富家矿露天护底矿柱回采实践.pdf

f} s ； 瑚 。 富家矿露天护底矿柱回 采实践 尹 埝 吉林割 1 3 2 3 z z [ 关键词 ]高水基材料 ； 下向水平进路； 矿柱 ； 充填 [ 摘要 ]吉林镍业公司富家矿采用“ 下向水平进路高水基胶结充填采矿法” 回采露天护底矿 柱一二分层 的实践证明 ， 高水基材料充填工艺、 制浆工艺 、 技术指标都达到 了设计要求 ． 多采 出矿 石 7 7 6 2 8 t ， 获得 经济 效益 2 9 9 2万元 。 [ 中图分类号 ]TD 8 5 3 3 9 1 1 [ 文献标识谒]B [ 文章编号]1 0 0 2 - 8 9 5 1 2 0 0 0 0 2 - 0 0 0 1 - 0 4 S t o p i n g p r a c t i c e o f p i l l a r of g u a r d b o t t o m i n F u j i a Op e n - p i t Mi n e XU Gu a n g - p i ng l i nNi c k e l I n d u s t r yC o r p o r a t i o n， P Ⅱ n s h i 1 3 2 3 1 1 ， C Ai n a K e y w o r d s h i g h w a t e r - b a s e m a t e r i a l ； d o w n w a r d h o r iz o n t a l d r a f t ； p i 1 la r ； fi ll i n g Ab s t r a c t Do wn wa r d h o r i mn t a 1 d r a f t a nd h i 曲 wa t e r - b a s e c e me n t i n N me t h o d i s u s e d t o s t o p e t h e p i l l a r o f g u a r d b o t t o m i n F u i i a Op e n p i t Mi n e ， J i l i n Ni c k e l I n d u s t r y C o r p o r a t i o n ． I t is p r o v e d t h a t h i g h wa t e r - b a s e ma t e r i a l fi l l i n g t e c h n o l o g y， p u l p i n g t e c h n o l o g y a n d t ech n i c a l i n d e xe s r e a c h e d t he d e s i g n c r i t e r i a． As a r e s u l t， e x t r ao r e r e mo v a li s 7 7， 6 2 8 t， a n d g o o d e c o n o mi cb e n e f i ti s o b t mn e d， 2 9． 9 2 mi l l i o 1 3 _ Re n mi n b i ． 1 露天护底矿柱概况 富家矿是吉林镍业公司的主要矿山， 其 上部 为露天开采 ， 最终 底板标 高是 1 5 4 m， 1 5 4 m以下为地下开采。为保证地下开采 的 基建工作与露天矿生产互不干扰及地下开采 的安全 ， 在露天矿底部 1 5 4 ～1 3 0 m标高留有 2 4 m 的护底矿柱 ， 简称露天底柱 。 底柱 长 3 0 0 m， 平 均宽 2 2 m， 取大宽 度 3 5 m， 垂高 2 4 m， 矿石量 5 1 8 4 4 1 t ， 平均品位 Ni 3 ． 2 7 8 ％、 C u 0 ． 