上向进路（分层）充填采矿法的矿石损失贫化控制措施

刘铭*，陈贤初，朱洁



上向进路（分层）充填采矿法的矿石损失贫化控制措施

刘铭1*，陈贤初1，朱洁2

（1.淮北市东鑫矿业有限公司，安徽淮北，235000；2.濉溪县安监局，安徽濉溪，235100）

矿产资源作为人类赖以生存和发展的物质基础，是有限的不可再生的耗竭性的，如何合理开发利用，降低矿床开采中损失和贫化，保护资源和环境，走可持续发展的道路，为子孙后代开发利用留下良好的发展空间和足够的资源，是亟待解决的问题。

矿产资源；损失和贫化；保护资源和环境；可持续发展

引言

当今社会飞速发展，经济建设步入快车道，对能源和矿物原料的需求不断增大。然而能源、矿产品的短缺和矿床品位的降低，使矿产资源的有限性和经济需求之间的矛盾日益尖锐。为此合理开采和利用矿产资源，降低矿床开采中损失和贫化，保护资源和环境，走可持续发展的道路，是功在当代，利在千秋的伟业。本文从刘楼铜铁(金)矿矿石损失、贫化管理经验中，探讨有关上向进路(分层)充填采矿法的矿石开采损失贫化控制措施。

1 刘楼铜铁(金)矿概况

淮北市东鑫矿业有限公司刘楼铜铁(金)矿地处淮北平原(标高+28m)，属接触交代矽卡岩型矿床，矿体不规则但矿石相对稳固，围岩不稳固的急倾斜矿床，工程地质条件较差，构造裂隙较为发育。矿体主要赋存于-400m以上，部分矿体向浅部延伸至第四系底板。矿床成矿区相对集中但矿体分布较零散，厚度不等。该矿注重科技投入，首先加大生产探矿力度，模清矿体赋存状态、工程及水文地质情况，进行矿床整体开采方案布置，合理做好探采结合工作；其次不断总结经验，模索出适合本矿特点的上向进路(分层)全尾砂胶结充填采矿法，为此投入大量资金建立了全尾砂充填系统、添置了数台无轨运输设备；第三改造生产系统，扩大生产规模。该矿是当地民营矿山企业的典范，经过多年的不懈努力和技术改造，现已成为二级安全质量标准化矿山和全国第二批绿色矿山企业。

该矿一直以来把保护矿产资源作为矿山生存的根源，通过长期的生产实践，摸索出了较为成功的管理方法，使产量稳步增长，矿石损失率、贫化率逐年降低，近三年产量、损失、贫化指标如表1：

表1 2014~2016年产量、损失、贫化指标表

2 上向进路(分层)充填采矿法示意图

上向进路充填采矿法垂直矿体走向(也可沿矿体走向)将矿体划分成小断面进路，隔一采一，自下而上分层回采，即采即充，极大地提高了采矿回采率和安全性，显著降低了矿石贫化。同时可兼顾周围孤立贫小矿体回采。如图1所示：

图1 上向进路(分层)充填采矿法示意图

3 上向进路(分层)充填采矿法的矿石损失贫化控制措施

3.1 生产地质勘探要超前进行

（1）及时为生产设计提供准确详细的资料，要准确控制矿体空间分布及矿石质量变化规律，确定合理的开采顺序[2]。只有这样才有可能做出最佳采矿方案，这是提高回采率降低贫化率的前提。

（2）模清矿区构造情况、水文地质和工程地质情况，并针对影响矿床开采的构造破碎带、导水裂隙溶洞及时进行预注浆处理，对工程地质条件差的地段及时采取防护措施，为矿体开采营造良好的空间环境。

3.2 优化并改造采矿方法，进行矿床低贫损开采，提高资源利用程度，避免资源浪费

科学合理的开采方法是从技术上降低矿石损失率和贫化率的一个主要途径，开采矿产资源，必须采取合理的开采顺序、开采方法和选矿工艺[1]，并在生产过程中不断改进开采工艺和提高开采技术水平。刘楼铜铁(金)矿正是依据本矿详细的矿床特征设计出比较合理的上向进路(分层)充填采矿案，从生产根源上为降低矿石损失率和贫化率、提高安全性提供了技术保障。

