招金矿业股份有限公司河东金矿山东招远265402
摘要：社会和时代的发展，我国的矿产勘探以及开采技术取得了飞速的进步，随着经济的快速发展，使得我国对于金矿的需求量急剧增加，逐渐频繁的金矿勘探以及开采为地表环境带来了极大的破坏和污染。在开采过的金矿旧址地表上出现过多次坍塌、塌陷事故，严重威胁到了人们的日常工作以及生命健康安全。面对当前日益严重的金矿开采过后导致的问题，人们开始利用充填技术来保证金矿开采的环保性和可持续性，在当前的金矿勘探和开采过程中是十分有必要的。
关键词：充填方法；金矿开采；应用分析；
目前的金矿勘探及开采过程中，充填采矿技术已经发展成比较重要的工艺和环节，充分利用了可持续发展的环保理念，极大减少了金矿开采对于周边环境及地质造成的破坏程度和不利影响。
1当前金矿充填技术的发展现状
所谓的向上充填技术，在金矿开采中选择合适的充填材料充填开采过后的工作面采空区，最大程度地减少金矿开采对地质以及地表造成的伤害。在金矿开采过程中，使用向上充填技术可以缓解采矿矿压，减少采矿对地表造成压力，防止地表下沉和变形的现状，对金矿开采具有十分非常重要的意义。
1.1实行充填技术在金矿开采中的重要性
我国地大物博，幅员辽阔，拥有非常丰富的矿产资源，但是由于受传统开采技术以及工作理念的影响，不少金矿开采现场工作不完整全面，对环境造成了极大的破坏，不仅现场脏乱差，而且对于开采过程中造成的废物以及矿渣随意处理，严重影响了矿区的生态环境和地表植被。部分矿产企业经营和管理理念不健全，在开采过程中缺乏科学的工艺指导以及理论研究，使得很多的矿产地表已经被挖得千疮百孔。可持续发展和环保理念是近年来矿产开采过程中一项非常重要的目标和任务，通过越来越多的报道，我们可以发现当前矿产地区的污染和地表植被破坏现象让社会震惊。人类的生存和发展有赖于地球的正常运行，任何以破坏自然环境而带来的经济活动都是不值得的，我们一定要爱护人类赖以生存的家园。充填技术在保护矿区环境等方面具有非常重要的作用，对于某些开采过度的矿区实行当前的向上充填技术可以减少地面塌陷和沉陷的地质灾害，保证当地人们的正常生活，因此，金矿开采中的填充采矿技术应得到人们的支持和推广。
1.2充填技术的发展
填充采矿技术在我国20世纪50年代开始运用到煤矿以及金矿开采过程中去，当前在金矿勘探及开采过程中，仍处于不断发展进步的阶段。在当前的金矿开采以及保护过程中，最主要的是使用矿地废渣为主要的充填材料，因此也被人们称作干式充填工艺。到了20世纪60年代，充填技术有了很大的进步，逐渐有了膏体充填、高浓度充填技术以及尾砂胶结充填技术。一直发展至21世纪，由于相关专家和工作者不断进行研究，在投入大量的精力及财力来研究充填材料之后，发展出了更为流动、含水量高的超高水充填材料，完美地实现了金矿开采填充技术以及工艺的发展。
2上向充填采矿法的具体优化设计
2.1采矿方法的优化设计
针对金矿目前采用的机械化上向水平分层充填采矿法中存在的部分缺陷，采用了具有针对性的优化设计方案。将原有的一步回采方式改进为采用两步回采的方式，在采场中将其划分为两个一个为500cm，另一个为800cm，采用浅孔落矿的方式，首先先回采500cm的矿柱，之后采用分级尾砂胶结进行充填，之后再对800cm矿房采用分级尾砂水力非胶结充填，其中采用尾砂胶结充填体面作为采矿工作底板，厚度保持在60cm左右。另外的凿岩、爆破、出矿等工艺均保持不变。
2.2充填方式的优化设计
通过数力模型法进行计算，机械化上向水平分层充填采矿法的矿柱胶结充填体其单轴抗压强度值在20MPa。针对矿房浇面充填体强度的优化设计，根据多年的生产实践经验应用经验类比法进行计算，最后得到强度为3.0MPa。
