浅析全尾砂上向水平分层胶结充填采矿法的改进

佟英海

（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司 克拉玛依 834025）

1 概述

1.1 企业简介

哈图金矿是一个采、选、冶为一体的黄金生产企业。1980年初开始建设，1983年建成，生产规模200t/d。1988至2004年，矿山进行了多次扩建，形成了中央对角式竖井开拓系统。目前 1号竖井采出矿能力100-150t/d。2号竖井采出矿能力500-700t/d。千米混合竖井采出矿能力1200t/d。

1.2 矿区地理交通位置

矿位于新疆维吾自治区西北部，行政区域隶属塔城地区托里县管辖，距离县城直线距离90km，距离克拉玛依市65 km，位于克拉玛依后山。矿区交通比较方便，至周围的克拉玛依市和托里县有公路相通，同时与乌鲁木齐、奎屯、塔城、阿勒泰等城市都有省道、国道相通。

矿区东西长约 2.5km，南北宽约2.26km，矿区面积5.6km2。

1.3 矿区地理概况

矿山地处山区，气候条件较差，干旱少雨，温差较大，年平均气温 6.1℃，最低气温-39℃，最高40.3℃，风期为8月到来年的5月。地形为戈壁丘陵，海拔1300-1350m。生产及生活用品主要由克拉玛依市供应，生产及生活用水来源于矿区西南约 4.5km的安格提河。

1.4 开采范围及开采技术条件

开采对象为 E7-E27号勘探线之间，资源量（122b+333+334）矿石量3 806 864吨，金金属量20 500.45公斤，平均品位5.29×10-6。

矿脉主要由蚀变岩、蚀变凝灰岩及少量石英脉组成。矿体处于挤压破碎带中，属热液充填交代型矿床，一般呈致密块状，比较坚硬，后期构造对矿带破坏性不显著。

矿体走向近东西向，平均厚度2.6m，矿体北倾，倾角 50-70°，矿脉顶底板岩石坚固，矿岩 f=8-14，工程地质条件良好，属工程地质条件简单类型。

矿区内无地表水系，地下水为基岩裂隙水，主要含水层为中上石炭系太勒古拉上亚组基性岩和火山碎屑岩。地下水由北西部向南东逐渐变浅，涌水量为0.03174-0.0697L/s，地下水埋藏深度一般为9m左右，地下水补给来源为区域裂隙水及脉状水。由北西向南东径流，排泄于矿区之外，断裂多为石英脉充填，故导水性差，对矿床开采影响不大，属水文地质简单的矿床。

2 矿山概况

图1

2011年为克服原两种采矿方法的不足，改采用了全尾砂上向水平分层胶结充填法。此方法既控制了地压的安全管理，避免了在回采过程中大暴露面下作业，也提高了回采过程中的安全性。矿块回采率可达到86%以上，贫化率在6%-8%间，降低了矿石的贫化与损失。

全尾砂上向水平分层胶结充填法在本矿使用这几年的时间来看回采率高，贫化小。其矿块结构如图1所示。这种方法就是第一步回采矿房，第二步回采间柱。回采矿房时自下而上水平分层进行，随工作面向上推进，逐步充填采矿区，维护顶底板围岩，并留出继续上采的工作空间。崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运至人工顺路溜井中。矿房回采到最上面分层时，充填至与上一中段水平相同。

