能夠減少尾砂排放的數量，自然可起到提升環境保護效果的作用，值得在全范圍內推廣。此種技術的應用解決了傳統人工作業中無法兼顧塌陷和沉降的問題，利用相應的設備和技術手段，消除安全隱患，保證了整體開采作業的安全，實現了結構穩定度提升的目標。運用該技術也可精準排除廢石，整個作業的人工操作內容少，降低了工作量，提升回采率，滿足綠色發展理念的內涵，降低了對地表結構的破壞程度。總的來說，是一種具備高安全性、穩定性和經濟性的技術，適用于多種類型的礦體開采作業中。

2 目前黃金礦山充填采礦技術所存在的問題

2.1 與實際情況的契合度不高

在對黃金礦石充填采礦技術的研究中發現，實際所應用的技術其與所作業的區域的地理環境等實際情況不相符的現象較為嚴重，這就使得技術難以發揮出自身的優勢。尤其是針對一些在實際開采中遇到的厚大、緩傾斜極薄礦脈和巖體穩定性強的不同情況中，所應用的工藝并不能完美契合實際情況，從而導致技術作用效果不佳。這就要求相關人員能夠深度研究所面對的巖體和礦體礦脈的現實情況，依照對環境特點和巖層特征的分析結果說明應當選擇應用的工藝和技術手段[1]。

2.2 自動化水平較低

技術的發展將各領域作業的開展披上了自動化和智能化的外衣，自動化和智能化水平的高低影響了人力資源和其他資源的利用效果，反觀目前充填采礦技術，其仍舊有著一定的升級空間，尤其是在自動化這一層面上，存在著技術自動化水平不高，設備適用性不強的問題。針對這一問題，相關單位要樹立起責任意識，探究濃密設備工作性能提升的辦法，以此降低機械磨損的程度，從而使得設備自身的應用實效得以提升，助力礦業的發展。

2.3 材料利用不合理

充填采礦技術的應用離不開相應的材料，材料的選擇要從多個角度入手，包括：濕度、孔隙率、容重性能、抗剪力學性能等，以上要素均會影響到實際使用中所展示的物理特征和性能，但在選擇和利用充填材料的環節，存在著選擇類型不合理、不科學的不良情況，嚴重制約了充填效果的展現，無法提升結構的穩定性，從而導致充填失敗。由此應當重視材料選擇的過程，并積極研究新型材料，使得各項性能大幅提升，保障黃金礦山開采工作順利展開[2]。

2.4 充填站的管理效果不佳

充填站的作用是便捷充填技術的應用過程，其所使用的設備要滿足自動化和機械作業的要求，但一些充填站在生產和制作填充材料的過程中缺乏嚴格的管理制度，使得具體作業項目難以應對開采的需求，出現了供應上的失衡。同時，由于充填站一般建立在距離開采區域較近的位置上，其所處在的環境較為惡劣，使得管理難度增大，加之制度上的不科學，導致存在著設備老化現象嚴重等問題，不利于對充填材料進行制作。

3 解決黃金礦山充填采礦技術問題的辦法

3.1 加強對地質環境的勘測

由于不同的地質環境下所面對的黃金礦山的特點有所差異，在選用何種充填材料和技術的過程前要實地考察，利用相應的可視化技術，將礦區內的信息輸入，重點將地壓、地溫和地應力的有關參數鍵入，在數字化軟件的支持下，計算出在此區域所應當提供的支撐力的數值，由此為材料和技術的選擇提供原始材料，提升匹配程度。除此以外，要求將原本的計算數據保留，遇到開采上的問題時，能夠直接利用數據獲取到充填技術使用上的問題，提升問題的處理效率[3]。