2.3充填材料的优化设计
其中充填材料的选择与配合比与其强度有着紧密联系，同时又涉及到经济成本。因此针对充填材料以及配合比的优化设计主要考虑两个方面，一方面是采矿工艺的最低强度值，另一方面是充填料配合的最高强度值。影响胶结充填体的因素主要有灰砂比、料浆浓度以及充填体的养护龄期。通过一系列的试验分析发现，针对矿柱中充填材料以及配合比的优化设计为：采用分级粗尾砂作为充填骨料，选用425#水泥为胶凝材料，灰砂比设定为1：7，料浆浓度为70%。针对矿房的优化设计，每个分层选用分级尾砂作为骨料，分层浇面采用分级粗尾砂充填骨料，同样选择425#水泥为胶凝材料，灰砂比控制在1：5，料浆浓度与矿柱采用的料浆浓度相同。通过一系列的优化设计，可以发现将其投入到实际的生产当中整个生产能力得到了提高，具体表现为由于改变了原有的回采方式，因此减少了原有的充填循环次数，再加上采用水力尾砂非胶结进行充填，大大缩短了采充的周期。同时整个充填成本、采矿损失以及贫化指标都得到了一定的降低。
3利用充填技术发展金矿开采的建议
3.1注重充填资料材料的研究
纵观早年间发生过的金矿地表坍塌以及事故，我们发现大部分有问题的金矿开采过程中在当时的充填工作方面没有落实到位，最大的问题在于填充成本太高。早前的传统充填技术以废石废渣为主要填充物，在保护地表植被上没有关键性的作用，不能有效地解决地表破坏问题。在进行金矿充填的时候，一定要注意研究当地的地质活性，经过科学技术的不断进步，当前虽然已经研究出较高水平的超高水充填材料，但是由于受当前采矿技术以及资金设备的影响，在成本上不能完全支持这种成本价格高的充填材料，因此在当前的境况填充技术发展中，还要尽可能地利用矿产开采中的废料、尾矿，以便一步减少固体污染和地表破坏，同时还要进一步寻找出活性好、价格成本低的充填材料，应当作为当前发展金矿填充技术的重点。
3.2以企业经营效益带动填充采矿技术的发展
当前我国也在金矿开采以及填充采矿技术方面取得了一定的进步和效果，逐步形成了适合我国金矿开采现状的充填工艺。但是受当前国内矿产市场以及金矿开采技术的影响，部分金矿开采企业在自身的经营以及管理方面存在着些许问题，导致在金矿开采以及技术创新和购买设备方面发展落后。当前的金矿开采以及地表保护工作没有丰富的技术设备以及资金支持，金矿开采充填技术的应用一直得不到有效的合理发展。这些问题得到了有关部门的重视，于是相关部门出台了严格的环保法律，使得一些金矿企业开始逐渐重视充填采矿技术的应用，但仍然避免不了走形式、走过场的现状，并没有实现环保的真正目标。因此想要更好地利用充填技术发展我国的金矿开采工作，必须要尽快实施国内矿产企业的体制改革，大力整顿我国的矿产生产市场，淘汰一批环保理念不强、盈利效益差的金矿企业，重点扶持以及发展一批管理先进、充填技术被广泛应用的现代化金矿企业。
3.3加强填充采矿技术设备机械的研发
在现代化事业不断发展的今天，金矿开采行业要不断提高自身的机械化和自动化水平，大力发展兼容性强、工作效率高的充填采矿机械设备。充填开采技术机械的设备要适应地下的开采工作，能够对地下的工作进行合理的监督和调节，将充填工艺与矿产开采工艺能够有机的结合在一起。
总之，虽然由于充填及支护工程费用而导致采矿总成本有所增加，但对于破碎厚大金矿体的安全高效、低贫损开采而言，采用上向水平分层尾砂胶结充填采矿法是一种工艺先进、作业安全、指标良好的采矿方法，潜在经济效益大。
参考文献：
[1]张少辉.浅谈上向充填采矿方法在金矿开采中的应用.2017.
[2]王晓璐.上向阶段充填法充填料对上部矿体影响的研究.2017.