8 7 8 ％， 金属 量 Ni 1 6 9 6 6 t 、 C u 4 5 5 4 t 。在露天底柱靠近下盘部位 ， 还赋存特 富矿 ， 其长约 1 5 0 m， 宽 8 m， 矿石量 1 3 2 2 8 8 t ， 平均品位 Ni 7 ． 3 0 7 ％、 c u 1 6 4 3 ％， 金属 Ni 9 ． 8 8 8 t 、 C u 2 ． 1 6 1 t 。 以上资料表 明． 露天护 [ 作者简介 ] 徐广平， 男 ， 吉林镍业公 司经理 ， 高 级工 程 师 。 底矿柱是矿 区品位最 高 的地 段 ， 镍 和铜 的品 位均为全矿区平均 品位 的 1 ． 5 倍。露天开采 结束时， 为顺利回采底柱 ， 曾在其上辅设一层 1 ～2 m 厚 的混凝 土垫层 。由于露天矿下盘边 坡有三个滑体且已连成一片， 平台全部破坏 ， 因此靠近下盘和采场两端的混凝土垫层没有 超 出矿体 ， 平均距矿体边 7 ～1 0 m， 给露天底 柱 回采 带来 很大 困难 。 2 露天底柱回采方法的确定 在不违背采矿顺序 的前提下 ， 尽早尽快 回采露天底柱矿 ， 特别是先回采一二分层矿 后 ， 形成一定 的生产能力 ． 补 充 3 0 m 中段 以 下矿量的减少 ， 满足全公司矿石量的需求 ， 确 保公司的经济效益 ， 具有重大的现实意义。 富家矿现行 的采矿方法为“ 下向倾斜高 进路胶结充填法” ， 采用倾斜进路 ， 现有 的充 填材料和电耙充填系统 ， 其上部必留倾斜三 维普资讯 2 有色矿山 2 0 0 0妊 角矿柱 ， 将无法回收 ， 从技术上、 经济上都不 可取 ， 必须 采用水 平进 路 回采 。露天 底柱 上 部． 虽辅设一层 1 ～2 m厚 的混凝土垫层 ， 但 由于露天矿边坡滑体已连成一 片， 靠近下盘 和采 场两端 的混凝 土垫层 没有 超 出矿体 ， 1 9 9 1 年洪水从露天坑涌人井下， 造成淹井事 故。若采用高水基材料， 不但实现管路充填 ， 水平进路， 还可以形成 4 m厚 的隔水层 ， 防止 洪水淹井事故。 采用高水基胶结充填材料， 特别是全水 胶结， 甲、 乙料单浆搅拌输送 2 4 小时不凝结 ， 可泵性好 ， 不需加骨料， 可采用水平进路回采 管路输送料浆充填。这一优点可使充填体固 凝快 ， 早期强度高； 体积不收缩 ， 密实性好 ， 易 形成隔层。这些特点非常适合露天底柱 回 采。此系统非 常简单 ， 技术可靠 ， 投产 时间 短。因此对底柱回采一、 二分层 的充填是可 行的， 可回收其上部留有高 6 m、 平均宽 2 5 m、 倾角 8 。 的三角矿柱。 1 9 9 4 年开始施工至今 ， 一二分层已基本 回采完毕， 为下步采用粗骨料胶结充填 ， 电耙 扒矿创造了条件 见图 1 。 闰 l 露 天 底柱 回采 示意 围 1 蓿矿井 ； 2 上盘联培道 3 一设备行井； 4 一充填 管路巷道； s 一回采进路 3 1 3 0 1 5 4 r a露天底柱开拓系统和充 填 系统 3． 1 开拓 系统 回采露 天底 柱 即地下 开 采 时留 的顶 柱 ， 都在一个井 田内， 充分利用现有开拓系统即 可 。需增一 个行人 设备 井 ， 联 络道 和充 填平 巷、 充填小井与 1 6 0 m皮带巷贯通， 即可形成 充填系统 。 1 设备人道井设计在 1 3 0 II 1 中段 0线 穿脉， 距矿体上 盘 1 4 m 处， 上掘至 1 5 4 m 标 高， 距露天边界 2 0 m， 设计高度 2 3 m。 2 牿脉联络道 在该 天 井 上 部 开 凿 2 O m2 ． O m 的沿脉巷道、 再开凿充填平巷、 小井和 1 6 0 m皮带巷相贯通 ， 从而形成 了充 填管路巷道。 3 ． 