2.1 采矿方法确定及矿房构成要素和采场布置形式

矿块根据矿体赋存条件，矿房沿脉走向布置，长40m、段高40m、矿块宽为矿脉宽；间柱为脉内间柱，其宽度为6.2m，不留顶、底柱。

根据电耙的有效耙矿距离，在间柱3-5m处分别放两顺路溜井漏斗。

2.2 凿岩爆破及回采

使用的凿岩工具是7 655或YT-28风钻进行凿岩穿孔工作。根据岩石的性质孔深一般在1.8-2.5m、孔距和排距在0.8-1.2m，采用Z字或梅花型排眼。

采用人工装药，非电雷管起爆，分段微差爆破，导爆管连接。用MFd-150/200型发爆器激发起爆。

2.3 通风

通风路线为：新鲜风从 773中段T14271720.66通风天井采场污风T14271721.78通风天井81中段排出。

2.4 矿石搬运

在矿房里通过两台型号为 2DPJ-7.5的电耙将矿石分别扒入到两条顺路溜井中，在人工假底巷道中将矿石装入 1.2m3矿车中，由电机车运往到马头门处。

2.5 充填

充填前的准备工作包括：清理和残收底板上的粉矿、架设顺路溜井、浇筑间柱侧砼隔墙、预埋两侧天井泄水管道、用吊链提升电耙等工作。

顺路溜井是用 3mm钢板卷成一头为φ 1050（cm），一头为φ 1000（cm），长为 1.2m 的园台型筒，在地表焊接而成，在采场进行对接。

充填料用尾砂胶结进行充填，灰砂比为1：6-1：8。

充填结束后经7天进行泄水和凉干，就可进行下次的循环作业。

在第二部回采间柱时。一般在采完若干矿房后，再进行回采。可使用浅孔留矿-嗣后或充填采矿法进行回采间柱。

3 问题的提出及解决方法

全尾砂上向水平分层胶结充填法既控制了地压的安全管理，也降低了矿石的贫化与损失避免了在回采过程中大暴露面下作业，提高了回采过程中的安全性，矿块回采率可达到 86%以上。对于本矿贵金属脉的开采，是技术上可行、经济上可靠的一种行之有效的采矿方法。此方法虽然克服了有底柱浅孔留矿法、有底柱浅孔嗣后充填法的不足，但通过几年的使用总结其缺点有以下几点：

（1）、此方法间柱矿量占矿块的13%-14%。

（2）、在第二步回采间柱时，因间柱两侧都是充填体，在回采间柱时不可避免的造成充填体塌落，造成矿石贫化。

（3）、在回采间柱时只有一个安全通道，故安全性差。

（4）、根据本矿地质条件和使用全尾砂上向水平分层胶结充填法，阶段高度40m较低。

鉴于以上因素，根据本矿725水19.5-20.5线的矿床地质条件和开采技术经济条件。在其他采场构成要素不变的情况下，对其进行改进。

图2

在725水平19.5线与20.5线天井掘两条天井，将矿脉切割成40m的矿块，阶段高为50m，在采矿房时将20.5线间柱同时向上回采。另在回采相邻矿块时将19.5线间柱也同时向上回采，见图2。这种方法可将间柱所占矿块的 13%-14%的矿量一次性回采完，避免了第二步回采间柱时只有一个安全通道，提高了安全性和矿块的回采率，回采率可到达 96%以上。

使本公司的采矿技术经济指标又向前迈进了新的一步。其意义就是：

（1）地压的管理，形成了空区处理和回采矿房、间柱相结合的配套技术，在最大限度回收资源的同时，消除了空区安全隐患，为安全高效开采提供了技术手段，可为矿床整体的开采提供安全支撑，对改善作业条件、提高劳动效率和安全生产，具有重要的意义。

（2）使尾砂的排放有了去处，可有效地保护矿区及周边生态环境，为打造绿色、环保矿山打下了良好的基础。

（3）以扩大矿房尺寸，减少矿柱矿量所占的比重，提高回采率，降低贫化率指标和采掘比。充分利用有限的矿产资源降低矿山资源的消耗速度、延长矿山服务年限。

（4）使其在良好技术经济指标不变，且有些技术经济指标提高下发挥其新的作用。可提高矿床开采全过程的技术经济指标。

（5）三种采矿方法的指标对比见表1。

表1 三种采矿方法的指标对比表

4 结束语

评价一种采矿方法的优劣标准不外乎是，开采强度大、采矿成本低、矿损贫化小、作业条件好等。因此，对我们矿山工作者来说就要考虑，如何根据矿山现有的地质条件和开采技术条件下，以科学认真严谨的态度脚踏实地根据矿体赋存地质条件，开采技术条件的不同特点，因地制宜“因矿创法”地进一步深入研究和试验，应用与之相适应的新方法，充分利用有限的矿产资源降低矿山资源的消耗速度、延长矿山服务年限。因此，在对一种采矿方法的实施过程中，只有在实际中不断的完善和改进才能达到预期的效果。