低分段废石充填法回采破碎薄矿体的实践.pdf

，低分段废石充填法回采破碎薄矿体弓罗山金矿邦家余昊洋李德秀 -●●●_-__一招远黄金公司昊彦 √ 【摘要】根据罗山金矿5 2 球矿 E ，节理裂陈美育．开采技术每件复杂的特点，战功地应用珉 rt 最分段倾斜工作面虞石充填法回采醢碎薄矿体，递垃对渡秉矿方案的介绍，阐述了甚结构，回果与充堙工艺、秉职的技术措施及取得的主要技术签济指标。，，一，，关键词低分段埋盟三芷亘，鏖互堡竺翌竺竺，．／ j j t ／／随着采矿事业的发展，充填采矿法已不脉、黄铁矿石英脉，其次为黄铁绢英岩，其再是效率低的采矿法。由于机械化作业程度中以石英黄铁矿脉含金品位较高。矿脉受成越来越高，加之充填采矿法具有能够控制围矿期和成矿后的断层扭压作用，水平节理发岩移动和减少贫化之优点，并能适合深部开育，属于中等稳固。矿脉上盘为闪长玢岩、采和有利于多中段作业，因而国内外应用充煌斑岩，内部节理发育，近矿部分不稳定到填法的比重日益俱增，尤其对开采黄金、有中等稳定。下盘围岩好于上盘围岩，但近矿色金属等矿山更有其独特的优点。围岩被扭成破碎带，亦不稳固。充填法基本上分两类一类是以选矿厂试验地段位于 4 - 2 2 0 ～ 4-2 6 0 m之间，长尾砂为主的尾砂胶结充填或尾砂充填，或称 1 0 3 m，高4 0 m，矿石平均厚度2 ． 6 3 m，平均为湿式充填}另一类是以废石为主的废石充品位 9 ． 6 2 g ／ t，矿石量 2 7 0 8 g t ，金属量填，或称干式充填。湿式充填需具备充填 2 6 0 ． 5 9 6 k g ，见图 1 。开冀， 2采矿方法试验方案要求初期投资高，设施及管理也比较复杂，一不一定所有的开采矿山都具备充填站的条低分段倾斜工作面废石充填法方案采场件。干式充填虽然是几十年来应用的手段，结构见图2 。矿块沿走向布置，矿块长 1 0 3 m，但至今仍具有生命力，例如分层充填、嗣后矿块高等于阶段高，R 3 0 m，宽等于矿体乎充填、削壁充填等，尤其是低分段倾斜工作均厚度，2 ． 6 3 m，低分段高4 ～6 m ，每个回面废石充填法，灵活性大，既不需要太大的采分闯长2 ～3 m 根据围岩稳定程度而定。投资，叉不需要复杂的设施和管理。采用 9 6 5 5 型凿岩机打上向孔和水平孔，一 s z 脉的地质概况蚕筹 5 2 ‘ 脉位于罗山金矿三矿区二号坑口，矿充填。脉走向北东东7 0 8 0 ，倾向南东，倾角7 5 ～人行、通风井布置在下盘脉外，充填井 8 O 。，矿体厚度0 ． 8 ～3 ． 1 6 m。矿脉赋存在破布置在矿体下盘，沿走向等间距布置两条，头青断裂掏造带中，矿脉沿走向愤向呈波状由联络巷与采场连通，采场两端及中间布置变化，脉幅膨缩、尖灭再现明显，分支复合 3条溜矿井，钢溜井结构，由穿脉巷与运输普遍。组成矿脉的岩性主要为石英黄铁矿巷连通。低分段震石充填值回采磕碎薄悼譬战揶露泉 f 邮编 5 4 u 6 J 维普资讯 “W J O m R ‘ c w 6 芒二囊三兰二．兜二．二 L二 ■ ．．一弋囝1 低分段倾斜Ⅲ [ 作谢废“充填法试验采场 | --W l 0 脉搏秃并； 2 --2 8 0 m运输平巷 3 0 o 0 采场克壤井 4 一W8 脉补无井 j 一5 2 O 5 秉焉充填井 6 一W B 咏外天井；7 一天荇联络巷．