下向分层胶结充填采矿法在归来庄金矿的应用

张春旺，刘 勇， 户瑞平

（山东黄金归来庄矿业有限公司，山东 临沂 273300）

山东黄归来庄矿业有限公司归来庄金矿开采方式为露天及地下开采，开采矿种金、银，生产规模21万吨/年，矿区面积0.29平方公里，标高从130m-150m，竖井及斜坡道联合开拓方式，主要采用上向分层充填采矿法，采用斜坡道及罐笼运输矿石。目前-70m中段以上矿体进入残采阶段， 其中Ⅱ号矿体作为主矿体外探明的具有开采价值的最大矿体，根据贫富兼采，薄厚兼采的原则，接续矿量生产，对Ⅱ号矿体进行回采。

1 矿床地质及现状

1.1 矿体体征

-70m水平控制矿体长度50m，总体走向107°～120°，倾向南，倾角48°，穿脉揭露矿体（隐爆角砾岩）破碎，蚀变较强，矿化弱，厚度1.5m，角砾岩上盘破碎灰岩，蚀变较强，矿化较好，平均品位3.50g/t。下盘为泥化闪长玢岩，上盘为薄层条带灰岩，灰岩产状走向北西，倾向40°～60°，倾角20°～35°，脉内巷向西矿化变弱，平均品位低于1.0g/t。

1.2 回采现状

Ⅱ号矿体原设计采用上向分层充填采矿法。 -70m中段运输巷与-24m分段运输巷巷道已施工完毕，且已施工两条人行通风天井，首采层-63m分层矿体回采后充填，一号通风天井及二号通风天井因冒顶片帮堵塞；-24m分段巷道不同程度冒顶片帮，已进行发碹支护。

2 采矿方法

2.1 采矿方法的选择及应用

Ⅱ号矿体除考虑矿体倾角、损失贫化及经济效益外，主要考虑两方面原因。①充填：由于设计地表充填站充填主干管经充填钻孔至-70m中段，至II号矿体充填倍线大，无法利用地表充填站充填。②原有采准工程及回采影响采矿方法的选择，底柱上部拉低巷道已回采充填完毕，底部结构遭到破坏。为满足安全生产需要，针对不稳固薄矿体的实际情况，采用下向分层充填采矿法。

2.2 采场结构参数

（1）构成要素：矿体沿走向布置，长度50m，矿块高度48m，宽度为矿体水平宽度，分层采高2.5m～3.0m。

（2）顶柱：混凝土假底取代顶柱，对-24m分段巷穿脉起底高度2.0m，回采首采分层，然后进行胶结充填。

（3）采场采用电耙或人工推车，矿体经溜井至中段出矿。

2.3 切割采准

（1）天井布置在矿块两侧的脉内，矿体中间布置一个溜井，随着回采分层的下降，人行天井变为混凝土背覆天井，因矿体上盘不稳固，脉内溜井同时进行混凝土背覆支护[1]。

（2）矿体中间设计施工一条溜井，规格为2.0m×1.8m，进行混凝土浇筑，背覆后断面规格1.5m×1.5m。

（3）一、二号人行通风天井作为人员上下、架设充填管路的通道，且二号人行天井堵塞未能疏通，充填背覆作为安全出口，通风天井作为通风泄水的通道。

2.4 回采工艺

回采方式：（1）采用水平分层，沿矿体走向回采，回采分层高度2.5m～3.0m，上盘下三角矿体后退式回收，巷道可根据矿体宽度进行调整，矿体低于2.5m，一次性全断面施工。待首采层回采充填后养护5天～7天由人行天井或溜井转入下一分层。

（2）首采层的选择及回采：利用分段巷穿脉进行起底联巷到达矿体后沿矿体走向布置进路，首采层采高2.0m，全部回采后进行胶结充填，作为下一分层的假顶。

2.5 充填工艺

（1）简易充填系统。露天-6m混凝土充填站，采用混凝土拖泵，型号为HBT160-13-90S，混凝土输送 量 ：40m³/h-60m³/h，最大泵输送混凝土压力(高压/低压)13/7Mpa，最大理论输送距离（垂直/水平）270/1200m。

（2）采场充填。①每分层回采结束后，回采结束后应及时清理，按照腰线下1.0m整平，两帮底角矿石清理干净，底板铺设塑料薄膜。②充填管路及架设：采用管径为129mm耐磨钢管，输送管的接头应严密，有足够强度，并能快速装拆。接顶充填时充填管口向里并选择充填区域附近的高处，回气管管口应选在充填区域的最高处且高于充填管并确保管口位置稳定，保证回气管正常出浆，确保接顶质量[2]。

（3）充填配比。归来庄金矿混凝土胶结充填标号分为三种：C7.5，C15，C20。通过实验选择及经济性分析，采用C15标号胶结充填代替人工钢筋混凝土假底，取消了钢筋网及连接锚杆，减少了人工假低成本。

3 问题及处理

3.1 胶结充填体的分层问题

下向水平充填采矿法在我矿运用时间较短，且假底取消传统的钢筋混凝土底板，改变了充填料的配比，转层后出现充填体分层脱落，危害同冒顶一样，存在较大安全隐患。

胶结充填体分层产生的原因：①砂浆流动较快，进入采场产生离析，砂石沉降，砂浆形成一层水泥层，强度较差，易产生分层离析。②架设管路导致塑料薄膜破损，充填砂浆压力较大流入薄膜下方，且从塑料薄膜与两帮接触处流入塑料薄膜下方，导致分层。

3.2 问题处理

分层后对回采极为不利，但是可以通过各种方式来避免分层，也可以同通过回采时的敲帮问顶及安全支护措施来消除安全隐患。回采充填体下进路时做好安全确认，加强敲帮问顶工作，未能排除分层充填体的需修小炮修掉，或者采取钢支架混凝土及浇筑支护。

4 结语

下向分层胶结充填应用取消了钢筋混凝土假底，减少假底制作时间及成本，加快了回采效率。浮石、冒顶、片帮等安全隐患较少，安全性较高，只需严格控制假底质量及充填接顶。对于回采经济价值较高的矿岩破碎矿体具有很好的效果，取得了较好的经济效益。