2 充填管路 系统 从地表制浆站至管路井 ， 辅设两条直径 7 5 m m塑料硬胶 管到 1 6 0 m皮带巷 ， 从皮带 巷到 1 5 4 II 1 上盘联络道用 两条直径 5 0 m m 的硬塑料管到各采矿场， 全长 6 4 0 m。 3 ． 3 1 5 4 m 采场放 矿系统 采矿场用电耙扒矿到溜矿井 ， 1 3 0 m中段 滴矿井下 口安装自制闸门式振动放矿机 ， 放 到 1 ． 2 白卸侧翻车内， 用 3 t 电机车牵引至 4 2放矿井， 从 8 0 m中段集中放矿， 从 主井 提至地表。1 9 9 9年由于 3 0 m 中段为集 中放 矿中段 ， 1 5 4 m采场矿石不易转至 3 0 m 中段 放矿 ， 故主井车场进行改造 ， 1 5 4 m采矿场矿 石由 1 3 0 m 中段直接提至地表。 3． 4 通风 系统 1 5 4 m各采场通风， 主风流从管路井人 风 ， 经皮带巷到沿脉巷道后 ， 分风到各采场进 路 ， 污风从设备井或溜矿井人道问至 1 3 0 m 中段主巷、 由主风井排至地表 。0 、 2 采场 通风情况证 明 ， 此通风 系统 能满足需要 。 4 矿块 采准布置和进 路开凿 4 ． 1采准布置 维普资讯 l 第 2期 绦广平 富家矿露天护底矿柱回采实践 3 采 场 的采准布 置有 两个 方案 一 是从 脉 内打溜矿井 ， 沿脉拉分层 道， 穿脉进路采矿 ； 二是在矿体下盘脉外开凿溜矿井 ， 穿脉拉分 层道 ， 沿脉开凿进路回采。经过分析对比， 最 后采用了第 二方案 。在 1 3 0 m 中段距矿体 4 ～ 6 m处 ， 开 凿 3 ． 2 m2 ． 4 m 的溜矿井 ， 井 内 设有人 道间和溜矿间， 在 1 5 2 m标高开凿水 平垂直矿体 的分层道 2 ． O m2 ． O m， 与上盘 沿脉巷道贯通 ， 再从 分层 道 内 向 两 倾 拉 开 2 ． O re2 ． O m的进路， 长 2 2 m 见图 2 。 壹，一 笪 封 一 一 互至至互 墨 受 莲互羔互 臣二噩五习 口三三要互 f 2 ⋯⋯ 1 图 2矿块 采 准布 置图 1 一溜矿井 ； 2 分层道； 3 上盘沿巷； 4 O 拽 人道井 5 _ _ 采场进路 4 ． 2 进路开凿与 支护 沿脉进路规格是 2 ． O m2 ． O m， 进路长 2 2 O m， 先 回采单号进路， 充填后 ， 再 回采双 号进路 ， 依次 回采、 充填 ， 最后充填分层道 。 采用木支护 ， 在分层假顶 内的进路架设 间隔 棚子 ， 在假顶外的进路架密集棚子 ， 用直径为 0 2 --0 l m的硬杂木接好顶、 刹好帮， 严防冒 透 。 5 充填材料 配制和充填工艺 5 ． 1 充填材 料配制 开始选用天津特种水泥厂生产 的高水基 甲、 乙料 材料充填。甲料 乙料 1 1 配 比。甲、 乙料水灰 比 2 5 1 ． 0或 2 2 1 ． 0 。 双浆混合 比是 1 1 。因每批进料 的差异 ， 在 制浆前都要在实验室 和现场做验证工作， 达 到指标 ， 才能进行制浆。其指标为 单浆凝时间 甲料≥2 4 h ； 混合浆初凝时问 ≥3 0 mi n ； 试件强度 l d 2 --3 Mp a ； 3 d ≥3 ～5 Mp a 。 5 ． 2 充填工艺 进路回采完毕后应立即充填 ， 以保证采 场的安全和相邻进路及早回采。 5 ． 2 ． 1 充填前 的准备工作 1 清底 进路 中所有矿石全部 清理干 净 ， 排除进路中的积水与枵泥 ， 底板误差与整 个采场底板标 高不 大于 1 5 0 ram。 2 铺设钢筋网和吊筋 为了使充填体形 成一个整体， 必须在进路底板上铺设钢筋网 和两帮吊筋。底捌 顷 筋三排， 横筋一排， 钢筋 直径 0 8 mm， 网度 0 ． 8 m1 ． O m。