8 一渔艇土假底；9 一采硒莉路溜井 I ～ Fr 一～⋯⋯ 一～～研一 ⋯一1 一目 i j j 、写一． { 『， { 一 ⋯董刮 - 。。’ ‘’ } 最乏 l 6 0 ～ 9 0 m - j 翻2 低分段倾斜工作面废石充填法结构图 3 采场准备工作 3． 1 采场结构及其参数由于5 2 ’ 脉矿体厚度为O ． 8 ～3 ． 1 6 J n ，届于薄矿体开采，周此沿走向每 1 0 3 m划一十采场，回采高度为中段高度，即2 2 0 m 2 6 0 m中段低分段的高度及回采分间长度主要是根据矿岩的稳固程度而定。低分段高度 {～6 m，回采分阚长度2 ～3 m。采场无任啊矿柱。 3 ． 2 采准方式及工程布置 3 ． 2 ． 1 采准方式由于矿体的下盘围岩好于上盘围岩．上盘近矿部分有O ． 5 ～1 m不等的破碎蚀变带。因此，采准方式采用下盘围岩脉外采准方式，通过联络道把脉外天井与采场连通。 3 ． 2 ． 2 采准工程布置行通风井、充填井均布置在脉外下盘，倾角与矿体倾角一致，以便减少采准工程，距矿体边界 d ～6 m不等，匆置在下盘的有色矿山 l 9 7 ． 4 维普资讯花岗岩中，拉底巷道为沿脉巷道，溜矿井为巾 1 m的顺路钢溜井，其规格见夜 1。襄1 5 2 0 5 采场和5 2 0 6 采场采切工程量明细袭二名数 Ⅲ _ 陡慧中最运输巷 t t 0 3 - 0 3 2 ． 2x 2 ． 3 泉埒人行夭井 3 4 3 l 2 9 2 ． 5 j ．人行天井联络替 I 5 0 ～T 4 I ． 5 x1 ． 0 噪场亮填井 2 4 0 8 2 ． 5 I ． 8 充填井培营 8 ～6 3 9】． 8I ． B 留割平营 j i 0 3 j 0 3 22 ． 5 奇计 5 B 3 ． 3 混凝土底板的施二【为了保证下中段回采的安全和顺利进行，在 2 2 0 m中段底板水平，形成人工混凝土底板，其作用主要是阻止 2 2 0 m中段采场充填料落入下部中段坷采的采场中，其次对围岩维护起到辅助作用。混凝底板的施工采用一次捣固浇涟法。首先在采场拉底水平按设计的钢筋及其网度加工成一定的网，与此同时，用7 6 5 5 型凿岩机在拉底水平上沿矿脉走向向上下盘圈岩打锚秆孔，孔径 4 0 ram，锚秆间距 1 ～ 1 ． 2 m，孔深I ． 6 ～2 m，用人工将楔缝式锚秆推入孔内，孔内再用注浆器注满水泥砂浆，用电焊把钢筋网与安装好的锚杆焊接起来。底板铺5 ～I O c m掘进废石，钢筋网距底板的废石垫层I O ～1 5 c m，中间略高于两边，这样拉底_水平铺满钢筋网，准备浇注。混凝士配比为水泥砂石子 1 2 4 ．主筋 1 6 mm，垂直矿休走向布置；副筋 l O mm，沿矿体走向布置；水泥为4 2 5 ，混凝士标 2 0 0 厚0 ． 8 m。 4 回采工艺采场圊采顺序自上而 F，从中间向两端推进，见图 1 。中间两个充填井各担负着 5 0 m 果场充填料的下放任务。首先，按不同标高的充填联络巷和人行通风井联络巷，将矿体在垂直方向上划分为若干个低分段，低分段长度等于矿体陆度，低丹段高度出下而上是4 m和5 m，然后从中间 1 克填井处分别沿低分段向东西两端划分若干个回采分间，回采分间长2 ～3 m，回采工作首先从1 充填井附近的回采分间开始，向两侧逐一回采推进，直至采完第一分段，然后再从1 充填井附近的回采分间开始，采第二个低分段，接着第三个⋯⋯直至采完最后一个低分段。