上向充填采矿法在金矿开采中的应用与探索

鲁开金，黄 维

（山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东 莱州 261400）

新时期，社会在发展，时代在进步，我国的矿产开采技术也应当与时俱进，作出改进和创新，以便在提升矿产开采水平的同时，满足人们对矿产资源的需求。在我国大力推进生态文明建设的背景下，矿产行业也需要作出积极的响应，致力于开采技术的研究，尽量避免开采过程中地震、塌方以及环境破坏等情况的发生，以此来适应社会的发展，满足时代的要求。出于这样的目的，本文就金矿开采中上向充填采矿法的应用进行研究，具有一定的客观实在性与时代紧迫感。

1 上向充填采矿法概述

所谓的上向充填采矿法，就是在开采金矿的过程中，对采空的区域进行及时填充，但需要注意的是，在对采空区进行填充的过程中，填充材料的选择必须要合理，以便使金矿开采对地表及地质造成的伤害得以最大限度的降低。在金矿开采中应用上向充填采矿法，可使采矿过程中地表所承受的压力降低，避免塌陷、地震等问题的发生，达到缓解采矿矿压的目的。

通常情况下来说，根据填充材料的不同，上向充填采矿法可细分为三种类型，分别是胶结充填采矿法、干式充填采矿法以及水砂充填采矿法。

2 上向充填采矿法在金矿开采中的应用意义

2.1 符合可持续发展要求

金矿资源，对于促进社会的和谐稳定，推动国家的繁荣富强具有重要意义。但是，在对金矿开采的过程中，不合理的采矿方法很容易对周边环境造成破坏。比如，在开采金矿中，将会不可避免的出现一些固体废弃物污染，同时也会使采矿区的地表受到破坏，从而打破了当地的生态平衡。就目前来看，大部分企业在开采金矿的过程中都会存在矿渣的随意堆放，这会严重影响采矿去植被的生长。而在应用了上向充填采矿法之后，这种情况得到了良好的改善，不仅能够保证施工作业的安全，周边环境也不会受到严重的破坏，这完全符合可持续发展的要求。

2.2 有利于矿产经营

在我国，大多数金矿开采单位，其经营模式并不合理，开采方法也存在着问题。这种情况的发生，导致安全隐患问题层出不穷。而采用了上向充填采矿法之后，不仅能有效的维护当地的生态环境，也能使开采作业更加规范、合理、高效，自然也更加有利于开采单位的发展。

2.3 有利于节约开采成本

经过这些年的发展，上向充填采矿法已经相当成熟和完善。将其应用于金矿开采中，不仅能有效的应对开采工艺复杂的金矿区，也能大幅度提升回采率。近年来，大量机械设备在上向充填采矿法中得到了广泛的应用，使得金矿开采效率得到了明显的提高。新的电子设备改善了传统充填法的财政模式，进一步促进了充填体和创造深度的延伸，使得垂直开采模式得到了更好的应用，同时也最大限度的降低了开采的成本，实现了企业经济效益的提升。

3 上向充填采矿法在金矿开采中的实际应用

3.1 矿块布置及结构参数

沿矿体走向进行矿快布置，长60m，矿块阶段高50m，将此阶段划分为4个分段，每个分段高度应控制在10m～15m之间，在将每个分段划分予以分层。每个分段的巷道应承担3-5个分层的回采工作。分层高度约有3m，空顶最大高度为4m，顶底柱和间柱并未设立。

3.2 采准切割工程

脉外斜坡道、下盘脉外分段平巷、联络巷是此采场使用的采准方式。在矿体的下盘布置平行于矿体走向的分段平巷，然后在已经掘出的分段平巷内向采场的中部位置掘进采场联络巷至矿体下盘位置，以便使矿体下盘与分段联络巷相通。从矿体下盘位置向矿体内掘进穿脉平巷至矿体上盘边界位置。由于需要借助铲运机将矿送出，所以上下两个分层之间的联络巷坡度不宜过大，最好控制在13°以内，以使铲运机能够正常作业。通风天井不仅可以充当回风通道，还可以用作敷设充填管路的通道，在其中设立梯子，以便作为采场的安全出口。

