上向水平分层胶结充填法在东际金矿的应用

吕志文　刘允秋

(1.福建省政和县源鑫矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)



上向水平分层胶结充填法在东际金矿的应用

吕志文1刘允秋2，3，4

(1.福建省政和县源鑫矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

东际金矿的金矿价值高，矿体厚度大，通过技术、经济综合分析对比，采用回采率高、贫化率低的上向水平分层胶结充填采矿法进行回采，与空场采矿法相比，每年多创收240万元，经济效益显著。

上向水平分层胶结充填法空场法采空区

东际金矿位于福建省政和县石屯镇，属构造侵蚀中低山丘陵地貌，地形切割较深，最高峰海拔827.4m，最底沟谷海拔250m。

东际矿区内主要有Ⅰ#主矿体，以及Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#和Ⅴ#等4个小矿体，其中Ⅰ#主矿体被F1-2断层切断错位，上部矿体为断层错段后相对抬升部分，该矿体埋深0～200m，赋存标高600～360m，走向延伸305m，倾向斜长200～280m，矿体真厚度0.41～10.83m，平均3.90m，矿体走向10°～60°，倾向SE，倾角20°～45°；下部分矿体为断层错断后的相对断陷部分，该矿体埋深410～630m，赋存标高210～20m，走向长度440m，倾向斜长130～160m，矿体真厚度1.32～24.87m，平均7.85m，矿体走向20°～60°，倾向SE，倾角20°～45°。

本矿矿体分布相对集中，可同时布置的有效矿块数不多，建设规模为14.85万t/a。

根据该矿矿体赋存条件、矿山开采现状及开采技术条件，采用地下开采。

1　采矿方法选择

根据东际金矿矿体地质赋存条件，选择2种采矿方法：充填采矿法和空场采矿法。2种采矿方法的比较见表1。

表1　两种采矿方法比较

根据上述两种采矿方法的对比可知，尽管方案一比方案二前期多投资约1 200万元，采矿直接成本每年多222.75万元，但是方案一比方案二多回收的金属价值为1 662万元/a，故方案一比方案二在技术经济上的优越性大；考虑到本矿尾矿库库容不足，且新的尾矿库尚未建好，故矿山客观上必须将部分尾砂充填至采空区内，以确保矿山正常生产的接续。综合比较，最终采用上向水平分层尾砂充填法采矿，出矿采用无轨运输设备(铲运机)，该采矿方法具有回采率高，机械化程度高，矿块生产能力大，劳动生产率高等优点。

2　上向水平分层尾砂充填法

2.1矿块结构参数

矿块(长×宽×高)(80～100)m×12m×矿厚,分段高10m，进路间距2.5m，采矿方法见图1。

图1　上向水平分层胶结充填采矿法

2.2采准切割工作

采准切割工作包括采区斜坡道、分段巷道、分层联络道、溜矿井和充填回风井、切割横巷等。从斜坡道向矿体开掘分段巷道，每条分段巷道负担上、下各两层的回采，每一分层采高为2.5m。在垂直方向上间隔10m布置一条分段巷道，斜坡道和分段联络道的坡度最大为16.7%，再在采区中部矿体的上、下盘脉外分别掘进充填回风井和溜矿井，采切比取33m/kt。

2.3回采

回采工序主要有凿岩、爆破、通风、出矿、平场、充填。由切割巷道沿矿体走向向两端掘进，采用YSP45型凿岩机打上向眼，炮孔深2.5m。采场采用浅孔凿岩，膨化硝铵炸药爆破，非电导爆管雷管爆破落矿，起爆采用激发枪。铲运机出矿，先把大块堆在一旁，班末进行二次破碎。矿块生产能力取250t/d，主要技术指标见表2。

表2　回采技术参数

2.4充填

每一分层回采后立即进行采场充填准备工作，在进路口用木柱、木板建筑隔墙，内侧衬以塑料纺织袋或草袋作滤水层。进路与木隔墙、立柱间的空隙要用水泥砂浆或环氧树脂堵塞封死，防止漏浆、跑浆。然后沿进路顶部铺设充填管到进路内进行尾砂胶结充填，每个采场的底部第一个分层用灰砂比1∶4 的尾砂胶结充填(充填体强度3～4MPa)，必要时铺设钢筋网，作为下中段采场回采时的假顶；其余分层先用分级尾砂充填2.0m，剩下的0.5m用灰砂比1∶4 的胶结尾砂进行充填，以利于回采上一分层时铲运机的铲装和行走。采用预埋快速脱水管方式对充填体脱水，分层充填后，充填体中的水由预先埋设的快速脱水管脱出，流经充填水平以下的联络道，进入分段平巷水沟，再汇入中段平巷。

2.5采场通风

在采区分层联络道口安装1～2台局扇，将新鲜风压入工作面，在上盘充填回风井上部安装1台局扇，将污风抽至回风道。

3　尾砂充填采空区

由于矿山已开采多年，浅部已形成了大量的采空区，可采用尾砂胶结充填采空区。充填前，先在采场顶板施工一充填井，将充填管下放到采场；然后在采场底部漏斗和两侧联络道用木柱、木板建筑挡墙，采场下盘预埋快速脱水管进行脱水，并在挡墙与漏斗、联络道接触周边抹水泥浆，防止跑浆。

密闭挡墙及滤水设施检查合格后，即开始充填。先试充，未发现漏洞时方可正式充填。采场充填为分期充填，为防止跑浆事故，减少充填体对隔墙的压力，一般先充5～7m胶结料或相应的非胶结料，待初凝或脱水以后再依次充填，直至充满为止，采空区充填见图2。

图2　尾砂充填采空区(单位：m)

4　结　语

结合东际金矿实际，通过技术、经济综合分析对比，最终确定了上向水平分层胶结充填采矿法，每年多创收240万元，经济效益显著。

2016-03-16)

吕志文(1989—),男，助理工程师, 353600 福建省政和县石屯镇。