充填法矿山的矿柱回收.pdf
充填法矿 山的矿柱 回收 红透 J 制 王 志方 提要 奉史l 州述 J 充填 ⋯刚枉、 啦 , 【 t { } ⋯ 的 琏 技术 n . 题、迂介} Hj - [ 选山.鸽 f ⋯川 收 友矿 廿的 一 、矿柱 回收的重要意 义 保安 矿 柱 、 顶 底 柱 . 问杜 壁 房 内 条 拄 、点柱 等 , 剐收 及时 对 山q | 产 、安 个、 经济效益有很大影 仅从经济效益阱矿十 £ 小 及时 l 收必 然 造 成 作 业 战 线 拉 长 . 风 、 水 . 电、运 系统 紧张.生 产效率低 ,矿山经济 效益 茬 等 恶 果; 生 产来 游 , 矿柱 删 采 山矿 山产 比重较 大, 如 东川 因民铜 矿 占 4 %, 寿 坟 铜 矿 t 4 0 %, 办 马山 铜 I 6 5 %, 也德铜 矿 I l 5 ~5 5 % 以 卜系 】 9 8 5年资料 、铜 官 l J I . I 5 3 %9 8 1年 卜⋯可 左 产 任 务的 完 成 努个 斗, 柱 及时 l 亘 『 牧 并 进行 卒 医处理 , 口 f 避免地 活动的 发 ,反之 不仅对 产和 人 身安 带 来威 胁,而且 矿柱尢法 叫收,造成 矿 } 大 { { ii 失或 贫化 地 压活动 造成矿 柱矿 } 损 失的矿 I 』 l 相 当普遍, 建同 来有色 系统矿 I n 实 例 不 F四 十余个,较 明 显的有 杨家杖 f - , 托 山 青城 、西林, 五龙金矿 锡 矿 山.弓 Kj l拿 黑 色 .铜 官 _ I _ 、 占山 、天 山、 湘 、 鸽矿一 ’ 据有 色总 公 司采矿 情报 脚 1 9 8 5午 州 杏,有色矿山中允填法矿柱比萤大,而 H多为 稀贵 垒属矿 ,可利 用现 成的 充填 系统对 矿柠 施以 免填 法 刊收, 因此研 讨允填法 矿 山的 { 柱 回采有其特殊 的技 术经济 意 义 二 、 问柱 回采 1 、侧翼充 体 强度 充填 i L - J t 采的矿 山, 无论用何法 【 口 j 采问柱 都 会趔 到两翼 克填 体会 上 l } 塌的 『 u ] 题 阃拄 ~ 】 4 的 法 同 , 无J } 是反 映 出经 济 效 果 有 所蓐 别 , 而允 填 体 的 强 度却 是 间 } 回 采 的成 攻关 键 。 允填 体具 有 多 大的 强度 能 维持 其 自 、 r 』 侧翼 暴露 l枳 多 l夫不 至于坍 塌 凡 口采二 期矿 鹰l 壁 时 侧翼 充填 体强 度 为 3 0 4 O公 斤 / 厘 米 一 。 ,侧 翼 垂 直 暴露 面积 为 2 O 【 卜 一2 5 0米 而 不坍 塌 苒 联 一 般 设 汁胶 结 允 真 体 强 度在 3 0 ~6 o公 斤 /厘 米 之 间 , 实 际 井 下 为 2 0 ~ 3 5公 斤 /厘 米 一 , 其 垂 允 许 暴 露 面 积 达 1 . 2 00 2 7 5 0 米 值得 注意 的是 ,胶结 克填体强度 的设 汁很 多’情况 下是 控制地 区活动 角度 出发 的 ,其值 偏大 ,因而 上 所 讲的事实 并不能确 切地反映 克填体 维持 其 自 ● 所需要 的准确强 度值。 