采矿工程中充填采矿技术及应用

期刊: 环球科学 2023年第5期 DOI: PDF下载

李小安

香花岭锡业有限责任公司 湖南郴州 423000

摘要

采矿工程在时代的发展中不断进步,随之工程规模也随之扩大,面对这样的形势采矿技术要不断创新,以提升工作质量与行业的发展。针对这种情况,应该更新矿产概念,比如需要将效率、环保等核心观念纳入现代矿产资源开采中。故此,尝试将充填采矿技术应用至现代采矿体系,进而保证基础矿产开采质量。


关键词

采矿工程;充填采矿;技术总结

正文


引言

在新时代中,社会经济在持续发展,物质生活基本保障,人们可支配收入增多,对生活品质有更高要求,特别是对贵金属物品需求更大。其中,黄金作为贵金属的主要构成部分,和国家货币间有着密切联系,是现代国家非常重要的战略物资,有利于实现综合国力增强。但是,从我国金矿开采情况而言,大部分金矿开采效率不高,虽然有众多金矿资源陆续发现,但是金矿开采过程非常困难,产量提升难度较大,无法满足市场经济发展的需求。基于这种情况下,我国金矿开采技术需要得到创新发展,加快新技术的研发和应用,才能更好地提升金矿开采水平,也可以满足市场消费者对金矿产品的需求。在我国加大力度实现生态文化建设战略中,矿山企业也需要做出有效回应,应该加强开采技术研究,避免开采过程各类地质灾害频繁出现,不断适应社会经济发展,有效推动金矿行业发展。

1充填采矿法简介

由于矿山开采过程中容易出现安全事故,因此,安全是安全生产的首要任务,防止安全事故、中毒、火灾等,对充填采矿技术的推广与应用起到了积极的推动作用。在新建矿井特别是地下矿井中,应首先采用充填开采法,并对开采方法进行论证。在地质找矿工作中,要对有关地质数据进行全面地分析,并有针对性地开展地质勘探,以确保找矿工作的高质量。充填采矿法是指在开采矿山时,在采掘工作面的同时,采用填料,以物理性质充填采空区。在一些特殊的场合,也要配合支架和填料。采空区充填,主要是为了降低施工中存在的安全风险,比如,由于充填物料在地面上产生的压力,很容易引起周边岩体的崩塌等。充填采矿方法具有较好的环境适应性、较高的安全、较高的采收率和较高的作业效率,并能在一定程度上降低地面的损害。这是一种比较先进的技术,而且它的投资也比较大。在工程地质、施工等方面,必须配备专业的设备、人员和专业的管理人员,进行勘探设计、打桩、吊装等工作。尤其是在市政、采矿、隧道等工程中,为了节约工程造价,加速施工,经常采用爆破方法对坚硬岩石进行开挖。

2充填采矿技术在实际应用中所面临的难点

2.1资源浪费且利用率低

我国的煤矿开采事业由来已久,有唐廷枢等英雄前辈为我们打造了良好先河,但是对于我国现有的煤矿资源而言,虽然较为丰富,但是技术并不如国外的完善,而且对于先进国家而言,我们国家的煤矿开采的利用效率还不够。除此之外,我国铁矿数量较多,但总体而言,对于小型煤矿资源不够重视。各个企业之间并没有相互联系学习技术,导致采矿能力的差异性较大,很多中小型矿产开采企业的生产效率低,资源浪费问题严重等都导致资源的利用效率得不到提升,而极大影响了我国煤炭开采事业

2.2充填质量难以保证

在现阶段,山体矿采的成本迅速增加,这也使得多数矿采企业不得不提高矿采成本控制的优先级。而在此背景下,充填物的选择、充填方式也直接影响了矿体的填充质量。据相关数据显示,部分地区充填采矿技术的预期目标达成率呈现出明显的下降趋势,并且山体的事故率也有明显上升。另外,填充物本身与山体的联系复杂度较高,尤其是在特殊充填的过程中,其试错成本更是难以控制。

