尾矿充填技术在黄金矿山中的应用与实践

刘海波，范向伟

（1.河南黄金科技实业公司，河南郑州 450003；2.河南天泰工程技术有限公司，河南郑州 450046）

尾矿充填技术在黄金矿山中的应用与实践

刘海波1，范向伟2

（1.河南黄金科技实业公司，河南郑州 450003；2.河南天泰工程技术有限公司，河南郑州 450046）

尾矿常规处置方式是排入尾矿库堆存，而当前尾矿库从选址建设到生产运行，客观上存在安全管理和环境污染等问题，通过采用尾矿充填技术的应用和实践分析，推进绿色无尾矿山建设，能有效解决尾矿常规处置方式带来的安全隐患和环境污染问题，对尾矿库安全与环保具有重要意义。

尾矿库；尾矿充填；安全；环保

尾矿是矿山企业生产过程中排放的固体废弃物，尾矿库是用以贮存金属、非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所。我国现有尾矿库12 655座，其中三等以上大中型尾矿库533座，四、五等小型尾矿库12 122座。尾矿已成为我国目前产出量最大、堆存量最多的固体废弃物，已经引起严重的环境问题且存在巨大的安全隐患。采用尾矿充填技术，推进绿色无尾矿山建设，即解决了矿山难采矿体回采及扩大产能的难题，同时还能有效减少尾矿排放，减少占用土地及尾矿库的维护管理费用，将带来良好的经济、安全、环保及社会效益。

1 尾矿处置的发展趋势

尾矿的处置途径主要有尾矿井下充填、尾矿库堆存、尾矿综合利用、尾矿中有用成分或矿物提取、矿石加工过程中的无尾化技术等。其中采用无尾化技术是尾矿处置的最高级形式，其次为尾矿的减量化[1]。

尾矿的减量化包括生产过程的减量化和堆存尾矿的减量化。生产过程的减量化主要是综合利用矿石中各种矿物成分，最大限度的减少尾矿的产生量；堆存尾矿的减量化主要是指对已经在生产过程中产生的尾矿进行二次回收、尾矿生产建材类产品、尾矿用于开采过程中采空区的充填等，对尾矿堆存的安全保证度最有效方式是采空区充填[2]。

采空区尾矿充填涉及充填材料选择、充填混合料配比、充填料浆制备、输送、充填站建设、充填参数自动检测与控制系统、采场充填工艺、充填质量保证等多个环节，其中充填料浆制备是最关键的一个环节，充填料浆浓度高低反映出充填质量高低。本文结合河南某黄金矿山企业尾矿充填实例，对尾矿库充填技术的应用进行分析[3]。

2 充填工艺

河南某黄金矿山企业采矿方式为尾砂和毛石充填上向采矿，边采边回填，工艺比较成熟，充填效益和效果良好，安全得到可靠保障。

充填技术是充填采矿法的核心，采用充填采矿法可以使采矿回采率大幅提高，从而提高矿石资源利用率。充填采矿法既可以提高资源利用率，防止地表塌陷，又可减少固体废料向地表的排放，是充分利用尾矿资源，实现节地、节能、环保、废物利用的有效途径。

2.1 充填料来源

充填料来自选矿厂分级尾砂，根据选矿厂尾砂产率和尾砂粒度组成，+300 目的分级尾砂占全部尾砂产率的55%，日产出量是330t，可满足充填用量需要，其余旋流器溢流尾砂和充填站砂仓溢流排入尾矿库。选厂分级尾砂自流至充填站砂仓用于充填。同时，为了减少废石出坑，统筹安排掘进和采矿与废石和尾砂充填相结合，确保了尾砂和废石的最大利用率。

2.2 充填体强度要求

按照所选采矿方法要求，为方便底柱回采，在回采采场第一个分层时需要较高强度的充填体，采用灰砂比（水泥∶尾砂）为1∶4、浓度为70%的充填料浆，充填体强度3～4MPa；其它分层的上部0.3m厚度内充填采用灰砂比（水泥：尾砂）为1：10、浓度为70%的充镇料浆，充填体强度1MPa，以保证采场铲运机的安全运行。

2.3 充填系统

充填料为选厂分级尾砂。选矿厂产出的尾砂泵送至充填砂仓内，供井下充填，在采矿工业场地附近施工了两天充填钻孔与300m中段相通（每条钻孔长290m），充填主干管通过300m中段回风平巷及其中段风井后铺设至下部生产中段，充填支管由上中段巷道铺设到采场充填天井上口，在充填天井中铺设软管到采场内。充填倍线的确定是由充填采场的位置决定的，充填倍线介于2.3～4.0，符合管路自流要求。

2.4 充填泄水、泥砂排放

充填泄水、泥砂从充填采场板墙渗透出后，流入中段平巷内的沉淀坑，将较粗的泥砂沉淀，清水及细泥通过中段水沟排入水仓，经沉淀后通过铲车将淤泥装矿车提升至地表。

2.5 经济技术指标

主要经济技术指标见表1.