西 目 家如 加 拿人 、澳 人利 亚等近 年用 vcR法 采间杵对其 两翼允填体 要求有 自 性 即可,强 腰就 偏 低 , 公 斤 /厘 米 下 , 允填 科 藏 砂 比 为 I 2 0 ~ I 3 0 ; 国 内 焦 家金 矿 的尾 砂 胶 结 克填 料 中灰 砂 比 】 】 0 ,平 均 强 度 8公 斤 / 厘 米 可维持 其 自、 r I , 红透 山 7 3米 中段 六 采 问梓 皿采 过程 中,揭露 侧翼 充填体 积 2 0 0 米 左 钉 ,无坍 塌现 象, 估 汁强 度 也在 】 O公 } /厘米一 F 如 上所述 ,采 间柱对两翼 允填体 强噬取n 太高 如 有的矿 山按 4 o ~5 0公 斤 /厦 米 要求 l 不 能认 为是 合 适 的 ,还 应 进一 步 实践 巾摸 索 , 计 一 般 1 0 2 0公 斤 /厘 米 即 口 r 满 足 自 的要求 斤 / 米 9 8 0 6 6 5 x l 帕 卉 色矿 山一I 9 8 9 4 维普资讯 2 间柱 回采方 法 卉 两 翼 允填 件 何 其 、 I 1 - 趼 矿 f { ] 构筑 隔墙 的 水妙或 r 充填 I . 则n 永 在 得 多,盘 l 透 山 川浅孔 蹦矿浊 j . 果. 』 L l 1 用 J 水 平 分 j £砂 胶 结 宄填 法 采 ; H { VCR 浊 采阳 J 柱 的吲 外 卜加拿 人、濒 人利 亚等 , 目内见 凡 r ] 矿 等 卉两翼 充填体 小能 自 ● . 般 不 允 | 川 f 矿法 或克填法 采问杜 . 侧翼 允填作 的.} 【 十 塌将 造成较大j j |』 失或贫化.更 } 的是 采作、l 够 安 个.似矿 百品f t不高.价优 夫, 日 川 J 』 扪 落 r Ⅱ l 采 如钢 自 j l l 制矿 、 两翼 空区 允填作 为 f . 和 废r 陵矿 H { 分段 】 落法 回采矧挂. 盖 岩 F放矿. 电耙出矿 。该法 J 筒 、效 卒 高 , 采矿 强 度太 .成奉 低; 缺点 是 失 率 高 2 9 ~ 3 1 % , 贫 化 率 大 2 2 ~2 4 % , 1义 如红 透 j 在 两 翼 允填 仲 不能 自 条件 r果 问 杜 . l 5 ~2 0米原 矿 隔 . 以 阻 危填 体 十 塌 , 再 用 浅 孔 上采。 三、 顶底柱 回采 1 .上 向水平分 层充填 法 当某 中段运 输坑道 勿需保 时,运输 水 、 F 以下或 』 部分 的矿{ i t 即顶 底杜 町 m矿 旧 采的最 后分层继 续上采 ,进 行顶底 柱 【 口 J 收 率 法 可利 用 原矿 膀 采 中的 各种工 程 设施 如斜 坡 道 .通 胤 片、 矿 升 .脱 水 设施 等 不 间断 地连 续 上 采, 闪 带 来矿 石 成 本 低 .生 卒 高.损 失率 低等优点 。 需 要 兑明的一是 因顶底柱 系 岩体应 集 } I 区,稳 固一 差,榉体- r 好,虽 町由采 场最终 分层继续 上采 ,但 应 慎重 大 积 L采法 如 不 可 用 . 往 往 J } j 进路 法 回采 。 是 当秉至 与 部牵 克填体 相碑 两水高 时, F矿 隔 r 果作 为永 久 失. 隔离 免填 料防 l 其 卜滑 当然 . 窄脉 和稀 贵金属 彳 T 条件 F . 可用钢 筋 几 l l 假 顺 底 代 替 原 色玎 _ I 】 一1 9 . 4 矿 { . c| i 失 是戏 柱回采顶板情 况 明显 变坏.宴践 中 楸槲 具体‘} 况随时 设点 柱 此类 点柱 非从 矿 房懂柱 起 ,称 “ 无根点柱 。无根 柱对顶板 的 支护作 用有人是怀 疑的 ,通 过红透 山十几年 的实践 已做 出 r肯定的结论 。