3.3 提高采矿回采率和降低贫化率贯穿生产全过程，需要以相关质量控制标准为依托、制度为保障、用强化生产过程中的管理为手段，不断总结经验完善管理措施：

3.3.1 上向进路(分层)充填采矿法的特点出发，制定出相关质量控制标准。它是控制损失贫化的依据。

（1）上向进路(分层)充填法采场质量控制标准(措施)：

1）回采进路长度一般不超过70m，进路回采后规格应控制在5-8m×5m，主矿体附近的零星独立矿体的采宽可放宽限制。

2）进路顶板要形成拱形，拱高0.5m，应采用光面爆破控顶，不稳固地段要用锚网支护。同一分层进路顶板要基本保持在同一水平，高差不超过0.5m。

3）进路法采场一步进路终了边帮平直度（凹凸）不得超过0.5米。

4）回采顺序：同一采场向自下而上逐层回采，同一分层进路间隔回采，一步进路回采完成再采二步进路。同一进路应按掘采—扩帮—压顶—清底的顺序进行。

5）上分层进路的底板应沿着下分层充填体顶面推进。

（2）充填作业控制标准

1）采场充填作业必须执行“即采即充”原则和以下控制标准：

①放浆管、排气管、滤水管、信号管吊挂要牢固，防止脱落，在封堵门两侧应固定牢固，防止充填时管路抖动破坏封堵门。吊挂位置在胶面层位置符合要求。

②浇底层和胶面层厚度不得低于0.5m。浇底层标志线在封堵门口标定(方便充填人员识别)，上向分层法采场胶面层标志线在底板以上1m处标出。

③需要浇底充填的采场严禁回填杂物，浇底采场充填前应满铺钢筋网片，网片搭接长度为0.1米，网片间须用铁丝绑扎。网片离底板距离控制在0.1~0.3米。

④经批准用废石充填采空区的，一步进路废石垫层与边帮接触部位高度不得超过1.0米，分层充填废石垫层不得超过浇面层底面位置。

2）充填站作业质量控制标准：

①浇底和胶面充填时必须使用分级尾砂，普通充填用分级+尾泥，充填宽松期采用分级尾砂充填，特殊情况经批准后，二步进路和分层法采场的普通层可用全尾砂或尾泥充填。

②使用分级尾砂充填时充填浓度应≥65%，使用分级+尾泥充填时充填浓度应≥62%，使用全尾砂充填时充填浓度应≥55%，使用尾泥充填时充填浓度应≥45%。

③正常充填期：一步进路普通充填，浓度下限为62%，灰砂比为1∶12，二步进路及分层采场普通充填，浓度下限为58%，灰砂比调整为1∶14；充填紧张期：一步进路普通充填，浓度下限为60%，灰砂比调整为1∶7，二步进路及分层采场普通充填，浓度下限为53%，灰砂比调整为1∶12；充填宽松期：采用分级尾砂充填，一步进路普通充填，灰砂比调整为1∶10，二步进路及分层采场普通充填，灰砂比调整为1∶16，具体由生产技术科在下达充填作业计划时规定。

3.3.2 制定并严格执行相关制度是降低损失贫化的重要保证

根据影响矿石损失贫化因素制定了考核检查制度、设计验收管理制度、矿柱留设审批制度、采掘现场巡查制度、生产调度制度、计划管理制度等。

（1）通过建立严格的检查考核制度，通过全方位全过程全天侯的检查考核达到降低损失贫化的目的。

（2）设计验收管理制度从设计理念上体现最大限度的利用矿产资源，做到不漏矿低贫化。由采场验收达标确保采场矿石回收干净。

（3）矿柱留设审批制度规定一般留设矿柱要有回收方案，永久矿柱留设要经过现场勘查论证和严格的审批，并在采取一切可行措施仍难以回收的方予批准。

（4）采掘现场巡查制度、生产调度制度、计划管理制度分别规定了现场巡查规定矿石贫损是必查内容，每日生产调度会必须通报矿石贫损问题及处理情况，生产计划要有矿石贫损控制指标和措施。

3.3.3 加强生产过程中的地质测量工作管理：

生产过程中的地测工作是最基础的技术性工作，既是指导生产又是质量考核的依据。

（1）及时给出工程方向和施工工程实测上图，准确掌握工进度并预测下一步地质状况，做好矿岩分离措施。

（2）对矽卡岩型矿床矿体极不规则，及时完善地质平面、剖面图，标明矿岩界线、工程和水文地质状况有利于降低矿石的损失贫化。

（3）加强现场采样，品位要细化到每一分层每一条进路。

（4）适应市场经济规律，采用动态品位指标。

在市场经济条件下，由于价格的波动，矿与非矿的界限即边界品位不再是一成不变的。开采边界品位的控制合理与否，直接关系到矿床资源开采的经济效益，为了适应社会主义市场经济规律的要求，提高资源开发的经济效益，矿山企业采用动态品位指标是必要的。

