分采胶结充填在急倾斜极薄富矿体开采中的应用

李建壮，刘 涛，徐海蓉

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿， 山东莱州市 261441）

分采胶结充填在急倾斜极薄富矿体开采中的应用

李建壮，刘 涛，徐海蓉

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿， 山东莱州市 261441）

摘 要：为了实现低费高效、安全地开采焦家金矿望儿庄矿区的急倾斜极薄富矿脉，通过对该矿区的工程地质条件的分析，提出了分采胶结充填采矿的方法，并用于两个采场实验，出矿品位由1.65 g/t提高到7.55 g/t，经济效益分别增加了138万和142万，实现了安全、高效地开采。分采胶结充填采矿法在回采倾斜极薄富矿体的成功应用，可为类似矿山提供了一定的参考。

关键词：急倾斜极薄富矿体；分采胶结充填；回采工艺；技术经济指标

山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿望儿山矿区的矿体以含黄铁矿化蚀变岩型矿石为主。望儿山金矿V-2#脉矿体受V号构造控制，矿体属于含金石英硫化物脉型矿体，黄铁矿等硫化物呈脉状充填于断层裂隙中，矿脉厚度在0.2～1.1m，为薄和极薄矿体，矿岩稳固；其围岩上下盘围岩均为钾化花岗岩，有节理发育，稳固程度中等；品位20～40 g/t；矿脉走向约13°，矿体倾角65°左右。

急倾斜极薄富矿脉的回采以浅孔留矿法和分采法为主。矿石和围岩的混合开采主要立足于简化回采工艺、提高采矿强度和质量，以浅孔留矿法为主，此法主要适用于矿岩稳固或者中等稳固的开采条件，回采工艺简单，便于管理；木材损耗比较少，所需设备简单，采矿成本相对较低；人员生产能力比较高；缺点是矿石贫化大。分采类着眼于减小贫化，以削壁充填法为主，此法能比较有效地降低矿石贫化，并能较好地控制地压。一般比较小的矿山均采用削壁充填法，机械化水平相对较低，需要根据矿石和围岩的稳固性，确定矿岩开采顺序及削壁位置，且工艺环节复杂，贫化率指标不理想［1-6］。

1 分采胶结充填采矿法

针对急倾斜极薄富矿体的回采工艺而言，减小贫化率，提高出矿品位，地压管理是目前需要解决的实质问题，为了解决这些问题，对削壁充填采矿法进行了优化，提出采用分采胶结充填采矿法。

1.1回采方案

如图1所示，分采胶结充填采矿法的分层高度为3m，小分层高度为1.5m，施工时先崩落下盘围岩高度1.5m，将毛石出净，再扩帮崩落上盘矿体，并进一步崩落矿体高度1.5m，此时达到分层高度3.0m，采场控高5.0m，将矿石及粉矿全部清理干净后，崩落剩余下盘围岩充填部分采空区高度2.5m，上接溜井和泄水井后，先采用全尾砂进行充填来填补干式充填部分的空隙，再采用灰砂比为1∶10的胶结尾砂施工厚度为0.5m的胶结面，作为上采的平台。充填高度为3m，预留空顶高度2.0m，预留回采作业空间宽度1.5m。凿岩采用“之”字形布孔方式，矿体内孔间距0.3m，排间距0.8m，围岩内孔间距0.5m，排间距0.7m，浅孔落矿，间隔装药松动爆破；崩落矿石必须采用间隔装药松动爆破，崩落围岩时靠近矿体一侧的炮孔必须采用空气间隔装药，装药量少，且起爆顺序为最后，减小爆破对矿体的破坏。

1.2分采胶结充填的优点

（1）回采层高为3m，小分层高度1.5m，交替崩落矿体和围岩，进一步降低了贫化率和损失率，提高了回采效率和出矿品位，增加了经济效益。

（2）凿岩爆破施工方式的优化，间隔装药，减少装药量，松动爆破，不仅有效控制了粉矿的产生与流失，而且装药量的减少带来了直接的经济效益。

（3）通过计算，严格控制崩落围岩的厚度，按照设计充填采空区，同时先采用全尾砂充填空隙，再施工高强度的胶结面。干式充填和湿式充填的综合利用，既做到了较少充填料，又利用配比低的充填料代替配比高的充填料，既可降本，又能实现高强度的作业平台。