它之所 以能起 定的支护作 用.是 因为其底部 和四周被 尾砂 胶 结 充填体 紧密包袋, 不仅事 实 上起 到 l『加同点 柱 的作用, 衙且顶板 压力通过 点柱 传递 到允 填 体 并进 行 丫分 散 。虽 然 点 柱 有 定变 形 或破 碎 , 甚 完 仝脱 离顶板 母岩, 只是底 部和周 围 做允填体 包裹 ,这 时在点柱 与顶板断 裂处填A 水楔仍 Ⅱ _ 对顶板起 支护作用 ,实践 证明,其功 能 好 于顶 r和木垛 。 2 分层、分区 分条接顶充填法 如顶底柱 不能随 矿房刨采后 分层 允填泼 J 采,由 J ‘ 时 间和空 间的关系 .矿柱 自身的强 度 和稳 嘣性 降低 ,采用 大 面积 采 斜点 柱 案行 不通.可 改川本 ‘ 案回采 本 案实质 是大 积 分层 充填 法 上采基础 上 划小 “采 单元 分区 、 分条 J ,缩小 回采 高度 分 层 , 如 下 , 将 顶底柱 做 为一 个 , r 采 对 象 , 由 F而 上刻菪 十 分层 .层 高 一般 3米 ; 分 层冉 划 为l廿 l 分 区 视矿岩 稳固性 雨定,2 0 0 ~ 4 0 0米一 分 区再划若 r 分条,按 由远 而 近原则 辫 分层 .分区 、分条接顶 充填 法 示意 图 采各 个分条。 红 透 山 的戏 柱 回采 案 基 本 同 于这 一 类 实施 细 则 是 要 求 原 矿 房 尽 接 顶 党填 , 一 l 5 一 . ■ 维普资讯 然后 由运 输 水平开凿斜 坡道 ,生 矿体 卜斑并附 下盘 拉 切 苍, 再 开分 条进 路‘ 4 , 进路 形 成 后 即可后 退式 回采 分 条 [口 j采宽 度按 顶板 矿 石稳 固情 况而 定 。 如岩 石不好每 次H采 条、然后 接顶克填 。分 条之 间界线 袋装尾砂叠筑 而 成 荇顶板 尚 稳 固,连采两条 后再 进行接 顶克填 。 . 分 区之 间的J t 采 关系可 平行作业 但各 分 区之间的分 条 回采应相 间进 行,不 可 次连 通 。 分层 回采顺序是 自下 而上进行 的 、 当下层 采充 完毕 后 即可转 入上层 ,其斜坡 道及 F龇 切 巷可 采用压 顶传递 方式进行 。 采至 最后分层 与 上 空 区 留 1 , 5 4 2 . 0米 矿 石隔 r阻 挡 充填 体 r 移 。 本 法 矿 石 贫 化 率 可 达5 O % , 损 失 率 2 5 % 四、保安矿柱 回收 过 去 认为留设保安 矿柱是保 护地州 建筑和 地 下 没施 的 比较 可靠 的方 法一 般 不 予 收 , 因而 造成 矿产 资 源暂时 或 永久 地 丢弃 在地 r, 并缩短矿山服务年限和增加了采掘工作的复杂 性及地压 的严 重性。 娃 国 来 各设计研 究部 f J 对 地表沉 陷和建 筑物 保护进行 了大量 的研究工作 , ’ f 1 前 ,煤炭 系统 除 一些复 杂条件下 的矿床 『 采 设 永久保 安矿柱 外,大部分保 安柱都予 回收, 建筑物 和水体 下 1 采 已成 为采矿工作 中的 日常课题 有 色 系统 的保 安矿 柱 回收 工作进 展不大 , 做得较 好能够 提供经 验 的有红透 山矿和 锡矿 山 回 红透 山矿 为竖 井保安矿杜 的回收提供 了先 例 。该 矿 主井位 于 3 0号脉 矿体 I 盘 酉 翼, 保 安 矿柱 是按 7 l J 。角错动 面划 的 , 自-4 0 7米 以 下部分 压矿 超选 一白打口 一 .