回采工艺包括[ 玎 ] 采立槽的形成和回采分问的回采工艺。 4 ． 1 回栗立槽的形成在第一分段回采时，首先形成回采立槽即首先在1 充填井附近矿休内由拉底巷水平向上采用无井爆破法一次形成一个 2 ． 5 m x 矿体宽，高度等于低分段高度 4 m 的小立槽，并与上面联络巷贯通，以便充填料从此联络巷放至采场，如图 1所示。 4 ． 2 回采分闯的回采工艺回采分间的回采工艺主要有凿岩、爆破、通风、运搬、充填，即完成一个圊采循环。 4 ． 2 ． 1 凿岩当回采立槽形成后，用7 6 5 5 凿岩机打上向孔，炮孔前倾7 0 7 5 。，上向平行孔每次 2～ 3排，排间距 W 1 ． 1 ～ 1 ． 3 m，孔闻距 a 1 ～1 ． 2 m，每排为 2～ 3孔，一般 2孔，视矿体的厚度而定。每个孔深L2 ～2 ． 2 m，当上向孔打完后，在上一个低分段的底板充填体上打水平孔，炮孔参数同上向孔怛水平孔与上向孔的孔底距离应为 1 ． 2 ii l 左有。炮孔排列为交错式，边孔距矿岩界限 0 ． 2 ～0 ． 4 m，即距上盘边孔0 ． 3 ～0 ． 4 m，下盘 0 ． 2 ～O ． 3 m，见图3 。每个圊采分阔一般 1 O 个孔。总长约2 2 m。 4 ． 2 ． 2 爆破上向和水平方向两组炮孔一次装药起爆。炸药为2 岩石炸药，装药结构为柱状连续装药，装药系数0 ． 8 ，非电导爆管起爆，艇分氍班石充琏往回采酸碎薄矿悻的穿姨部窜泉螭 5 0 曲一 3～一维普资讯 4 圈3 炮孔布置圉 l 一水平炮孔 2 一上向炮孔；3 一竞填巷一逗搬东 _甲；5 一矿体序为中间孔，下盘孔，上盘孔。经实际测定，大块率小于 1％，粉矿不明显，块度适中。每次落矿量不等．平均4 3 t 4 ． 2 ． 3 采场通风采场通风靠自然负压进行。新鲜风流从人行井由联络巷进入采场，通过工作面后，污风由充填井返回上中段回风大巷。实际工作中，爆破2 0 3 0 分钟后，即町进入采场作业。 4 ． 2 ． 4 采场运搬采场运搬主要采用 Z J P 一 7 ． 5 k W 电耙耙运矿石和充填废石。为减少损失，运搬前在充填料上铺好选厂的废胶带，胶带搭接 2 0 c m，胶带两侧靠上下盘位置可用小块帆布垫好，沿走向方向胶带间搭接方向是顺电耙大回程方向。运搬过程中辅以人工将耙道两例的矿石耙入耙道。由于充填体在作业面处里斜面堆积体，坡面角4 0 4 1 ，在落矿前坡面上又铺了废胶带，所以耙矿中矿石自然滑落在电耙道承乎上，不需人工上爆堆上处理。采场内每班耙运矿石 3 5 5 0 t ，最大6 9 t ，平均为 4 3 t ／班。矿石耙入钢溜井后装入 0 ． 5 5 m 的矿车中运走。 4 ． 2 ． 5 采场充填充填前必须将废胶带垫层收拾起来，卷好放在安全处，将电耙绞车安装在充填井联络巷道日后面的采场处，并固定好，滑轮安装在矿石掌子面处，然后耙头反向，用尾绳拉耙头到作业面，再由主绳将耙头拉回绞车处。这样将废石从充填井联络道口处耙运至作业面，按其自然坡面角堆成倾斜坡面，当坡面至眉线的距离为0 ． 6 m左右时，停止充填。为了使充填体上部平整，由人工略加整平即可。由于回采分问大小不等，充填量也不等，每班充填量2 4 m 左右。充填料来源于上部各中段的掘进废石和老采空区中的废石，充填料用矿车运至充填井，经充填井联络巷自流到采场。 