3.3 人工底柱

是否要进行人工底柱的施工，取决于矿体品位的变化情况。人工底柱的高度一般为3m，其中钢筋混凝土层厚约0.4m，采用灰砂比为1:5的胶结充填厚度为2.6m。当各个中段完成第一层全面的切割拉底工程之后，会采用铲运机并配合人工将此分层的矿石从采场运出。接下来，会在此分层铺设钢筋混凝土。铺设规格是：网度250mm×250mm，主筋直径为12mm，垂直于矿体走向进行铺设工作；副筋直径为8mm，沿着矿体走向进行铺设，同时需要用细铁丝将纵横钢筋的交叉点处固定牢靠。必要情况下，应选用电焊将关键交叉点焊接牢固。之后，需要将捆扎完成的钢筋网向上抬高100mm，再将主筋、副筋与上下盘矿体及点柱或间柱用锚杆连接（锚杆长度应控制在1.5m～2.0m，水平方向间距为0.5m），选用C20混凝土浇筑，并浇筑厚度400mm。为防止地板的裂缝中有灰浆渗入，使混凝土的浇筑质量不受影响，需要在完成钢筋混凝土的浇筑后，将塑料薄膜覆盖在采场的地板上。通常来说，在浇筑完钢筋混凝土后，需要经过7d的自然养护期。在渡过混凝土养护期后，便可开始人工底柱的胶结充填工作。一般情况下，1次胶结充填工作难以满足施工要求，必须要进行2次。只有这样，施工质量才能得到充分保证。第一次人工底柱胶结充填高度为1.0m，第二次充填高度为1.6m。

3.4 回采工艺

（1）落矿。各分段分层回采高度约为3m，凿岩工作可采用DD310-40型凿岩台车进行。采场凿岩炮孔都进行水平布置，孔径43mm～45mm，孔深3.0m～3.5m。孔网参数（孔距×排距）0.8m×1.0m，浅孔落矿。选用DD310-40型凿岩台车进行辅助装药，采用卷状炸药、非电导爆管分段微差逐孔进行爆破。

（2）出矿。选用斗容为1.5m3的金-WJD1.5型电动铲运机将采场内崩落的矿石运出。铲运机铲运出的矿石倒运至无轨运矿车，由无轨运矿车通过联络巷将矿石运输到采区溜井硐室进行溜矿。

（3）通风。新鲜风流通过各中段内的分段平巷进入采场，对工作面进行冲洗。采场内的污风会通过回风天井排放到上一中段的回风巷中，最后经由回风天井从矿井中排出。独头掘进、爆破结束等通风困难时，可进行局扇的布置，以便使通风能力加强。

（4）采场支护。完成分层的回采后，根据围岩及矿体的稳固性添加相应的支护，在采用短锚杆与长锚索联合支护的方式进行施工。长锚索长9m～16m，网度3.0m×2.5m。短锚杆长2m，网度参数（0.8～1.5)m×(0.8～1.5)m。

（5）采场充填

当完成采场支护工作之后，充填工作便可开展。充填管路从采场上部中段的运输平巷经各分层的穿脉运输巷、充填回风天井后进入采场。在进行充填工作中：首先需要将临近巷道掘出的废石通过无轨铲运机运送到采场之中，并进行泄水管的敷设。然后选用尾砂进行充填，每次的充填高度应为2.6m。剩余0.4m高的空缺，需采用灰砂比为1:4的充填料浆胶结充填，以此来维持矿层结构的稳定，确保开采作业的安全。

4 结束语

随着社会和时代的发展，我国的矿产勘探以及开采技术取得了长足的进步，社会主义现代化的建设，使得我国对金矿的需求量急剧增加，逐渐频发的金矿勘探以及开采行为给地表环境带来了极大的污染和破坏，从而造成坍塌、地震等一系列安全事故的发生。而上向充填采矿方法，能对这一问题予以有效解决。将其应用于金矿开采之中，不仅可以有效的增强采矿区岩石的稳定性，还能尽可能的减少开采金矿过程中对地表环境造成的破坏，这完全符合了我国可持续发展战略的要求。

因此，作为金矿开采企业，应予以必要的重视，并在今后的开采活动中充分利用上向充填采矿方法的优势，来提升金矿开采的环保性、安全性以及持续性。同时，在应用上向充填采矿方法过程中，矿山开采企业也应对填充填料的成本价格予以合理考虑，并注意顶板的安全防护。只有这样，才能使上向充填采矿法的作用得以充分发挥，以此来促进矿产事业的健康发展。