淺析全尾砂上向水平分層膠結充填采礦法的改進

佟英海

（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責任公司 克拉瑪依 834025）

1 概述

1.1 企業(yè)簡介

哈圖金礦是一個采、選、冶為一體的黃金生產(chǎn)企業(yè)。1980年初開始建設，1983年建成，生產(chǎn)規(guī)模200t/d。1988至2004年，礦山進行了多次擴建，形成了中央對角式豎井開拓系統(tǒng)。目前 1號豎井采出礦能力100-150t/d。2號豎井采出礦能力500-700t/d。千米混合豎井采出礦能力1200t/d。

1.2 礦區(qū)地理交通位置

礦位于新疆維吾自治區(qū)西北部，行政區(qū)域隸屬塔城地區(qū)托里縣管轄，距離縣城直線距離90km，距離克拉瑪依市65 km，位于克拉瑪依后山。礦區(qū)交通比較方便，至周圍的克拉瑪依市和托里縣有公路相通，同時與烏魯木齊、奎屯、塔城、阿勒泰等城市都有省道、國道相通。

礦區(qū)東西長約 2.5km，南北寬約2.26km，礦區(qū)面積5.6km2。

1.3 礦區(qū)地理概況

礦山地處山區(qū)，氣候條件較差，干旱少雨，溫差較大，年平均氣溫 6.1℃，最低氣溫-39℃，最高40.3℃，風期為8月到來年的5月。地形為戈壁丘陵，海拔1300-1350m。生產(chǎn)及生活用品主要由克拉瑪依市供應，生產(chǎn)及生活用水來源于礦區(qū)西南約 4.5km的安格提河。

1.4 開采范圍及開采技術條件

開采對象為 E7-E27號勘探線之間，資源量（122b+333+334）礦石量3 806 864噸，金金屬量20 500.45公斤，平均品位5.29×10-6。

礦脈主要由蝕變巖、蝕變凝灰?guī)r及少量石英脈組成。礦體處于擠壓破碎帶中，屬熱液充填交代型礦床，一般呈致密塊狀，比較堅硬，后期構造對礦帶破壞性不顯著。

礦體走向近東西向，平均厚度2.6m，礦體北傾，傾角 50-70°，礦脈頂?shù)装鍘r石堅固，礦巖 f=8-14，工程地質條件良好，屬工程地質條件簡單類型。

礦區(qū)內無地表水系，地下水為基巖裂隙水，主要含水層為中上石炭系太勒古拉上亞組基性巖和火山碎屑巖。地下水由北西部向南東逐漸變淺，涌水量為0.03174-0.0697L/s，地下水埋藏深度一般為9m左右，地下水補給來源為區(qū)域裂隙水及脈狀水。由北西向南東徑流，排泄于礦區(qū)之外，斷裂多為石英脈充填，故導水性差，對礦床開采影響不大，屬水文地質簡單的礦床。

2 礦山概況

圖1

2011年為克服原兩種采礦方法的不足，改采用了全尾砂上向水平分層膠結充填法。此方法既控制了地壓的安全管理，避免了在回采過程中大暴露面下作業(yè)，也提高了回采過程中的安全性。礦塊回采率可達到86%以上，貧化率在6%-8%間，降低了礦石的貧化與損失。

全尾砂上向水平分層膠結充填法在本礦使用這幾年的時間來看回采率高，貧化小。其礦塊結構如圖1所示。這種方法就是第一步回采礦房，第二步回采間柱。回采礦房時自下而上水平分層進行，隨工作面向上推進，逐步充填采礦區(qū)，維護頂?shù)装鍑鷰r，并留出繼續(xù)上采的工作空間。崩落的礦石落在充填體的表面上，用機械方法將礦石運至人工順路溜井中。礦房回采到最上面分層時，充填至與上一中段水平相同。

2.1 采礦方法確定及礦房構成要素和采場布置形式

礦塊根據(jù)礦體賦存條件，礦房沿脈走向布置，長40m、段高40m、礦塊寬為礦脈寬；間柱為脈內間柱，其寬度為6.2m，不留頂、底柱。

根據(jù)電耙的有效耙礦距離，在間柱3-5m處分別放兩順路溜井漏斗。

2.2 鑿巖爆破及回采

使用的鑿巖工具是7 655或YT-28風鉆進行鑿巖穿孔工作。根據(jù)巖石的性質孔深一般在1.8-2.5m、孔距和排距在0.8-1.2m，采用Z字或梅花型排眼。