两帮 吊筋 每隔 0 5 m为一排， 上部和木棚子固定 ， 下部 和底 板 钢 筋 网联 结 ， 并 和 沿 帮 两 排 直 径 6 mm的顺筋联结 ， 和各排 吊筋用小 细铁丝 绑扎牢固， 而后再顺底 板在钢筋网上 部放两 排圆术。 3 充填堵墙 架设充填堵墙的作用是封 闭进路口和控制料浆外流。进路长 2 2 ． O m， 分两段充填设两道封墙 ， 每道封墙要立三根 直径 0 2 m的圆木， 并用 0 0 1 5 --0 ． 0 2 m的木 板封严 ， 进路口封墙用塑料布或硬胶布封严 ， 以防跑浆。 4 架设充填管路 封墙之后 ， 开始架设 充填管路， 主要架设采场分层道到进路管路。 用两条直径 3 8 ra m 的高压塑料胶管和混合器 联结 ， 混合器另一端架设一条直径 5 0 mm的 高压管至进路 口长 2 o ～3 0 m， 进路架设一根 长 7 ～8 m的高压塑料胶管 ， 直径 5 0 mm 即充 填管 ， 一端钉在进路最高处 ， 另一端钉在封 口墙 圆木 上 。 5 ． 2 ． 2 充填 充填准备工作就绪后 ， 即可通知地表制 浆站开始制浆 ， 进行充填。 1 制浆 制浆站设有 4个搅拌桶 ， 分两 维普资讯 4 有色矿山 2 0 0 0年 组， 一组搅拌、 一组放水准备。每 组 分 甲 和 乙料搅拌桶 ； 甲料 乙 料 是 1 1 ； 水 灰 此 是 2 5 1 ． 0或 2 ． 2 1 0 ， 搅拌 3 ～5 min后 ， 一组 搅拌桶同时打开闸门， 自流到井下充填工作 面。放浆期间 ， 另一组搅拌桶开始放料搅拌 。 3 ～5 mi n 放完浆后 ， 另一组桶又开始放浆 ， 这 样两组搅拌桶分别搅拌和放浆 ， 使甲、 乙料搅 拌桶放浆流速、 流量相同， 以达到甲、 乙料浆 混合 时是 1 1 。 2 制作试 块 充 填工作 开 嫱后 ， 要 注意 浆的凝速和浆的浓度 ， 当充填工作正常时在 现场取料制作试 块。放到采场养生， 3天后 拿到试验室检验充填体强度。 3 封观察 口 当充填到观察口时要逐步 封口， 每次封 2 0 O m m高 ， 一直把观察 口封严。 当接顶时 ， 应立即把混合器和充填管分开， 充 填工作结束 ， 用高压清洗管路。 s ． 3 高水基充填技术指标 第一分层技术指标如下 1 配比 为 甲 料 乙 料 1 1 ； 水 灰 比 为 2 5 1 0或 2 2 1 O 重量比 ； 混 合 比 为 1 1 。 2 流速 甲料 1 2 --1 ． 5 s ； 乙料 1 2 ～ 1 7 m ／ s ； 混合浆流速为 2 ． 5 --3 O m ／ s 。 3 进路温度 2 --1 3 ℃。 4 充填强度 l d 2 ． 0 --2 ． 5 MP a ； 2 d 2． 4～ 2． 8 M Pa ； 3 d2． 1 ～ 3 ． 3 M Pa 。 第二分层技术指标 1 配比为甲 料 乙 料 1 1 ； 水 灰 此为 2 5 1 0。 2 流速 甲料 1 ． 6 m ／ s ； 乙料 1 ． 7 s ； 混 合料 浆为 3 ． O s 。 3 进路温度 1 5 ～1 6 ℃。 4 制浆水温 I O *C。 5 充填强度 3 d 2 ． 8 --3 5 MP a 。 6 结束语 露天护底矿柱 “ 采用下向水平进路高水 基胶结充填法” 回采一、 二分层 ， 已经回采 了 5个矿块 ， 基本上完成了预期 目的。为下步 用高进路粗骨料 回采打下 了基础， 计划 2 0 0 0 年用高进路粗骨料回采 1 5 4 m各矿块。 实践证明采用此法多回采三角矿柱矿量 7 7 6 2 8 t ， 经济效益 2 9 9 2万元 ， 并 形成 1 5 0 ～ 2 0 0 t ／ d的生产能力 ， 确保 了吉林镍业公 司矿 量的需要， 提高了经济效益。 欢迎订阅 有 色 矿山 维普资讯