（4）高强度的胶结面，为上采提供了安全稳固的作业平台，也为分层回采结束时粉矿的清扫提供了坚固的“地面”，大大减少矿石的损失贫化率。

图1　分采胶结充填采矿法

1.3推广应用

分采胶结充填采矿法自在焦家金矿望儿山分矿12中段W12050044采场实验成功以来，得到了推广运用。应用该方法进行回采的采场，及其取得的效益如下。

（1）W12230020采场回采的是23#脉矿体，该矿体属于含金石英硫化物脉型，石英硫化物呈细脉网状充填于断裂构造及钾化花岗岩裂隙中，矿体为细脉状充填，矿体厚度仅为0.2m，原先采用的是上向水平分层充填采矿法，因难以继续回采而停工2年。经过现场调研，分析矿体赋存形态、品位、倾角等地质概况，决定改变回采工艺，采用分采胶结充填采矿法进行回采，实践证明：出矿品位由起初的1.65 g/t提高到7.55 g/t，提高了458%，剩余富矿体3054 t得到了充分开发，工业价值达138万元。

（2）W12052036采场回采的是Ⅴ-2#矿体，该矿体属于含金石英硫化物脉型矿体，黄铁矿等硫化物呈脉状充填于断层裂隙中，矿脉较薄，其围岩主要为钾化花岗岩，矿岩稳固。总体走向约13°，倾向约283°，倾角64°，提交矿块长60.82m，块高19.56m，矿体平均水平厚0.5m，矿石量1606 t，平均地质品位24.71 g/t，金属量23.62kg。通过对地质资料的分析研究，采用分采胶结充填采矿法回采该矿体，工业价值高达142万元。主要技术经济指标为：工班效率8.5 t/班，生产能力25.5 t/d，损失率4.2%，贫化率3.0%，出矿品位23.97 g/t。

2 社会及经济效益

（1）实践表明，分采胶结充填采矿法是开采薄富矿脉的有效方法，能够大大降低矿石的贫化损失率，采空区可得到及时充填，防止地表发生变化。

（2）崩落围岩充填采空区，用全尾砂充填空隙，施工高强度的胶结面提供了坚固的作业平台，干式充填和湿式充填相结合的方式更加有效控制了地压，节省充填料，降低了成本，避免干式充填毛石混入矿石的弊端，进一步降低了矿石的贫化率和损失率。

（3）随着回采进度的不断加强，厚大矿体减少，薄或极薄富矿体的回采、残采工作步步加强，该采矿方法的应用范围会进一步扩大，将可带来显著的经济效益。

（4）通过优化回采工艺，截止目前可实现工业价值280万元。

3 结 论

分采胶结充填采矿法能够有效提高矿石回采效率，在崩落毛石基础上利用全尾砂充填，并采用高配比的胶结尾砂施工，形成一层有足够强度的胶结面，这一采矿法不仅降低了贫化损失率，而且极大提高了矿石回采效率和作业人员的工作安全性，已经为矿山实现工业价值280万元，可为类似矿山的高效生产提供参考。

参考文献：

［1]张云鹏.爆破工程［M］.北京：冶金工业出版社，2011：25-28.

［2]解世俊.金属矿床地下开采［M］.北京：冶金工业出版社，2008：88-90.

［3]张富民.采矿设计手册（矿山开采卷）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1987：289-294.

［4]张富民.采矿设计手册（井巷工程卷）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1989：435-440.

［5]黄业英.关于矿山劳动生产率问题的浅见［J］.长沙矿山研究院季刊，1988，8（1）：10-19.

［6]傅家骥，仝允桓.工业技术经济学［M］.北京：清华大学出版社，1996：64-70.

收稿日期：（2016-03-22）

作者简介：李建壮（1989-），男，河北邢台人，助理工程师，从事采矿方法设计及爆破方面的工作，Email：196521461@qq. com。