有色金属采矿中高水固结充填采矿法的应用探讨

张士全

（中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽 马鞍山 243000）

在有色金属的采矿过程中，我国的采矿技术也相对比较成熟，随着社会经济的发展，我国在采矿技术方面进行了长期的探究，高水固结充填采矿法，因其具有较多的优势被人们广泛的使用，得到了人们认可，这种技术，利用的是高水速凝的方法，此方法中有胶结剂的存在，并且添加了许许多多的新材料，确保不会出现脱水的现象，从这一程度上来说，避免了传统采矿技术的缺陷，此材料可以保证在工业中的使用时间，而且可耐性较好，在采矿工艺上是一项突出性的进展，目前已经在许许多多的领域上有所应用，更重要的是，此技术更加环保，在一定程度上解决了环境污染的问题，有利于社会的可持续发展，更加促进有色金属行业中采矿业的发展，从而促进社会经济的迅速提升[1]。

1 高水固结充填采矿法的工艺流程

1.1 概述

高水固结充填采矿法是有色金属行业中新出现的一种方法，此方法具有许许多多的优势而被人们广泛的利用，避免了有色金属采矿工艺过程中的脱水问题，且降低了工艺成本，提高了开采效率，在整个过程中，具有较高的安全性，这种技术，利用的是高水速凝的方法，此方法中有胶结剂的存在，并且添加了许许多多的新材料，相对于传统的采矿工艺，是一个较大的提升，而且此技术所利用的是胶结剂，用不同分配的水和材料进行充分的搅拌，这样充填料浆的浓度就会各异，同时此方法中采用双管路运输，进而输送到采空区域。从这个过程中，都相对的完善，对采矿区也进行了大范围的保护和支撑，不论从开采或者回采方面都避免了井下污染的现象发生，对环境保护起到了重要的作用，另一方面也减轻了工作人员的负担，提高了工作效率，在采矿工艺方面体现出了巨大的优势。

1.2 特征

高水固结充填采矿法在有色金属行业中是一项新型的技术方法，最具有优势的是此方法中应用的材料是高水速凝，此种材料在运输的过程中非常便捷，因此，此材料在胶结剂方面做出了突出的贡献，有色金属行业中因其此种材料的应运，发展的越来越好，用高水速凝的材料配制的浆体，操作简单易行，充分展现出了很好的流动性，以及本身的悬浮本质。在运输的过程中，保持较好的稳定性和高效率性。另一方面，高水速凝的材料在运输的过程中，对环境起到了很好的保护作用，满足了日益发展的可持续要求，得到人们的大力推崇。达到了很好的采矿标准，在充填的方面达到了较好的标准，此外随着科学技术的进步再加上此种材料的独特优势，相信可以大大促进金属行业的发展[2]。

1.3 高水固结充填体的力学特征

（1）脱水特征。从上面我们可以看到高水固结充填采矿法中采用的是高水速凝的材料，此种材料含有极高的水分，以较快的速度进行凝结，除此之外还存在较多的水，在过程中就会不断的析出，因此，高水固结充填体具有脱水特征，环境的改变将对材料的脱水性能产生较大的影响，假如，我们将此种高水速凝的材料，放入远离空气的环境中，并且在较高的温度下放置，那么我们将会观察到高水速凝的材料的脱水性能发生了重大的改变。

表1 为料浆主要的输送设备选型

（2）较强的抵抗力。高水固结充填体较传统有其独特的优势，例如它具有极高的吸收能力和较强的抵抗力，因此特别适合添加到金属行业中，可以避免在施工的过程中有不必要的损坏，此外也由于高水固结充填体较强的抵抗力，可以在整个过程中提供充分的保障，另一方面，随着高水固结充填体的抵抗力的大小对其吸收能力也会产生较大的影响。

（3）抗风化特征。高水速凝的材料存在着许许多多的硬化体，这些硬化体对高水固结充填体的强度有较大的影响，对高水固结充填体固有的组成成分研究也是十分必要的，因为里面的成分对充填体的结构产生较大的影响。例如钙钒石等等对硬化的强度起到重要的作用，从而破坏高水固结充填体的抗风化性质。如下图1所示。

