分采膠結充填在急傾斜極薄富礦體開采中的應用

李建壯，劉 濤，徐海蓉

（山東黃金礦業（萊州）有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441）

分采膠結充填在急傾斜極薄富礦體開采中的應用

李建壯，劉 濤，徐海蓉

（山東黃金礦業（萊州）有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441）

摘 要：為了實現低費高效、安全地開采焦家金礦望兒莊礦區的急傾斜極薄富礦脈，通過對該礦區的工程地質條件的分析，提出了分采膠結充填采礦的方法，并用于兩個采場實驗，出礦品位由1.65 g/t提高到7.55 g/t，經濟效益分別增加了138萬和142萬，實現了安全、高效地開采。分采膠結充填采礦法在回采傾斜極薄富礦體的成功應用，可為類似礦山提供了一定的參考。

關鍵詞：急傾斜極薄富礦體；分采膠結充填；回采工藝；技術經濟指標

山東黃金礦業（萊州）有限公司焦家金礦望兒山礦區的礦體以含黃鐵礦化蝕變巖型礦石為主。望兒山金礦V-2#脈礦體受V號構造控制，礦體屬于含金石英硫化物脈型礦體，黃鐵礦等硫化物呈脈狀充填于斷層裂隙中，礦脈厚度在0.2～1.1m，為薄和極薄礦體，礦巖穩固；其圍巖上下盤圍巖均為鉀化花崗巖，有節理發育，穩固程度中等；品位20～40 g/t；礦脈走向約13°，礦體傾角65°左右。

急傾斜極薄富礦脈的回采以淺孔留礦法和分采法為主。礦石和圍巖的混合開采主要立足于簡化回采工藝、提高采礦強度和質量，以淺孔留礦法為主，此法主要適用于礦巖穩固或者中等穩固的開采條件，回采工藝簡單，便于管理；木材損耗比較少，所需設備簡單，采礦成本相對較低；人員生產能力比較高；缺點是礦石貧化大。分采類著眼于減小貧化，以削壁充填法為主，此法能比較有效地降低礦石貧化，并能較好地控制地壓。一般比較小的礦山均采用削壁充填法，機械化水平相對較低，需要根據礦石和圍巖的穩固性，確定礦巖開采順序及削壁位置，且工藝環節復雜，貧化率指標不理想［1-6］。

1 分采膠結充填采礦法

針對急傾斜極薄富礦體的回采工藝而言，減小貧化率，提高出礦品位，地壓管理是目前需要解決的實質問題，為了解決這些問題，對削壁充填采礦法進行了優化，提出采用分采膠結充填采礦法。

1.1回采方案

如圖1所示，分采膠結充填采礦法的分層高度為3m，小分層高度為1.5m，施工時先崩落下盤圍巖高度1.5m，將毛石出凈，再擴幫崩落上盤礦體，并進一步崩落礦體高度1.5m，此時達到分層高度3.0m，采場控高5.0m，將礦石及粉礦全部清理干凈后，崩落剩余下盤圍巖充填部分采空區高度2.5m，上接溜井和泄水井后，先采用全尾砂進行充填來填補干式充填部分的空隙，再采用灰砂比為1∶10的膠結尾砂施工厚度為0.5m的膠結面，作為上采的平臺。充填高度為3m，預留空頂高度2.0m，預留回采作業空間寬度1.5m。鑿巖采用“之”字形布孔方式，礦體內孔間距0.3m，排間距0.8m，圍巖內孔間距0.5m，排間距0.7m，淺孔落礦，間隔裝藥松動爆破；崩落礦石必須采用間隔裝藥松動爆破，崩落圍巖時靠近礦體一側的炮孔必須采用空氣間隔裝藥，裝藥量少，且起爆順序為最后，減小爆破對礦體的破壞。

1.2分采膠結充填的優點

（1）回采層高為3m，小分層高度1.5m，交替崩落礦體和圍巖，進一步降低了貧化率和損失率，提高了回采效率和出礦品位，增加了經濟效益。

（2）鑿巖爆破施工方式的優化，間隔裝藥，減少裝藥量，松動爆破，不僅有效控制了粉礦的產生與流失，而且裝藥量的減少帶來了直接的經濟效益。

（3）通過計算，嚴格控制崩落圍巖的厚度，按照設計充填采空區，同時先采用全尾砂充填空隙，再施工高強度的膠結面。干式充填和濕式充填的綜合利用，既做到了較少充填料，又利用配比低的充填料代替配比高的充填料，既可降本，又能實現高強度的作業平臺。