5 影响充填体坡面角的因素松散充填料充入采场后，由于受重力和散体颗粒间摩擦力等因素的作甩，在工作面形成自流坡面，此坡面与水平面的夹角为坡面角。充填体坡面角影响回采分间和项板矿岩暴露面积，关系到采场安全。当充填体坡面角大时，项板矿岩暴褥面积小}充填体坡面角小时，则顶板矿岩暴露面积大，见图4 。因此充填体坡面角大有利于采场安全。根据研究表明，影响充填体坡面角的因素与充填料的块度、湿度、岩性有关经现场测定，该矿区废石主要由花岗岩组成，块度为 1 O 0 3 5 0 mm的废石占 7 6 ％，块度大于 3 5 O mm的废石小于 4 ． 6％。湿度平均为 5 ． 6 9 ％，虚石充填体坡面角平均为蛐。图4 充填体坡面角与围岩暴露面积的关系有色矿 L l 9 9 7 ． 4 维普资讯 6 顶板维护与矿石损失贫化管理的技术措施顶板维护与矿石损失贫化管理的技术措施如下 1 如图 4所示，回采分问的顼板围岩暴露面积和前次未充填的三角形面积之和不大于 2 0 m 。为此，每次凿岩就要控制好排距，一般回采分间长度控制到2 m 左右，视矿岩的稳定性来增减回采分间长度，并严格控制顶板矿岩的暴露面积} 2强化矿石运搬与充填速度，减少顶板暴露时间， 3采用控制爆破技术台理确定凿岩爆破参数，减少对围岩的破坏。边孔距矿岩界面不得低于0 ． 2 ～0 ． 4 ； 4加强两盘围岩的维护，局部地段采用水泥卷锚杆支护，以减少围岩片落造成的二次贫化， 5严格控制采幅，加强采场运搬的管理，充分回收粉矿。 7 主要技术经济指标经过大量实际资料的整理与计算，主要的技术经济指标及采矿直接成本构成的情况详见表 2、表 3。表2 主要技术经济指标项目指标地质矿量，t 2 T 0 8 9 地质品位，g ／ t 9 ． B 2 采咄矿量，t 3 O T 出矿品位，g ／ t 8 ． 2 7 采场生产能力，t ／ d 4 3 矿石损戋率．嘶 2 ． 4 3 矿石贫化率，嘶 I 4 ． 0 3 掌子面工按 5 ． 3 4 t ／工班黑切比，m／ kt 2 0 ， 2 3 表3 采矿直接成本元／ t l 1 人工资 3 ． 9 3 钎子钢0 ． 1 1 动力费 1 ． 1 5 辅扦 0 ． 4 辅助材料贽 2 ． 4 亮填0 ． 8 0 苒中炸药 0 ． E 6 其他 0 ． 6 2 雷管 O ． O 3 合计采矿直接成奉T ． 5 6 台金片D ． 1 2 8 结语 1 低分段倾斜工作面废石充填法与传统的水平分层干式充填法比较，其结构合理，生产安全，采场生产能力高I与分层尾砂充填法相比，解决了远离选厂的采场充填料来源问题， 2低分段倾斜工作面废石充填法回采破碎薄矿体，采用回采分间，随采随充的方式，使采空区暴露面积小，暴露时间短，生产安全，减少了采场围岩加固工作量} 3回采中采用了控制爆破技术，减少了应力波对围岩的破坏，有效地减少了围岩的片帮、塌落} 4采场实现了无矿柱，大采场化，提高了矿石回收率，降低了贫化率，合理回收矿产资源} 5采场的底部结构采用平底式人工钢筋混凝土假底，取代了矿柱，多回收矿石，为矿山企业带来了可观的经济效益} 6该采矿法的实践是成功的，取得了理想的技术经济指标，为远离选厂采用尾砂充填料的破碎薄矿体的开采提供了有效可靠的回采技术。氍付段菠石充填谣回采破碎薄矿体的寓战酃家泉邮编2 6 H0 6 维普资讯