充填采矿法在高寒草原环境下的应用

高红利+纪永刚+赵杰+李纪玉

摘要：阿尔哈达铅锌矿对局部品位较高、矿体不稳固矿段采用进路法开采。上向进路尾砂胶结充填采矿法矿体沿矿体走向布置，矿体长100m左右，进路断面为（3.5～4）m×（3.5～4）m。充填系统的充填方式可以采用分级尾砂水砂充填及水泥胶结充填两种方式，充填材料的浓度在65%～70%之间。采场充填前先在进路的入口处采用木桩及木板建筑充填挡墙，里面用塑料编织袋或者草袋去做滤水层，待充填进路和充填挡墙的之间的缝隙要用水泥砂浆封闭，防止跑浆漏浆。

关键词：充填采矿法；高寒草原环境；充填制备站；采场充填；充填进路；充填挡墙

中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）34-0055-02

阿尔哈达铅锌矿矿区的大地构造位置位于内蒙古-兴安岭地槽褶皱系（Ⅰ）、东乌旗-二连浩特复背斜（Ⅱ）北东部的东乌旗褶皱束（Ⅲ）内。在成矿区带上处于内蒙古锡林浩特到东乌珠穆沁旗的多金属成矿地带的东段。对局部品位较高、矿体不稳固矿段，矿区采用进路法开采。

1 上向进路尾砂胶结充填采矿法

1.1 结构参数

上向进路尾砂胶结充填采矿法矿体沿着矿体的走向布置，矿体的长度在100m左右，进路的断面是（3.5～4）m×（3.5～4）m，按矿体的厚度布置进路，按照回采时间隔进行。

1.2 采准切割

在矿体的下盘布置阶段运输平巷和分层联络巷及斜坡道，每个分层的联络道负责三个分层的回采。在垂直方向上每隔10～12m布置分层联络巷，巷道的断面为（3.5～4）m×（3.5～4）m。在矿体的上盘及下盘分别设置充填回风井及矿石溜井。采切设备包括凿岩设备YT-27、YS-45凿岩机及单臂液压凿岩台车，出渣设备CY-2.0柴油铲运机、Z-30装岩机。

1.3 回采工艺

回采前先从矿体的中间施工垂直矿体走向的分层进路，然后沿矿体三维走向往矿体的两端采用进路进行回采。在进路里应用无轨凿岩台车打眼，采用光面爆破，出矿采用电动铲运机，出矿完毕，应用锚杆进行支护。如此循环作业，直到整个进路的矿石回采完毕。

2 充填制备站

2.1 设计依据

根据矿山生产需要，井下采空区需要充填。设计充填站1座。（1）充填采矿方法生产能力为3000t/d；（2）充填系统的充填方式可以采用分级尾砂水砂充填及水泥胶结充填两种方式；（3）充填料浓度：充填材料的浓度在65%～70%之间。

2.2 主要设施

（1）砂仓。设计采用立式砂仓，共2座。砂仓直径9.5m，容积1500m3，总容积3000m3；（2）水泥仓。胶结材料采用散装水泥，充填站内设200t水泥仓1座；（3）搅拌站。尾砂和水泥利用搅拌筒搅拌，搅拌筒规格Φ2.0×2.0m，2台，配套电机功率30kW。

2.3 充填工艺

对选厂的尾矿进行分级后应用泵送到立式砂仓的顶部然后进入立式砂仓，沉淀之后便可形成饱和的尾砂提供给井下充填使用。充填溢流管应用Φ108×5型的无缝钢管。沉淀之后的尾砂在立式砂仓的底部加高压水去造浆，采用重力放砂。尾砂经过放砂管直接进入到高浓度搅拌筒搅拌。尾砂的造浆采用3台D25-30×6型离心泵。散装水泥采用水泥罐车运输到充填站，采用高压气流吹进水泥仓。胶结充填时仓内的散装水泥利用螺旋给料机给料，散装水泥输送到充填搅拌筒内和分级尾砂混合。搅拌的过程中通过控制水量去调整充填料的浓度。充填站的最大充填能力为120m3/h。充填料经过搅拌后，通过充填管道经充填钻孔输送到井下的充填采场，充填料通过无缝钢管充填管路输送，输送管路的型号为Φ159×6.5mm。

3 采场充填

采场充填前先在进路的入口处采用木桩及木板建筑充填挡墙，里面用塑料编织袋或者草袋去做滤水层，待充填进路和充填挡墙之间的缝隙要用水泥砂浆封闭，防止跑浆漏浆。

采场充填准备检查完毕，地面地下各岗位人员就位，充填工作开始。首先放水试通管道。采场充填工见清水后应将清水排到人行井中，并通知地表搅拌站停水，或地表搅拌给冲洗开始1～2分钟时立即停水，等待地下是否看得到清水。然后便开始放尾砂。第一步回采后的进路采用1∶4的灰砂比砂浆充填，第二步回采后的进路采用1∶8～10的灰砂比砂浆充填或者全尾砂充填。

4 结语

为了确保充填料的接顶，充填分为两个阶段进行，第一阶段充填完后，要暂停一个班，然后在第二阶段进行充填。随着进路里充填高度的变高，在进路上开口的位置观察到充填已经接顶时，在合适的位置锯断充填管路，然后停止充填。充填结束时，应放水清洗管道3～5分钟，当见到清水时为止。采场充填工发现浓度聚降后，立即将管道放到回风井中，把带有泥砂的污水排到采场外。

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作者简介：高红利（1971-），山东吕乐人，锡林郭勒盟山金阿尔哈达矿业有限公司工程师，研究方向：采矿技术

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