充填采矿法在新城金矿的应用

■李树磊 黄永庆 张安

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿 山东莱州 261438）

充填采矿法在新城金矿的应用

■李树磊 黄永庆 张安

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿 山东莱州 261438）

充填采矿法在本质上属人工支护的形式采矿。即随着开采的推进不断向开采过的空心区域填充砂石等物质，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。充砂采矿法主要适用于围岩不稳固的稀缺贵重类矿产资源，如黄金等。本文结合充填采矿法的特点及其在新城金矿中的应用，对充填采矿法的优越性及其缺陷做出分析。

充填采矿法新金城金矿应用特点

新城金矿于1980年正式开采，在开始时就用充填法开采，充填法是新城金矿发展的基础技术和开采工艺。

在普通的向上分层充填法的基础上，新城金矿做出了很多的开采技术探索，如盘区连续矿房的高分层充填采矿法等逐步试验成熟。

充填采矿法由于其具备诸多优点，加之实践时间较长，其仍然具备很强的应用价值。

1 充填采矿法的分类

1.1 根据充填材料和运输方式

根据充填材料和运输方式，充填采矿法分为干式充填法、水力充填法、胶结充填法等。

其中干式充填法是最为传统的方法，在新城金矿中也得到长期应用。

所谓干式充填法就是利用陆地上的机械、人工力量，将碎石、矿山废石进行破碎后利用人力、机械等运输到开采现场进行充填。

这种方式对于人力、机械的依赖很大，且在碎石、运输等工作产生大量的灰尘等污染物。

水力运输法就是水管道，将碎石、废矿山等运输至开采现场，这种方法的最大优点是其密闭性运输，对外界污染小，但是由于其在管道内运输，对碎石、废矿石等颗粒形状大小有一定要求，碎石工艺要求较高。

胶结充填法，充填材料一般为水泥等胶凝材料和砂石、炉渣等进行配置后形成的胶凝物质，运输时具有一定的流动性和可塑性，凝结后产生一定强度，用管道借水力或机械输送至采场。这种方式最大的有点是其充填灵活、可塑性好，但是其对材料的要求较为特殊。

上述方式中，干式充填法是最早、最传统，应用范围最广的方式，其他很多方式都是在干式充填法的基础上试验研究取得。

1.2 根据采场结构

根据采场结构可以分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法、方框支架充填法。

不同的结构形式的充填方式应该不同，但总的原则是要有利于开采施工、有利于地质稳定、有利于人员安全、有利于经济合理这几个方面。

2 新城采矿中应用充填采矿法的优缺点

2.1 充填采矿法的优点

充填采矿法作为最传统的采矿方法之一，在新城金矿多年的探索实践中，总结出如下优点：有利于进行地压管理、杜绝内因火灾、方便回采矿柱等。充填法充分利用了填体进行地压管理，防止了围岩塌落和地表下沉，利用回填体的抗压能力防止了开采地区的上部建筑物、农田、山林等安全。另外其充填体夯实了开采空间，减少了地下易燃易爆气体的聚集，一定程度上可以减少矿产开采安全风险，但这种优势是有限的。再者，矿房采完以后空场能否及时进行充填，将直接导致矿柱能否进行回采，及时填充后对维护矿柱开采所需的平衡力产生了积极作用，有利于对矿柱的进一步开采。同时，填充质具备一定的预防水冲击作用，有利于开采水下矿产和深部矿产。

2.2 充填采矿法的缺点

充填开采法的最大缺点是需要大量的回填碎石、矿渣等实体物质，这些物质的提供、破碎、运输和填充需要极大的机械力、人力和动力源。且各个环节的作用大多都要在开放的外部空间进行，对大气、农田、水质的污染在所难免，这也是由于矿产开采一定程度上的粗放型造成的。另外回填物质由于都是临时搅拌、混合的，其整体性往往难以很快形成，回填后仍然可能随着各种力学效应和化学反应产生形变和体积变化，从而也导致了其承载力受到影响，对地质稳定性产生不利。

3 充填采矿法的应用和控制措施

3.1 分区分段

先将矿体按照盘区、矿段等进行划分为一定的采集单元，分段分区开采和填充，这样有利于对矿产资源的节制和保护，另一方面也有助于充填作业和开采安全。

3.2 充填与开采并重

实施变开采、边充填的开采策略，不能大面积开采后集中进行充填，这样容易造成开采区环境和地质不稳定，出现开采事故。应该同时进行开采和充填，这样即是完成“采矿环境再造”的过程，维护了开采区的地质结构力学平衡。

3.3 探索清洁开采

传统的充填采矿法造成极大的环境污染，应该不断利用新技术、新材料、新工艺，不断改良充填法开采工艺，实现填充所需材料的搅拌、混合、运输的密闭性和无尘化，减少对周围环境的污染。另外，开发风力、水力等天然可再生能源作为运输动力，节能减排、绿色环保。

4 结束语

充填采矿法是最传统的矿产开采方式，在煤矿、金矿等领域有广泛应用，新城金矿在80年代建矿之初就利用了充填采矿法，如今已经在传统方法基础上进行了多次试验创新，形成了自身的开采技术体系。充填采矿法根据其运输方式和填充材料分为干式充填法、水力充填法、胶结充填法等多种，开采者应该充分利用充填开采法的优点，有效回避其缺点，不断创矿产开采技术。

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F416.1[文献码]B

1000-405X（2015）-10-29-1