3.2 運用多種先進的自動化技術

經過研究，運用高濃度輸送技術可降低材料的使用量，以此保障了成本，使得開采更具備經濟效能。高濃度輸送技術能有效控制脫水量，將充填料的作用效果予以提升，借助填料體所具備的高強度特點，作用于開采區域能夠降低對環境的污染，從而緩解了因其他輸送技術對周圍礦體造成影響的情況。面對這一技術，其并未完全成熟，相關人員要應用流變學和流體力學的知識擴充對高濃度輸送技術的研究范圍，計算運送的實際距離，加大此方面的投資力度，使得管道研究的水平得以提升。現階段，針對管道的研究應當放在低磨損和摩擦系數減小的方向上，建設符合高效率輸送的管道。除此之外，應用深井充填和管道降壓技術，發展充填漿快速冷卻技術。由于在開采環節會隨著溫度和深度的上升而使得難度逐漸加大，所面臨的危險和不確定性要素增加，為合理解決和應對實際問題，需要結合所面對的實際開采情況和環境建設需求，滿足高地應力的充填需要，切實將循環式開采的模式應用于實際作業中，建設開采的閉環系統。此種系統的構建將實現資源的合理化利用和節能減排目標，對于企業自身的發展和行業的進步所起到的效果不容小覷。

3.3 使用新型充填材料

上文針對充填材料對于技術應用效果之間的關系已經進行了簡要的闡釋，通過闡述不難發現，要想使得技術落實的成效凸顯應當保證所使用的充填材料具備貼合度高和性能優良的特點，這就需要在現有的材料的基礎上，大力開展新型材料的研究工作，從而保障原料和充填材料本身配比的合理性，使得新型材料可直接作用于開采環節，保證作業的質量。通過研究可以看出，開采中出現回采率平低的原因是充填材料灰砂配比的不合理，因灰砂配比具備著反比的特征，要想突破材料的限制則要研究新型的填充材料。現階段，已經逐步通過試驗和實踐應用將一些特殊藥劑摻混于灰砂混合物中，比如減水劑和速凝劑，其分別起到了改良易性和縮短凝固時間的作用，對于改善物化性能達到了促進的效果，更為適用于需要高強度填充體的情況中。使用新型填充材料不僅能有效應對日益提升的安全等級需求，而且可有效控制成本，經過計算，使用新型填充材料的開采作業其可降低約25%的成本，符合經濟效益產出的需求[4]。

使用全尾砂填充采空區域已經成為目前行業的主流，其是將細顆粒尾砂作用于相應的區域，起到提升安全等級的作用。此過程要充分考慮到尾砂顆粒的直徑和物化性質，處理存在的滲透系數低的問題，外加添加劑，使得尾砂具備著不易脫水的性能。實際運用中發現應用膠接充填材料時大范圍使用的是分級尾砂，此類尾砂極易出現泥沙混雜的情況，因此要重視尾砂精度的處理環節，清除泥沙和細粒級尾砂，保證尾砂的性能[5]。

3.4 完善相關管控制度

首先要合理選定充填站的設置位置，臨近黃金礦山而建，考慮到充填站自身載荷會影響整體礦區的承載能力，因此要科學計算出相應的位置，降低對輸送和泵送材料的影響程度。其次，制定科學的管控制度，統計在之前管理上存在的現實問題，聘任專業的管理人員，與技術人員組成相應的科學團隊，就目前所面臨的問題給出合理化的解決意見，提升對充填材料、技術的控制水平。最后，要積極引入先進的科學技術，掌握目前高效的充填方式，結合實際應用上的細微差別，生成技術應用報告，便于其他人員結合這一結果對現有技術予以改良，使得技術升級處于不斷發展的狀態。

4 結語

綜上所述，黃金礦山開采作業是資源利用的有效途徑，為滿足資源高效利用和合理化開采的要求，可應用充填開采技術，針對充填技術應用上的問題展開研討，設計性能更為優良的處理辦法，引入新型材料，提升開采的效率和質量。我國礦業開采領域的發展離不開技術的不斷革新，因此要始終處在研究的狀態，優化并完善當前所推行的技術和工藝。