刘楼铜铁(金)矿为多金属供伴生矿床，为方便矿石质量管理，采用当量铁品位来表示，即所有有价元素均按选矿回收率当月销售价格折算为铁品位(DFe%)，由最低保本品位来决定边界品位，这种方法简单易行。

3.3.4 抓好生产过程中的管控，要不断从生产实践中总结经验教训，改进生产工艺，补充完善生产措施。

（1）生产过程中控制矿石损失贫化极为重要，一旦形成事实很难挽回。所以必须加强现场巡查工作，及时采取防控措施，尤其是爆破作业是矿石损失贫化影响最大的因素，首先要提高凿岩爆破操作水平，确保炮孔孔间距、角度和深度的要求，做到光面爆破、岩矿分爆；其次要采用控制爆破作业，避免开帮放炮时，对充填体(包括围岩)的震动破坏[3]。

（2）强化采矿工艺管理，确保进路的合理分布，防止因工艺不完善和盲目开拓造成矿产资源的损失；

（3）加强出矿放矿管理，采场出矿时要对难以分开的混合矿进行必要的分离，对以矿石自重放矿的各种采矿方法，必须控制均匀放矿，防止矿岩溜井混用；

（4）对生产中的损失贫化要及时分析总结经验，找出生产中的不足，完善生产措施，力争把矿产资源利用到极致水平。

3.4 提高思想意识

把降低矿石损失贫化指标这一意识形成全企业的集体意识，让企业全体员工认识到降低矿石损失贫化的重要性。

4 结束语

一般而言，矿产资源开采中的损失贫化虽不可避免，但通过一定的政策和技术手段可以使矿石的损失与贫化率大大降低。

（1）矿石的损失和贫化是矿床开采过程中的一对矛盾，但以损失换品位或以矿石的贫化来减少损失都是不可取的。

（2）多从生产实践中总结经验，努力从采用先进开采技术和加强科学管理两方面，寻求降低矿石损失和贫化的有效措施[4]。

（3）适应市场经济规律，采用动态品位指标确定回采边界是可行的。

（4）矿山生产中的每一环节都会或多或少、直接或间接地影响矿石的损失和贫化，制定和执行有关质量标准(制度)是生产过程中控制损失贫化的必要措施。

当今随着矿山开采深度增加，安全管理、环境保护要求愈加严格，降低矿石的损失和贫化更是时不我待。呼吁全社会全人类都要从我做起从现在做起最大限度地利用和保护矿产资源。

[1] 《中华人民共和国矿产资源法》.

[2] 新编《矿山采矿设计手册》(主编编委会2006年中国矿业大学出版社出版).

[3] 《矿山充填采矿新技术》(主编刘勇2007年9月第一版中国知识出版社出版).

[4] 《金属矿床地下开采》(主编解世俊1984年9月修订版冶金工业出版社出版)

Ore Loss and Dilution Control Measures for Upward Drift (Stratified) Flashing System

LIU Ming1*, CHEN Xianchu1, ZHU Jie2

（1.Huaibei dongxin mining co., LTD., Anhui Huaibei, 235000, China; 2.The safety bureau of anhui province, Anhui Suixi, 235100, China）

Mineral resources, as the material base for human survival and development, are limited, non-renewable and exhausting. How to exploit and utilize resources rationally, reducing loss and dilution in ore mining, protecting resources and the environment,leaving a good development space and adequating resources to make sure our generations could exploit resources is an top urgent to be solved.

Mineral resources; Loss and depletion; Protecting resources and environment; Sustainable development

刘铭, 陈贤初, 朱洁. 上向进路(分层)充填采矿法的矿石损失贫化控制措施[J]. 数码设计, 2017, 6(5): 169-170.

LIU Ming, CHEN Xianchu, ZHU Jie. Ore Loss and Dilution Control Measures for Upward Drift (Stratified) Flashing System[J]. Peak Data Science, 2017, 6(5): 169-170.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.05.069

TP853.34

B

1672-9129(2017)05-0169-02

2017-02-03；

2017-02-25。

刘铭(1967-)，男，安徽宿州，地质工程师，采矿高级工程师，研究方向：地质探矿、采矿。E-mail: lm102123@163.com