（4）高強度的膠結面，為上采提供了安全穩固的作業平臺，也為分層回采結束時粉礦的清掃提供了堅固的“地面”，大大減少礦石的損失貧化率。

圖1　分采膠結充填采礦法

1.3推廣應用

分采膠結充填采礦法自在焦家金礦望兒山分礦12中段W12050044采場實驗成功以來，得到了推廣運用。應用該方法進行回采的采場，及其取得的效益如下。

（1）W12230020采場回采的是23#脈礦體，該礦體屬于含金石英硫化物脈型，石英硫化物呈細脈網狀充填于斷裂構造及鉀化花崗巖裂隙中，礦體為細脈狀充填，礦體厚度僅為0.2m，原先采用的是上向水平分層充填采礦法，因難以繼續回采而停工2年。經過現場調研，分析礦體賦存形態、品位、傾角等地質概況，決定改變回采工藝，采用分采膠結充填采礦法進行回采，實踐證明：出礦品位由起初的1.65 g/t提高到7.55 g/t，提高了458%，剩余富礦體3054 t得到了充分開發，工業價值達138萬元。

（2）W12052036采場回采的是Ⅴ-2#礦體，該礦體屬于含金石英硫化物脈型礦體，黃鐵礦等硫化物呈脈狀充填于斷層裂隙中，礦脈較薄，其圍巖主要為鉀化花崗巖，礦巖穩固。總體走向約13°，傾向約283°，傾角64°，提交礦塊長60.82m，塊高19.56m，礦體平均水平厚0.5m，礦石量1606 t，平均地質品位24.71 g/t，金屬量23.62kg。通過對地質資料的分析研究，采用分采膠結充填采礦法回采該礦體，工業價值高達142萬元。主要技術經濟指標為：工班效率8.5 t/班，生產能力25.5 t/d，損失率4.2%，貧化率3.0%，出礦品位23.97 g/t。

2 社會及經濟效益

（1）實踐表明，分采膠結充填采礦法是開采薄富礦脈的有效方法，能夠大大降低礦石的貧化損失率，采空區可得到及時充填，防止地表發生變化。

（2）崩落圍巖充填采空區，用全尾砂充填空隙，施工高強度的膠結面提供了堅固的作業平臺，干式充填和濕式充填相結合的方式更加有效控制了地壓，節省充填料，降低了成本，避免干式充填毛石混入礦石的弊端，進一步降低了礦石的貧化率和損失率。

（3）隨著回采進度的不斷加強，厚大礦體減少，薄或極薄富礦體的回采、殘采工作步步加強，該采礦方法的應用范圍會進一步擴大，將可帶來顯著的經濟效益。

（4）通過優化回采工藝，截止目前可實現工業價值280萬元。

3 結 論

分采膠結充填采礦法能夠有效提高礦石回采效率，在崩落毛石基礎上利用全尾砂充填，并采用高配比的膠結尾砂施工，形成一層有足夠強度的膠結面，這一采礦法不僅降低了貧化損失率，而且極大提高了礦石回采效率和作業人員的工作安全性，已經為礦山實現工業價值280萬元，可為類似礦山的高效生產提供參考。

參考文獻：

［1]張云鵬.爆破工程［M］.北京：冶金工業出版社，2011：25-28.

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［3]張富民.采礦設計手冊（礦山開采卷）［M］.北京：中國建筑工業出版社，1987：289-294.

［4]張富民.采礦設計手冊（井巷工程卷）［M］.北京：中國建筑工業出版社，1989：435-440.

［5]黃業英.關于礦山勞動生產率問題的淺見［J］.長沙礦山研究院季刊，1988，8（1）：10-19.

［6]傅家驥，仝允桓.工業技術經濟學［M］.北京：清華大學出版社，1996：64-70.

收稿日期：（2016-03-22）

作者簡介：李建壯（1989-），男，河北邢臺人，助理工程師，從事采礦方法設計及爆破方面的工作，Email：196521461@qq. com。