上向水平分層膠結充填法在東際金礦的應用

呂志文　劉允秋

(1.福建省政和縣源鑫礦業有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；4.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司)

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上向水平分層膠結充填法在東際金礦的應用

呂志文1劉允秋2，3，4

(1.福建省政和縣源鑫礦業有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；4.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司)

東際金礦的金礦價值高，礦體厚度大，通過技術、經濟綜合分析對比，采用回采率高、貧化率低的上向水平分層膠結充填采礦法進行回采，與空場采礦法相比，每年多創收240萬元，經濟效益顯著。

上向水平分層膠結充填法空場法采空區

東際金礦位于福建省政和縣石屯鎮，屬構造侵蝕中低山丘陵地貌，地形切割較深，最高峰海拔827.4m，最底溝谷海拔250m。

東際礦區內主要有Ⅰ#主礦體，以及Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#和Ⅴ#等4個小礦體，其中Ⅰ#主礦體被F1-2斷層切斷錯位，上部礦體為斷層錯段后相對抬升部分，該礦體埋深0～200m，賦存標高600～360m，走向延伸305m，傾向斜長200～280m，礦體真厚度0.41～10.83m，平均3.90m，礦體走向10°～60°，傾向SE，傾角20°～45°；下部分礦體為斷層錯斷后的相對斷陷部分，該礦體埋深410～630m，賦存標高210～20m，走向長度440m，傾向斜長130～160m，礦體真厚度1.32～24.87m，平均7.85m，礦體走向20°～60°，傾向SE，傾角20°～45°。

本礦礦體分布相對集中，可同時布置的有效礦塊數不多，建設規模為14.85萬t/a。

根據該礦礦體賦存條件、礦山開采現狀及開采技術條件，采用地下開采。

1　采礦方法選擇

根據東際金礦礦體地質賦存條件，選擇2種采礦方法：充填采礦法和空場采礦法。2種采礦方法的比較見表1。

表1　兩種采礦方法比較

根據上述兩種采礦方法的對比可知，盡管方案一比方案二前期多投資約1 200萬元，采礦直接成本每年多222.75萬元，但是方案一比方案二多回收的金屬價值為1 662萬元/a，故方案一比方案二在技術經濟上的優越性大；考慮到本礦尾礦庫庫容不足，且新的尾礦庫尚未建好，故礦山客觀上必須將部分尾砂充填至采空區內，以確保礦山正常生產的接續。綜合比較，最終采用上向水平分層尾砂充填法采礦，出礦采用無軌運輸設備(鏟運機)，該采礦方法具有回采率高，機械化程度高，礦塊生產能力大，勞動生產率高等優點。

2　上向水平分層尾砂充填法

2.1礦塊結構參數

礦塊(長×寬×高)(80～100)m×12m×礦厚,分段高10m，進路間距2.5m，采礦方法見圖1。

圖1　上向水平分層膠結充填采礦法

2.2采準切割工作

采準切割工作包括采區斜坡道、分段巷道、分層聯絡道、溜礦井和充填回風井、切割橫巷等。從斜坡道向礦體開掘分段巷道，每條分段巷道負擔上、下各兩層的回采，每一分層采高為2.5m。在垂直方向上間隔10m布置一條分段巷道，斜坡道和分段聯絡道的坡度最大為16.7%，再在采區中部礦體的上、下盤脈外分別掘進充填回風井和溜礦井，采切比取33m/kt。

2.3回采

回采工序主要有鑿巖、爆破、通風、出礦、平場、充填。由切割巷道沿礦體走向向兩端掘進，采用YSP45型鑿巖機打上向眼，炮孔深2.5m。采場采用淺孔鑿巖，膨化硝銨炸藥爆破，非電導爆管雷管爆破落礦，起爆采用激發槍。鏟運機出礦，先把大塊堆在一旁，班末進行二次破碎。礦塊生產能力取250t/d，主要技術指標見表2。

表2　回采技術參數

2.4充填

每一分層回采后立即進行采場充填準備工作，在進路口用木柱、木板建筑隔墻，內側襯以塑料紡織袋或草袋作濾水層。進路與木隔墻、立柱間的空隙要用水泥砂漿或環氧樹脂堵塞封死，防止漏漿、跑漿。然后沿進路頂部鋪設充填管到進路內進行尾砂膠結充填，每個采場的底部第一個分層用灰砂比1∶4 的尾砂膠結充填(充填體強度3～4MPa)，必要時鋪設鋼筋網，作為下中段采場回采時的假頂；其余分層先用分級尾砂充填2.0m，剩下的0.5m用灰砂比1∶4 的膠結尾砂進行充填，以利于回采上一分層時鏟運機的鏟裝和行走。采用預埋快速脫水管方式對充填體脫水，分層充填后，充填體中的水由預先埋設的快速脫水管脫出，流經充填水平以下的聯絡道，進入分段平巷水溝，再匯入中段平巷。

2.5采場通風

在采區分層聯絡道口安裝1～2臺局扇，將新鮮風壓入工作面，在上盤充填回風井上部安裝1臺局扇，將污風抽至回風道。

3　尾砂充填采空區

由于礦山已開采多年，淺部已形成了大量的采空區，可采用尾砂膠結充填采空區。充填前，先在采場頂板施工一充填井，將充填管下放到采場；然后在采場底部漏斗和兩側聯絡道用木柱、木板建筑擋墻，采場下盤預埋快速脫水管進行脫水，并在擋墻與漏斗、聯絡道接觸周邊抹水泥漿，防止跑漿。

密閉擋墻及濾水設施檢查合格后，即開始充填。先試充，未發現漏洞時方可正式充填。采場充填為分期充填，為防止跑漿事故，減少充填體對隔墻的壓力，一般先充5～7m膠結料或相應的非膠結料，待初凝或脫水以后再依次充填，直至充滿為止，采空區充填見圖2。

圖2　尾砂充填采空區(單位：m)

4　結　語

結合東際金礦實際，通過技術、經濟綜合分析對比，最終確定了上向水平分層膠結充填采礦法，每年多創收240萬元，經濟效益顯著。

2016-03-16)

呂志文(1989—),男，助理工程師, 353600 福建省政和縣石屯鎮。