干式充填采矿法在金矿的应用试验

周瑛峰

【摘 要】矿产资源的开采、利用对我国工业的发展具有至关重要的影响。为了进一步提高矿产资源的利用效率以及开采作业的安全性，论文从干式充填采矿法的概念与优势入手，以山西晋城某金矿为例，对干式充填采矿法的应用以及应用的效果进行系统分析，以期为采矿行业的进一步发展提供新的视角。

【Abstract】The exploitation and utilization of mineral resources plays an important role in the development of Chinese industry. In order to further improve the efficiency of mineral resources utilization and the safety of mining operations， this paper starts with the concept and advantage of dry filling mining method， taking a gold mine in Jincheng， Shanxi province as an example， systematically analyzes the application and effect of dry filling mining， in order to provide a new perspective for the further development of mining industry.

【关键词】干式充填采矿法；金矿；应用效果

【Keywords】dry filling mining method； gold mine； application effect

【中图分类号】TD862 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）03-0177-02

1 引言

经济快速增长，推动了工业行业的发展，而作为工业发展的重要支撑，矿产资源的需求量也越来越大，而矿产资源是一种不可再生资源，过度开采必然会影响自然平衡。因此，在这种情况下，为了满足工业发展需求，保证矿产资源的供应充足，必须全面提高矿产开采的效率以及矿产资源的利用效率，进而提高矿产资源数量，为我国工业行业的繁荣发展保驾护航。

2 干式充填采矿法概述

2.1 干式充填采矿法的概念

干式充填采矿法是人工支护采矿法的一种，随着矿房中回采工作面的不断推进，将填充材料运送至采空区，进而对其进行地压管理，对围岩崩落以及地表移动等进行合理控制，同时，填充体还可以对回采工作提供一定保护[1]。干式充填采矿法适用于稀缺、高品位以及含有贵金属矿石的开采、围岩稳定性较差的矿体的开采，或者开采环境复杂，且不允许出现地表塌陷的矿体的开采。干式充填采矿法的优势在于具有较强的适应性，作业安全且矿石的回采率高，能够对工业废料进行利用，同时还可以对地表起到一定保护作用，而缺点在于工艺流程较为复杂、成本高，且劳动生产率以及矿块生产能力均比较差。

2.2 干式充填采矿法的优势

干式充填采矿法的优势主要体现在以下几个方面：

第一，显著提升资源利用率。在传统的金矿开采作业过程中，因矿体变化程度大等原因，导致作业的环境条件比较差，加之采矿技术不够先进，使得采矿效率较低。尽管可以获得一定矿产资源，但回采率仅在50%左右。这种情况便导致采空区内遗留大量的矿产资源，最终造成资源浪费。而应用干式充填采矿法，秉承着边采边填充这一基本原则，能够提高对矿产资源的有效利用，回收率在90%以上，有效避免了矿产资源的浪费，实现了对资源的有效利用。

第二，符合矿体环境。由于本次研究的金矿位置较为特殊，处在山西晋城的高平矿区之内，地层倾角较缓，断层比较多，主要包括庄头断层、高庙山断层等，并且落差比较大，处在数十米至数百米之间[2]。面对这种矿体环境，传统的开采方法显然不适用。所以，在该金矿的开采过程中，应通过偏斜的设计，来清除采空区内的积水，同时实现对矿体环境与矿区地形的良好适应。而在具体的采矿作业过程中，也应该利用分层干式充填法进行作业。

第三，提高矿开采的安全性。从该金矿缓倾斜薄矿体采矿作业的实际情况来看，由于矿体的结构比较复杂，且存在大量的碎裂填充结构，导致矿体顶部与底板的岩性比较差，遇到水之后易发生膨胀，进而对相关作业人员的生命安全带来重要影响[3]。而干式充填采矿法的应用，能够实现对采空区的及时填充，同时在矿体与空气之间形成隔离，避免二者接触，减少风化，以此来提高采矿作业的安全性。而少了空气与积水，也会进一步加快填充工作，并提高填充效果，避免出现填充材料松动、掉落的情况，进而为采矿作业人员创造更加安全、便利的作业环境与作业条件。

