干式充填采矿法的技术问题分析

雷明海

大同煤矿集团燕子山矿，山西大同 037037

0 引言

干式充填采矿法在运用中具有许多的优点：采掘工程量比较少，对矿体形态变化具有比较强的适应能力，采矿时可以让损失率和矿石贫化率大大降低，对围岩可以起到维护作用，地压发生率还能有效减缓。干式充填采矿法对极薄的矿体也可以选择回采，在高硫矿体回采中还可以预防内因发生火灾，对深热矿井工作面有降温的作用。但同时也存在劣势，它的回采工艺比较复杂，要充填空区增加了采矿成本，采场生产能力比较差，需要较长的作业时间。这种采矿法适用于比较稀有贵金属回采和矿岩稳固性比较差的矿井回采。干式充填法曾经被试用于黄金的开采，在应用和推广这种方法过程中，对铺垫材料、采场溜矿井构造、选择采准行人天井类型、人工假底底部结构等做了技术改进，而且取得了不错的经验成果，带来了更好的经济效益。

1 矿井溜井的结构介绍

1.1 矿井溜井的用途

在采矿方法中，采用上向水平分层干式充填法“采场溜井”主要用在采场和采准运输巷道的矿石通道。在进行大量手选作业或者采场的夹石比较多的时候，也可以用在采场剩余的废石溜井。通常来说，采场浅孔凿岩分层落矿的高度在半米和一米之间，随着采场内充填料增加，采场的溜井也会相应增高。

1.2 溜井的要求

1）从技术方面来讲：一是粉矿的损失要少，尽量做到没有损失金属或者没有粉矿；二是矿石或者废石的流通要方便，放矿的时候阻力不能大，不能卡矿；三是要用轻便材料，从而减轻体力劳动；四是溜井的强度要强，溜井寿命要达到采场作业的要求；五是在采场构筑或者安装时要简便，不对其他作业造成影响。

2）从经济方面来讲：一是要求材料要便宜，造价要比较低；而是材料要易于保管和存放，不容易发生变质和腐烂；三是材料的采购和运输渠道要方便。

3）溜井的材料和结构

溜井材料主要是用木材和钢材两种，也正在试用将钢筋混凝土作为溜井材料。干式充填法技术经过不断的改进，采场溜井的结构和形式有所变化。首先，在材料使用中，木板墙结构是最早被使用的，这种材料强度比较强，可以切割，但不好搬运。它在我国的使用时间是最长的，比较适用于倾斜或急倾斜极薄矿脉采矿。其次使用的是圆垛盘结构，它是在木板墙之后被使用的溜井支护形式。这种溜井方式构造比较简单，取材比较方便，耐冲击，不过严密性比较差。最后是采用钢筋混凝土溜井方式，这种溜井方式强度比较高，耐冲击，给粉矿造成的损失比较小，但重量比较重，不好搬运，制作起来也比较麻烦。

1.3 从经济方面分析

从结构的优越性分析，使用钢板材料制作的溜井比其他溜井要好，在干式填充法中比较适用，目前这种溜井被广泛使用。从成本上算，混凝土制作和钢板制作的溜井成本相对比较低，但混凝土最重，不好制作和搬运。

2 采场铺垫材料

2.1 铺垫材料的用途

采用干式充填采矿法，回采作业在凿岩爆破前都要铺上材料进行隔离。这样做是为了预防爆破以后金属或矿石粉末混进充填料里面，同时让人工或机械更方便回收矿石。要使用强度比较高，可以抵抗爆破作业的矿岩冲击的隔离材料。要求隔离材料价格便宜，取材方便，便于采购，方便运输，不对矿井造成污染，不对选治回收率带来影响。

2.2 铺垫材料的类型

通过生产实践，采场铺垫材料从最初的草袋子和黄土、帆布转换到了现在的水泥砂浆、分级尾砂、混凝土以及废旧的运输胶带等。

2.3 从技术经济来对比

在此对混凝土、钢板和废旧运输带三种铺垫材料进行对比，从材料费来算，最高费用是混凝土，接下来是钢板，最后是废旧胶板；从混入充填料里的金属损失程度计算，混凝土没有受到损失，接下来是钢板和废旧胶带；从矿石成本来计算，混凝土最高，接下来是废旧胶带，最后是钢板。从比较结果看，将钢板和废旧胶带用来做铺垫材料比较适合。不过从技术角度分析，旧胶带比钢板更加优越。很多岩金矿山的铺垫材料都采用废旧胶带。

3 行人天井方式溜井

3.1 行人天井的类型

早期我国岩金矿山最经常用的是木质行人天井，但在木材涨价，钢材比较便宜时，也使用过在钢溜井上焊上角钢或圆钢转变成圆形顺路行人井，除此之外，还使用过下盘脉外天井和联络道互相结合的方式。

3.2 优缺点比较

木质行人天井成本最少，木质顺路井在采场内隔几个分层，就要向上掘进并安装一个顺路天井，这样会影响到采矿的进程，不过从经济方面来讲，它比其他两种方式更加实惠。木质顺路行人井相邻的采场如果在三年之内回采，还可利用。那么，如果间隔的时间比较长，这个顺路井就可以作为采场溜矿井，再重新架造一条顺路行人天井。

4 人工假底底部构造

在运用干填式充填法时，通常需要构造人工底部结构来替换矿石底柱，这样可以让矿石的回采质量大大提高，让顶、底柱的回采作业量大大减少。人工底部构造主要是由木棚支护混凝土假底、木棚支护假底、梁纲木质假底以及混凝土假底等构成的。其中，木棚支护混凝土假底比较安全，下部矿块顶柱的回采率比较高，但工业比较复杂，劳动量大；木棚支护假底工艺简单，工期短，经济，但易腐烂，回采率低，安全性差；梁纲木质假底使用安全，回采率高，工艺简单，劳动强度比较低，但成本高，易腐烂；混凝土假底安全性高，回采率高，成本低，但工期长，井下施工混凝土的强度不能得到保证。在运用中，梁纲木质假底比较实用，在中小型的岩金矿山中被广泛应用。

5 结论

综上所述，干式充填采矿法虽然回采工艺比较复杂，而且和空场采矿法比较，开采的成本也比较高，但它却有很多的优点，比如：这种采矿法让矿石贫化率大大降低，从而提高了入选品味。另外，选治回收率也增加了很多，产金量大大提高，带来了很大的经济效益。在不断发展中，干式填充采矿法将会取代浅孔留矿法。

[1]张桂暄.干式充填采矿工艺若干技术问题探讨[J].黄金科学技术，2009(1).

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