图1 碳化速度曲线

（4）蠕变特征。在任何一个工程类项目中，完成过程都需要一定的时间限制，因此先进技术的应用会大大缩短时间施工时间，然而高水固结充填采矿法中所用的高水固结充填体要想真正的应运到金属行业中，需要充分的时间进行反应，在这个过程中，便会有许许多多的性质发生改变，里面的一些成分就会发生变化，蠕变特征就会慢慢的显现出来，因此在施工的过程中要充分的对高水固结充填体的流变特性进行考虑，尽量采用先进的技术，缩短施工时间，大大完善工程项目的进行。

2 高水固结充填系统

（1）概述。高水固结充填系统主要由两部分系统所构成，分别是制备运输以及自动控制，此外，主要采用的是双管路进行运输，配比成不同浓度的浆料，在金属行业的高水固结充填采矿法中起到了重要的作用，而且在运输的过程中也很好的维持了料浆的浓度，高水固结充填系统对高水材料也有极高的要求，例如材料的配比浓度和运输的管径等等，另一方面，高水固结充填系统有一个重要的优势在于它实现了全自动化，更加的方便与简洁。

（2）工艺设计。高水固结充填系统的工艺设计主要从以下三个方面进行，主要包括配置的设计，材料运输方面进行改善，回采工艺的研究设计等等。首先，在工艺配置的设计方面，工艺配置主要有放砂管，进砂管，旋流器和砂仓等等，组成部分及其之多，各个零件都有其重要的作用。其次在于材料运输方面，要进行完善，高水固结充填体系中，材料运输在其中发挥重要的作用，在其过程中要认真的分析料浆的浓度以及输送能力等等，除此之外，也要正确评估员工的操作能力，确保高水固结充填系统的高效性。最后，回采工艺的研究设计也是必要的，回采工艺在高水固结充填系统中承担着重要的任务，在回采工艺中，采用一种聚集式的方式去进行，对爆破的地方进行严格的控制，用电动铲运机进行回采工艺，整个过程中都是在工作面上进行操作[3]。

3 技术前景

此技术具有的优势在金属行业中发挥了重要的作用，重要的是进行了绿色开采，有效的保护了环境，由于此技术还不太成熟，因此需要多方面的改进，进一步的为高水固结充填系统提供技术上的支撑，此开采工艺最好的是可以带来经济效益和环境效益，将会拥有很好的发展前景。随着社会经济的发展，人们对于环境的要求也越来越高，在金属行业中传统的开采技术对环境造成了极大的破坏，采用高水固结充填采矿法的开采工艺，越来越受到人们的重视，有效的降低了金属行业采矿的成本，同时也极大的促进了经济的发展。相信此技术能够为矿业的进步做出更大的进步。

4 结论

本论文从高水固结充填采矿法的工艺流程，高水固结充填系统，技术前景等等这几个方面进行了详细的描述，从中，我们了解到，随着社会经济的发展，有色金属行业得到了更大的发展，在其中，采用了高水固结充填采矿的技术，此技术具有许许多多的优势，此工艺中，采用了高水速凝的材料，此材料实现了环保的目的，采用绿色的方式进行开采，但是在实施的过程中，也有诸多的不利，因此需要进行进一步的完善，可以保证在金属行业中充分发挥应有的作用，由于此工艺中采用绿色开采的方式，有效的保护了环境，同时促进了社会的可持续发展，再者，原来的传统的开采工艺对环境造成了极大的危害，因此，采用高水固结充填采矿法的开采工艺有效的保护了环境，受到了人们的大力推崇与关注，另一方面，此技术采用的高水速凝的材料，此方法中有胶结剂的存在，并且添加了许许多多的新材料，确保不会出现脱水的现象，从这一程度上来说，避免了传统采矿技术的缺陷，此材料可以保证在工业中的使用时间，而且可耐性较好，在采矿工艺上是一项突出性的进展，目前已经在许许多多的领域上有所应用。相信在未来的社会中，国家将会对此开采工艺进行大范围的改善，并且提高此技术的成熟程度，将金属行业的成本大大的降低，并且进行进一步的推广，大大的促进金属行业的发展，促进社会经济的进步。