采用人工裝藥，非電雷管起爆，分段微差爆破，導爆管連接。用MFd-150/200型發(fā)爆器激發(fā)起爆。

2.3 通風

通風路線為：新鮮風從 773中段T14271720.66通風天井采場污風T14271721.78通風天井81中段排出。

2.4 礦石搬運

在礦房里通過兩臺型號為 2DPJ-7.5的電耙將礦石分別扒入到兩條順路溜井中，在人工假底巷道中將礦石裝入 1.2m3礦車中，由電機車運往到馬頭門處。

2.5 充填

充填前的準備工作包括：清理和殘收底板上的粉礦、架設順路溜井、澆筑間柱側砼隔墻、預埋兩側天井泄水管道、用吊鏈提升電耙等工作。

順路溜井是用 3mm鋼板卷成一頭為φ 1050（cm），一頭為φ 1000（cm），長為 1.2m 的園臺型筒，在地表焊接而成，在采場進行對接。

充填料用尾砂膠結進行充填，灰砂比為1：6-1：8。

充填結束后經(jīng)7天進行泄水和涼干，就可進行下次的循環(huán)作業(yè)。

在第二部回采間柱時。一般在采完若干礦房后，再進行回采。可使用淺孔留礦-嗣后或充填采礦法進行回采間柱。

3 問題的提出及解決方法

全尾砂上向水平分層膠結充填法既控制了地壓的安全管理，也降低了礦石的貧化與損失避免了在回采過程中大暴露面下作業(yè)，提高了回采過程中的安全性，礦塊回采率可達到 86%以上。對于本礦貴金屬脈的開采，是技術上可行、經(jīng)濟上可靠的一種行之有效的采礦方法。此方法雖然克服了有底柱淺孔留礦法、有底柱淺孔嗣后充填法的不足，但通過幾年的使用總結其缺點有以下幾點：

（1）、此方法間柱礦量占礦塊的13%-14%。

（2）、在第二步回采間柱時，因間柱兩側都是充填體，在回采間柱時不可避免的造成充填體塌落，造成礦石貧化。

（3）、在回采間柱時只有一個安全通道，故安全性差。

（4）、根據(jù)本礦地質條件和使用全尾砂上向水平分層膠結充填法，階段高度40m較低。

鑒于以上因素，根據(jù)本礦725水19.5-20.5線的礦床地質條件和開采技術經(jīng)濟條件。在其他采場構成要素不變的情況下，對其進行改進。

圖2

在725水平19.5線與20.5線天井掘兩條天井，將礦脈切割成40m的礦塊，階段高為50m，在采礦房時將20.5線間柱同時向上回采。另在回采相鄰礦塊時將19.5線間柱也同時向上回采，見圖2。這種方法可將間柱所占礦塊的 13%-14%的礦量一次性回采完，避免了第二步回采間柱時只有一個安全通道，提高了安全性和礦塊的回采率，回采率可到達 96%以上。

使本公司的采礦技術經(jīng)濟指標又向前邁進了新的一步。其意義就是：

（1）地壓的管理，形成了空區(qū)處理和回采礦房、間柱相結合的配套技術，在最大限度回收資源的同時，消除了空區(qū)安全隱患，為安全高效開采提供了技術手段，可為礦床整體的開采提供安全支撐，對改善作業(yè)條件、提高勞動效率和安全生產(chǎn)，具有重要的意義。

（2）使尾砂的排放有了去處，可有效地保護礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境，為打造綠色、環(huán)保礦山打下了良好的基礎。

（3）以擴大礦房尺寸，減少礦柱礦量所占的比重，提高回采率，降低貧化率指標和采掘比。充分利用有限的礦產(chǎn)資源降低礦山資源的消耗速度、延長礦山服務年限。

（4）使其在良好技術經(jīng)濟指標不變，且有些技術經(jīng)濟指標提高下發(fā)揮其新的作用。可提高礦床開采全過程的技術經(jīng)濟指標。

（5）三種采礦方法的指標對比見表1。

表1 三種采礦方法的指標對比表

4 結束語

評價一種采礦方法的優(yōu)劣標準不外乎是，開采強度大、采礦成本低、礦損貧化小、作業(yè)條件好等。因此，對我們礦山工作者來說就要考慮，如何根據(jù)礦山現(xiàn)有的地質條件和開采技術條件下，以科學認真嚴謹?shù)膽B(tài)度腳踏實地根據(jù)礦體賦存地質條件，開采技術條件的不同特點，因地制宜“因礦創(chuàng)法”地進一步深入研究和試驗，應用與之相適應的新方法，充分利用有限的礦產(chǎn)資源降低礦山資源的消耗速度、延長礦山服務年限。因此，在對一種采礦方法的實施過程中，只有在實際中不斷的完善和改進才能達到預期的效果。