如按原 殴汁方案 实 施矿山将 很 映关 门 为此 f L 、 多 玎 它让决 定乐 用艘 结充填 法开栗倪 谬f 【 内∞锰 } { 前矿 『 l_ } } ] 一 l 6 尾 砂分层胶结 层 咖上 宠填 法和局部块 段用浅 孔 留 矿 法 共 回 采 柱 内 矿 萤 数 十 玎 吨 . 未 有 异 常 情 况 发 生 。 锡 矿 山矿 务局 为河 床 矿 柱 剜 收 提 供 _『经 验 矿 务局 南矿 区域 内有 一 ‘ 条 0 . O 5 ~4 7米 / 秒 流拦 的 水 岩小河 ,河床 涵洞 j 设 有临时 尾 砂 库l 万 米 ; 河 床 矿 柱 』 r 采 技 术 条件 复 杂 , 矿 柱部 分 矿 体 处 于中 、 西部 崩 落 区分 界 线 ,起 两 区地压 隔离 的作 用。矿 区断 裂构造 发 育 ,完整性 较差 ,矿体 平 均厚 1 2米,倾 角 1 O ~ 2 O度 , 卣接 顶板 为灰 、 页 岩互 层 矿 柱 回 采 区域 走 向 2 5 0米 ,倾 斜 长 2 2 0米, l 9 7 3年 共 采 出 矿 量 9 9 万 吨 。 开 采 方 法 为胶 结 允 填 、 尾 砂 充 填 、 房 柱 法 。 开 采 贫 化 率 为 l 2 2 O %, 损 失 率 1 6 . 6 O %, 回采 能 力 1 3 0 0吨 /月, 经 观 测 地 表 下沉 系 数 0 . 0 3 , 此 推 定 地 表最终 蹙形值 符合国 家Ⅲ级地 表建筑物保 护 标准。 上述 表明,有 色系统矿 山的保安 矿往 回收 r作潜 I ff ] 是 很大 的 , 回收 技 术 是 有‘ 定 基础 的 ; 五、矿柱 回收的其他 问题 1 保安 矿柱的设 计 若矿柱留设是为保护地表建筑,建筑物 几百米深 处,赋存 一急倾斜 窄脉矿 体,矿体 _J t 采后空区发, E 崩落,松散而增大体积的岩f i 即 充 满 空 区,此 时崩 落范 围绝 非 会 危 及地 表 建 筑 。但按传统 方法设计保 安矿柱 ,这 一矿体基 本不 能开采 。又如充填 体的作 用虽不能完 阻 止岩 体移动 ,但 可缩小 其移动规 模,那 么 充填 法和空 场法开 采对地表某被 保护 物的保安 矿柱 应 该是不一 样的等 问题表 明,随着生 产和科研 的 发展,传 统的保安 矿柱设 计方法和 规范峨需 修 定和补克 。 2 、房 、柱 、空区的 时空关 系 这里扩大 一 下, 限予 允填法 如空场法 也目 ’ t h I 9 8 9 . 4 维普资讯 采矿 .宅 达 一定容税带 时因应 力集 中会使 同 岩 裂逢 , 片 仃,矿 房 倒 坦 , 顶 板 大 向 积 “ 落,酿成 地压 活 动f 如大 吉 山、盘 古 山 , 因此 窄 i 墨处理 必颁 及时 。若 卒 区采 用充 填 法处理 , 理论 说法空 区周围岩体 内部应 力转 移到 觅填 体 上, 即原岩应 力解除,此 时采矿柱 时机最 好 H前 常用 的空 区处理 与矿柱崩 落网时进 行 或先 采矿 桂再 崩落 空 区的做 法值得 商 计 房 采和 柱 采的 关 系 为防止 矿 房采 完后 , _ 口 J 采矿柱 不及时造 J 垃矿 损失 ,应提 俏柱 采和 采 同 一中段 内进行. 柱栗落后房 采的 离 姒 影 响房 采 为原 则,这样 可显示 出 许多优 点 矿柱 回收 及时 , 呵利 用 正常 生 J 过 程 叶 1 的 符 l ‘ 系统 ⋯‘ 红 透 山-2 8 7中段一 . 