充填采礦法在高寒草原環境下的應用

高紅利+紀永剛+趙杰+李紀玉

摘要：阿爾哈達鉛鋅礦對局部品位較高、礦體不穩固礦段采用進路法開采。上向進路尾砂膠結充填采礦法礦體沿礦體走向布置，礦體長100m左右，進路斷面為（3.5～4）m×（3.5～4）m。充填系統的充填方式可以采用分級尾砂水砂充填及水泥膠結充填兩種方式，充填材料的濃度在65%～70%之間。采場充填前先在進路的入口處采用木樁及木板建筑充填擋墻，里面用塑料編織袋或者草袋去做濾水層，待充填進路和充填擋墻的之間的縫隙要用水泥砂漿封閉，防止跑漿漏漿。

關鍵詞：充填采礦法；高寒草原環境；充填制備站；采場充填；充填進路；充填擋墻

中圖分類號：TD853 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0055-02

阿爾哈達鉛鋅礦礦區的大地構造位置位于內蒙古-興安嶺地槽褶皺系（Ⅰ）、東烏旗-二連浩特復背斜（Ⅱ）北東部的東烏旗褶皺束（Ⅲ）內。在成礦區帶上處于內蒙古錫林浩特到東烏珠穆沁旗的多金屬成礦地帶的東段。對局部品位較高、礦體不穩固礦段，礦區采用進路法開采。

1 上向進路尾砂膠結充填采礦法

1.1 結構參數

上向進路尾砂膠結充填采礦法礦體沿著礦體的走向布置，礦體的長度在100m左右，進路的斷面是（3.5～4）m×（3.5～4）m，按礦體的厚度布置進路，按照回采時間隔進行。

1.2 采準切割

在礦體的下盤布置階段運輸平巷和分層聯絡巷及斜坡道，每個分層的聯絡道負責三個分層的回采。在垂直方向上每隔10～12m布置分層聯絡巷，巷道的斷面為（3.5～4）m×（3.5～4）m。在礦體的上盤及下盤分別設置充填回風井及礦石溜井。采切設備包括鑿巖設備YT-27、YS-45鑿巖機及單臂液壓鑿巖臺車，出渣設備CY-2.0柴油鏟運機、Z-30裝巖機。

1.3 回采工藝

回采前先從礦體的中間施工垂直礦體走向的分層進路，然后沿礦體三維走向往礦體的兩端采用進路進行回采。在進路里應用無軌鑿巖臺車打眼，采用光面爆破，出礦采用電動鏟運機，出礦完畢，應用錨桿進行支護。如此循環作業，直到整個進路的礦石回采完畢。

2 充填制備站

2.1 設計依據

根據礦山生產需要，井下采空區需要充填。設計充填站1座。（1）充填采礦方法生產能力為3000t/d；（2）充填系統的充填方式可以采用分級尾砂水砂充填及水泥膠結充填兩種方式；（3）充填料濃度：充填材料的濃度在65%～70%之間。

2.2 主要設施

（1）砂倉。設計采用立式砂倉，共2座。砂倉直徑9.5m，容積1500m3，總容積3000m3；（2）水泥倉。膠結材料采用散裝水泥，充填站內設200t水泥倉1座；（3）攪拌站。尾砂和水泥利用攪拌筒攪拌，攪拌筒規格Φ2.0×2.0m，2臺，配套電機功率30kW。

2.3 充填工藝

對選廠的尾礦進行分級后應用泵送到立式砂倉的頂部然后進入立式砂倉，沉淀之后便可形成飽和的尾砂提供給井下充填使用。充填溢流管應用Φ108×5型的無縫鋼管。沉淀之后的尾砂在立式砂倉的底部加高壓水去造漿，采用重力放砂。尾砂經過放砂管直接進入到高濃度攪拌筒攪拌。尾砂的造漿采用3臺D25-30×6型離心泵。散裝水泥采用水泥罐車運輸到充填站，采用高壓氣流吹進水泥倉。膠結充填時倉內的散裝水泥利用螺旋給料機給料，散裝水泥輸送到充填攪拌筒內和分級尾砂混合。攪拌的過程中通過控制水量去調整充填料的濃度。充填站的最大充填能力為120m3/h。充填料經過攪拌后，通過充填管道經充填鉆孔輸送到井下的充填采場，充填料通過無縫鋼管充填管路輸送，輸送管路的型號為Φ159×6.5mm。

3 采場充填

采場充填前先在進路的入口處采用木樁及木板建筑充填擋墻，里面用塑料編織袋或者草袋去做濾水層，待充填進路和充填擋墻之間的縫隙要用水泥砂漿封閉，防止跑漿漏漿。

采場充填準備檢查完畢，地面地下各崗位人員就位，充填工作開始。首先放水試通管道。采場充填工見清水后應將清水排到人行井中，并通知地表攪拌站停水，或地表攪拌給沖洗開始1～2分鐘時立即停水，等待地下是否看得到清水。然后便開始放尾砂。第一步回采后的進路采用1∶4的灰砂比砂漿充填，第二步回采后的進路采用1∶8～10的灰砂比砂漿充填或者全尾砂充填。

4 結語

為了確保充填料的接頂，充填分為兩個階段進行，第一階段充填完后，要暫停一個班，然后在第二階段進行充填。隨著進路里充填高度的變高，在進路上開口的位置觀察到充填已經接頂時，在合適的位置鋸斷充填管路，然后停止充填。充填結束時，應放水清洗管道3～5分鐘，當見到清水時為止。采場充填工發現濃度聚降后，立即將管道放到回風井中，把帶有泥砂的污水排到采場外。

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作者簡介：高紅利（1971-），山東呂樂人，錫林郭勒盟山金阿爾哈達礦業有限公司工程師，研究方向：采礦技術

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