金矿缓倾斜薄矿体采矿中分层干式充填采矿法的有效运用探讨

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摘 要：矿物质是工业发展的不可或缺资源。现阶段，我国的采矿行业取得良好发展。与西方发达国家相比，我国采矿技术相对落后，一定程度上导致矿资源的浪费。在“安全、高效、低成本、低贫损”理念下，我国的采矿行业越来越注重对矿资源的有效开采。由于分层干式充填采矿法具有多方面的优势，比如可及时充填、安全性高等，故而被广泛用于采矿作业中，尤其是金矿开采中。本文先介绍分层干式充填采矿法的优点，然后分析其具体应用，最后总结其应用效果，旨在为金矿开采提供一定的参考。

关键词：采矿法；干式充填；金矿；有效运用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.038

0 引言

改革开放以来，我国各行各业取得良好发展，采矿行业也不例外。但是，受技术和条件限制，我国采矿作业存在多方面的缺陷，比如工作效率低、矿资源浪费等[1]。目前，能源紧张问题日益凸显，且采矿事故频发。因此，在矿业开采中，为了确保安全，同时提高工作效率，需采用有效的采矿法。缓倾斜薄矿体具有采矿难度高、危险性大等问题，需采用合适的采矿方法。下文主要分析分层干式充填采矿法在金矿缓倾斜薄矿体采矿的应用。

1 分层干式充填采矿法的应用优势

（1）符合矿体环境。在金矿缓倾斜薄矿体中，地理位置比较特殊，比如在山西晋城的高平矿区中，其地层倾角为3°-8°，断层较多，其中包括高庙山断层、庄头断层等，且落差的差异较大，介于数十米到数百米之间。在高平矿区的西部，存在井田构造，其自身属于单斜构造，并且还发育次一级宽缓褶曲和多条断层、陷落柱。因此，在采矿作业中，需要采用分层干式充填采矿法。

（2）可提高资源利用率。在传统的金矿缓倾斜薄矿体的作业中，由于其作业环境差，比如矿体变化大、条件不规则等，再加上采矿技术落后，采用的多时一般的急倾斜矿井采矿法，虽可采得一定数量的矿资源，但其回采率仅为50%[2]。如此一来，导致大量矿产资源被遗弃在采空区，矿产资源浪费。但是，应用分层干式充填采矿法后，其回收率高达90%，进而有效提高回收率，最大程度上减少资源浪费。

（3）提高采矿安全性。从金矿缓倾斜薄矿体的采矿作业来看，矿体结构复杂，存在碎裂充填结构、形――半自形粒状结构等，顶、底板岩性较差，一旦遇到水，极易发生膨胀、跨落等事件，从而给采矿作业人员的人身安全带来威胁。应用分层干式充填采矿法，可以及时充填，并且隔绝矿体与空气的接触，提高采矿作业的安全性。

2 分层干式充填采矿法在金矿缓倾斜薄矿体采矿的应用及效果

（1）分层干式充填采矿法的应用。在金矿缓倾斜薄矿体采矿的过程中，应用分层干式充填采矿法时，需结合矿体的实际情况，对其进行合理设计，然后再实施。第一，基本设计。在以往的采矿作业中，高平矿区采用的是巷道采矿方式，其回采率非常之低，仅为50%，导致大量宝贵资源被浪费，且在开采的过程中稍有不慎，则会出现自燃起火事件。鉴于此，相关工作人员通过不断的研究、试验，摸索出一套合适的采矿方案，即采用“上向水平分层干式充填采矿法”。该方案经过多名专家、工程技术人员的研讨，其中涉及水沙充填采矿法、掩护支架全部充填采矿法等，并决定用于高平矿区的采矿作业中。第二，实现方法。在实际的应用中，由于前期井巷施工产生了大量的矸石，且以往在堆放处理中，大多放在一处矸石山，进而导致土地资源被占用，而且还在一定程度上造成环境污染[3]。应用上述设计方案后，在高平矿区应用塑料编织袋的作用，对矸石实施袋装处理，然后送至回采工作面，充填采空区；在回采的过程中，遵循从下到上的顺序，且每个分层之间的距离为2-2.2m，且采用边采边充填的方法；在下一阶段的回采作业中，为了避免因采空区积水的影响，可设置1-2层钢筋混凝土隔水层，并使其向一个方向倾斜，将水排到水仓，并经过排水系统排出井外。除此之外，在条件允许的情况下，在掘进的过程中，可以在工作面后方设一个堆放点，现场袋装，然后直接送到采场使用，如此一来，既可以减少工序，同时又能减少充填材料的运输成本。

（2）分层干式充填采矿法的应用效果。在金矿缓倾斜薄矿体采矿作业中，将分层干式充填采矿法应用其中，可产生良好的效果，主要体现在以下几个方面。第一，延缓矿体氧化时间。在金矿缓倾斜薄矿体采矿作业中，应用上述采矿方案，在回采的过程中，对采空区进行及时充填，该区域的空间体积大大减小，进而将浮煤与空气的接触路径隔绝开来，进而延缓了矿体氧化时间。第二，避免金矿资源的浪费。据实践显示，在矿缓倾斜薄矿体采矿中应用上述采矿方案，可以大大提高矿资源的回收率，从传统的50%提升至90%以上。此外，据相关资料分析显示，利用下部充填区作绕道，以此来进入上阶段的块段（主要是因为品味较低而废弃的区段），可以采取接近3万吨的金矿[4]。由此可见，上述采矿方案可以最大程度上回收利用宝贵的金矿资源，避免金矿资源的浪费。第三，减少冒顶事故的发生。采用上述采矿方案来开采矿缓倾斜薄矿体后，可以缩小采空区的空顶距离，减少暴漏面积，而且在作业的过程中充填及时，其下沉量明显减小，进而可以基本预防冒顶事故的发生，确保采矿作业的安全性。此外，上述采矿方案的应用，可以保护当地生态环境，避免因为采矿作业导致采空区的下沉、塌陷等。

3 结束语

综上所述，金矿缓倾斜薄矿体采矿中，与其他采矿方法相比，分层干式充填采矿法的分层干式充填采矿法具有多方面的优势，比如符合矿体环境、可提高资源利用率、提高采矿安全性。结合矿区实际方案，设计并实施“上向水平分层干式充填采矿法”后，收到良好的效果，比如延缓矿体氧化时间、避免金矿资源的浪费、减少冒顶事故的发生，有助于采矿行业的良好发展。

参考文献：

[1]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（05）：156-157.

[2]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（13）：173.

[3]董浩然.分层干式充填采矿法在煤矿缓倾斜薄矿体采矿中的应用研究[J].科技与企业，2012（22）：153.

[4]丁明飞，王卓，王大为等.缓倾斜极薄矿体采矿方法优化方案[J].黄金科学技术，2014（01）：56-59.