号壁的 【堕 1 采 就 是与 膀采 同刚进 行的。 3 合理 的矿块结构 矿柱 合理 尺 、 I 前 还做不到 用岩件稳 定的 公』 米 汁∞ , 只能依 经验 按类 比法确 定 , 这就有 ”I 限 ’ 和 _ F 限 的 问题。笔 者认为, r { 前的趋辨 表明 顶墟 柱尺 中有 些偏大 ,为 r 日 ] 收 更 多的资源应避‘ 步工作 ,探求 更科 合理 的 尺 寸; 对间 柱 作 永 久损 失的 ,尺 寸越 小越 好 , 一 般 厚 2 3米。荇将 来 回收 的, 尺寸 d - “过 小, 至 少应 厚挺在 8米以上, 便 为将 来回收 E 接 第 2 4页 系统 , 形 成棋盘 式网 路 ,保证 有 足够 的 有效 风 茸 率 8 0 % 以上 。 同 时, 要搞 好 掘进 上 作 面和 回采 采场 的局 部通风。 在实践 中,严格 按 照通风 防坐八 字方 针办 事, 一定要把游 离二 氧化硅降到 2毫 克 /米 以下 2 抓 好砷 毒 防护 工 作 我局 在 砷毒 防护 方 面积 累 了较 多 的 经验 ,但都 局 限 于冶 炼 系 统, 如何将 已经 取得的成 功经验运 用到矿 山 井 下去,心须抓 紧研究实践 3 、切实 加强安 全教 育, 针对康家湾 的地 有 色矿 山一I 9 8 9 4 m .h n髓 工程 的 便 并减 少损 失贫 化创造 条件 4 加 强矿柱 的 回收工作 矿 桂回收 有 很多 难处 ,妇 作业 条件恶 劣 , 劳 功强馊大 效率低 、成本高 、效 益差,枉 - 产 中地f 不 丈重要 等 ,闪此这 项 工作容 蜴被 人 忽 视 , , 矿 柱矿 埔 占玎 拓矿 毋 的 正 常 比耐应 为 1 O 2 0 %,从 l 9 8 5年 有 色总 公 司情 报 网提供 数 据 行, 个别矿 山达 6 0 % ,总公 司 3 1个矿 山 有 3 0 0 0多 玎吨 矿柱 艟未采 , 这是 ~个 巨大 的 隐患 柱 长期积压 空区不能 及时 处理, 引起 地 雎 灾 害, 造 7 垃矿 _ } 1 t 损 失 , 这教 训 够 深 刻 的 l『,铜 售 山 .西林 、大 姚、太 占山,盘 古 山、 锡 矿 山的 例 应引起我们 的 足够 重视 参考资料 f 1 ] 北 色 冶 泄 汁 院 , 矿 L l J L产 能 渊 矗 撤 1 9 8 2 , 1 0 f 2 ] h 色总 公 州采 矿 ‘} 报 闻 , 我 曰 l何色 套 属地 f } H 采 ,空 处理 驶利 用州 报 告 1 9 8 5 .8 } L1 _ 抛 Hf 版 社 . 蠼 矿 舒 与地 表 移 动 ≥ 1 9 8】年 【 4 J 北 2 - 。。 院 ,兜填 体 强 窿 。 1 9 8 4 , 6 向 雄 资料 . 质特 点, 认真 教育和搞 好个 人防护 ,确保职工 身心 健 康 。 4 ,做 好 医疗 保健 工作 。 健全 职业病 防护 体 系, 建立 职 工艟 康状 况档 案 , 定 期 检 查身 体,确 疗养制度,开展髓访工作,搞好信息 交 流 ,摸 索 防尘 防毒 的新 经 验 , 为振 必水 口 山, J f 发康 家湾提供 可靠的后 勤保证。 另外,康家湾是一个大型铅锌金矿床,矿 区 全部 为硫 化矿 石, 含硫 量 不低,是否存在硝 铵类 炸药 自爆 的危害 ,亦 有待进一 步研 究 。 一 一l 7 维普资讯