3 干式充填采矿法的应用

本研究以位于山西晋城某高平矿区的金矿为例，通过对其采矿过程中，干式充填采矿法的应用进行分析，评价干式充填采矿法的应用效果。其应用过程具体如下：

3.1 基本设计

在传统的采矿作业中，针对高平矿区的金矿通常采用简易空场采矿这一方式，其不仅回采率非常低，仅在50%左右，矿产资源浪费现象严重，并且采矿作业的安全性也比较差，极易出现自然冒落现象，威胁作业人员的生命安全[4]。因此，本次研究中，设计出了一套更加合理的采矿方案，将之称为“上向水平分层干式充填采矿法”。需要注意的是，应用干式充填采矿法的过程中，在正式开始填充之前，需要确保采空区不存在积水，以免影響填充效果。

3.2 实现方法

在传统作业过程中，因大量废石的存在，给施工作业增加了极大的难度，并且，将废石集中在一处进行堆放，不仅会占用一定的土地资源，同时也会对环境产生较大的污染[5]。而应用了本文提出的设计方案之后，对该矿区的废石进行袋装处理，装好之后再运送至回采工作区完成填充工作。而在实际的回采作业过程中，在秉承着边采边填充这一基本原则的同时，还要遵守由下至上的工作顺序，进而在减少材料资源浪费的同时，提高工作效率。下一阶段的回采工作通常需要设计隔水层，来防止积水进入采空区。除此之外，在开采时必须在合理位置设一个材料堆放点，实现材料的直接袋装与运送，这样不仅能够提高工作效率，而且还可以减少工作量，降低劳动成本。

3.3 收尾工作

在应用干式充填法完成该金矿的采矿作业之后，一方面需要将目标矿物資源进行分类，并运送到相应的目的地。另一方面，针对采矿作业之后，矿区的地形与地势进行分析与合理的评估，避免二次回采时出现各种问题。

4 干式充填采矿法的应用效果

对该金矿应用干式充填采矿法的实际效果进行分析：第一，有效避免了金矿资源的浪费。在该金矿应用干式充填法的过程中，通过对采矿资源进行及时的袋装、运送，极大地提高了工作效率。同时，经过调查发现，该金矿的回收率显著提升，从之前的50%上升到了93%。因此，干式充填采矿法的应用，实现了对矿物资源的有效回收与利用，有效地避免了资源浪费。第二，能够延缓矿体及围岩的氧化时间。上文中提到的关于该金矿采矿方案的基本设计，尤其是回采过程中的双重设计，均在一定程度为矿体提供了保护作用。同时，该方案的应用中，将积水完全从采空区隔离，极大地提高了后续填充工作的效果，以及采空区的密闭性，使得空气和围岩之间实现了完全隔离，极大地降低了矿体围岩的氧化速度，进而延缓了矿体氧化时间。第三，有效减少了冒顶事故的发生。应用上述方案对该金矿进行开采之后，能够缩短采空区的空顶距离，进而减少暴露的面积，避免发生冒顶事故，为采矿作业的安全性提供重要保障。

5 结论

随着金矿开采利用的不断深入，矿产资源的利用率以及采矿作业的安全性，均成为社会关注的焦点问题。所以，相关工作人员必须根据矿区的具体环境以及作业条件，合理选择施工方法。本文通过对干式充填采矿法的概念与优势进行概述，以山西晋城某金矿的开采为例，对干式充填采矿法的应用进行了分析，并总结了其应用效果，即有效避免了金矿资源浪费、能够延缓矿体的氧化时间、有效减少了冒顶事故的发生。总而言之，干式填充采矿法的应用，是采矿行业发展的重要保障，其不仅可以提高矿产资源的利用效率，同时还可以保证采矿作业的安全性，进而为金矿的开采，甚至整个采矿行业的未来，创造有利的发展环境。

【参考文献】

【1】周佳琦，李景波，尹旭岩.上向水平分层干式充填采矿法在大柳行金矿的应用[J].采矿技术，2017，17（04）：6-8.

【2】汪仁健，李杰锡，张传柱，等.削壁式充填采矿法在大柳行金矿的试验研究及应用[J].黄金，2016，37（11）：23-25.

【3】梅世洲.充填采矿工艺特点及发展趋势分析[J].现代矿业，2016，32（03）：253-254.

【4】马成金.分层干式充填采矿法在金矿缓倾斜薄矿体采矿中的应用研究[J].科技与企业，2012，16（13）：173.

【5】何建华.干式充填采矿法的改进在金矿脉开采中的应用[J].中国新技术新产品，2012，20（05）：156-157.