表1 主要经济技术指标

3 生产运行情况

当前井下采空区一次最大充填料浆量200m3。充填料浆浓度为71%左右，在地表竖井附近设充填料制备站，充填料在站内搅拌制备后，通过充填孔内的充填管输送到各生产中段，而后根据充填要求输送到各中段的充填采场。砂仓按照有效总容积不少于2～3 d平均用量或一次最大充填量的原则，充填制备站设计1个455m3立式砂仓，1座30t 水泥仓。站内安装Φ1 500mm×1 500mm高浓度搅拌槽1 台，设备生产能力每台45～55 m3/h。充填方式采用分级尾砂胶结充填。尾砂在选厂分级，分级后的尾砂输送到充填站立式砂仓储存，砂仓溢流水由泥浆泵送回选厂，并入选厂尾矿输送管路，自流到尾矿库。外购散装水泥由水泥罐车运来直接吹入水泥仓储存。充填时，立式砂仓内处于饱和状态的尾砂，风水联合造浆，然后经立式砂仓底部放砂管自流放入搅拌槽。水泥通过水泥仓下的螺旋给料机输送入搅拌槽。尾砂与水泥在搅拌槽内均匀搅拌后通过垂直钻孔，自流到井下采场充填。

在砂仓至搅拌槽之间的放砂管上及搅拌槽至充填钻孔之间的充填管上均安装浓度计、流量计，以检测充填料浆浓度和流量。

充填钻孔共两个（一用一备），位于充填站工业场地附近，孔内安装充填管路，与300m 中段相通，充填主干管通过300m 中段管缆井铺设至下部生产中段，充填支管由上中段巷道铺设到采场充填天井上口，通过充填天井中铺设到采场内。

井下采场用分级尾砂胶结充填，充填能力略低于井下生产能力，因此用井下废石子以补充，充填管路从充填回风井进入采场，第一分层回采高度4m左右，回采后充填前必须浇筑人工假底，假底作为下中段回采构筑人工假顶，假底厚度为0.6m，假底内铺设钢筋，钢筋铺设完毕，用配比1∶4的尾砂胶结充填体，充填体强度不小于4MPa。分层采场一步采场胶结充填，充填料灰砂比为1：10，采场浇面层厚度为0.5m，灰砂比为1∶4，二步采场采用全尾砂充填，采场浇面层厚度为0.5m，灰砂比为1∶6。各分层充填后控顶距为1.0m；进路采场一幅采场全尾充填，采场浇面层厚度为0.5m，灰砂比为1∶4，多幅采场时每幅充填料灰砂比为1∶10，采场浇面层厚度为0.5m，灰砂比为1：4。

4 结束语

河南某黄金矿山企业尾矿充填技术的研究与应用，解决了该黄金矿山企业矿体回采及扩大产能的难题，同时有效减少了尾砂的排放。该充填技术适用于各种赋存条件的矿体开采，尤其是难采矿体，能大幅提高回采率，降低贫化率；可以有效地控制地压活动，降低地质灾害风险；可以有效地阻止岩层发生大规模移动，保护地表不受破坏，维持生态环境；可以有效地利用矿山固体废物，减少排放，保护环境。

随着国家对矿山安全生产、环境污染、地质灾害等问题的重视以及矿山自身发展的需求，该技术将在矿山采矿工程中产生的固体废物大量回填到井下采空区，在解决充填材料的来源问题的同时，也解决了环境污染问题。此项目的实施，对同类型矿山的资源开发利用起到了一定的推动作用，具有较大的推广利用价值。

[1] 田文旗，薛剑光.尾矿库安全技术与管理[M].北京：煤炭工业出版社，2006：8.

[2] 王安理，李建政.新型尾矿无害化处理工艺及实践[J].南宁.金属矿山，2010.

[3] 张晓铜.尾矿充填技术综述[J].铜业工程，2010，（3）：16-18.

Application and Practice of Tailings Filling Technology in Gold Mine

Liu Hai-bo，Fan Xiang-wei

The conventional disposal method of tailings discharged is discharged into the tailings reservoir，and the current tailings storage from the site construction to the production operation，the objective existence of safety management and environmental pollution and other issues，this paper through the use of tailings fi lling Technology application and practice analysis，to promote the construction of green tailings mine，can effectively solve the conventional disposal of tailings caused by the security risks and environmental pollution problems，the tailings reservoir safety and environmental protection is of great signif i cance.

tailings；tailings fi lling；safety；environmental protection

TD926.4

A

1003–6490（2017）03–0046–02

2017–03–10

刘海波（1980—），男，河南开封人，工程师，主要从事尾矿库安全评价及咨询设计工作。