3充填矿采技术的实际应用

3.1采准切割工程

采准切割工程在充填采矿法使用中应用广泛,主要包括脉外斜坡道、下盘脉外分段平巷、联络巷等。在金矿资源的矿体中,需要在下盘中设置和矿体走向相同的分段平巷,再对已经开采出的分段平巷向开采区域中部进行延伸,促使采矿区域联络巷和下盘位置相互衔接,让二者相互联通。从矿体下盘区域中,向矿体所在位置进行掘进,从而穿过平巷延伸到金矿资源矿体上盘位置中。基于所有开采后的金矿资源都需要铲运机运输,这需要合理设计上下层间的联络巷,坡度上需要适合,最大坡度不能超过15°,能够保障铲运机高效作业。也要合理设置通风天井,既可以有效作为回风通道,也可以作为各类充填管道的通道,并且在其中设置梯子,作为开采区域中的安全出口,有效保障开采人员生命安全。

3.2实现开采的环保化

随着经济的快速发展,环境问题成为世界关注的焦点。很多发达国家针对这一现象,采取了一系列治理措施,明确了工业三废的排放标准。我国在各级政府的严格监管下,对很多低品位的矿山进行了停产整顿,通过先覆盖、再绿化的方式,加强了对环境的保护,同时也加大了对开采过程中产生的废气固体材料的管理制度。尾砂充填工艺可以有效地对矿区的环境进行保护,从而达到期望的治理效果。我国在增加矿山开采深度的同时,也需要提高矿石回采率,适当增加充填采矿法的使用率,注重生态环境的保护,从而提高采矿工作的实际效率。要想完善深层次的充填和分段充填,就需要加大高浓度全尾胶结充填、泵送膏体胶结充填等技术的推广力度,促进充填材料的改革创新

3.3分段式分层充填技术

分段式充填采矿技术的应用方式主要是利用相对裸露的地表而将其分成若干个比较大的采场结构和矩形截面结构。将地表分成这样几种结构可以有效减少暴露面积,从而使得再进行采矿或者充填的时候减少不必要的风险。让其在尽管矿体不稳定的情况下,可以将一场就分为几个很高的中间层,并且分层布置,实现开采和充填之间来回操作。交叉钻井开采以及灌装技术都是在风洞中进行,需要使用ct-500he电动铲运机进行相关充填材料的处理和运输,形成空洞之后马上灌入水泥,让其能够在分段充填的时候进行装卸。利用分段充填技术可以实现采矿、非机械化以及离开矿井等三个作业同时的充填。

3.4回采工艺

第一,在落矿中,各个分段分层区域的回采高度至少需要达到3m,并且在凿岩作业中应当使用凿岩台车开展作业。开采区域的凿岩炮孔都需要设置为水平方向的,孔径为44mm左右,孔深需要达到3.2m左右。孔网参数应当为0.9m×1.2m,选择浅矿区域进行落矿作业。在整个施工作业中,使用凿岩台车对炸药进行装填,应该使用卷状炸药、非电导爆管分段逐孔进行爆破作业。第二,在出矿作业中,应当使用斗容量为2m3的电动铲运车将开采区域中的矿石运输出去。铲运机所有运输矿石都要到没有轨道位置,在由无轨运矿车在联络巷作用中,将矿石运输到采区溜井中完成溜矿作业。第三,在通风环节中,外界新鲜风流都要通过各个中段平巷进入到开采区域中,并且对开采工作面进行有效冲洗。开采区域中存在的污染气体会随着回风天井排放到中段位置的回风巷中,并且会从回风天井从矿井中排出到外界区域中。在通风困难环境下作业中,如独头掘进、爆破作业结束等,都可以合理布置局扇,有效增强通风效果。

结语

总而言之,充填物的多样性使得充填采矿技术在未来有了更多的可能性。不过该可能性的实现也需要充填采矿技术积极与其他领域进行技术融合,以便于发挥自身的潜在价值。

参考文献

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