大庄子金矿采空区充填方法研究.pdf

第 2期 2 0 01年 2月 黄金 coU 第 2 2卷 l 9 大庄子金矿采空区充填方法研究 何 淑 君徐 明 星 山东省平度市大庄子金矿 n商 要 】 文中叙述了大庄子金矿井下采空区充填工艺， 介绍 了充填过程 中的技术措 施 ， 并提 出了进一步改进设想。 关键词务级尾砂肢结充填尾砂充填充填料充填体 中图分类号T D 8 5 3 ． 3 4 文献标识码 B 1 概况 大庄子 金矿是 山东 省平度市新 建的黄 金矿 山企 业 ， 年 产金超 过 3 1 2 ． 5 k g 。矿 山首先 采 用 露 天 开采 ， 现 露天 开 采 结 束 已转 入 地 下 开采 ， 采 场 生 产 能 力 2 0 0 t ／ d 。 耳前井 下 已经 形 成 三个 生 产 中段 ， 标 高 为 一 3 0 m、 一5 5 m、 一8 0 m 。矿体为 缓倾斜 平均 倾角 2 O 。 中厚至 厚 矿体 ， 平 均 品位 6 ． 4 1 g ／ t 。矿 山位 于平 原 地 区 ． 地 表 标 商 为 2 8 m， 地 表 为 良田 ， 不允 许 陷 落 ， 采 空 区应 及时充 填 。为 了选择 合理的采 矿方法 ， 经 济有效 地开采 矿 产 资 源 ， 在 露天 开 采转 入 井下 开 采 初期 ， 大庄 子金矿与 长沙矿 山研究 院协作 ， 共 同开 牧稿 日期2 o o o 一0 9 1 l 何毂君 山东省平虚市大庄子金矿2 6 6 7 1 5 展了大庄 子金 矿采矿 方法试验 研究 工作 。通过采 矿 方法方案论 证 ． 试 验采 矿方法为 矿房 、 矿柱 两步骤 回 采 嗣后充 填法 。第 一 步骤 回采 矿 柱 ， 回 采宽 5 m， 采 空 区嗣后分 级 尾砂 胶 结充 填 。第 二步 骤 回采 矿房 ， 回采 宽 8 m， 采 空 区嗣后 尾 砂 充填 不 胶结 ， 采 场 长 度方向为矿体倾斜方向。由于矿体埋藏浅 ， 充填料 输 送落差小 ， 充 填井 下三 中段与二 中段 之 间的采场 ， 输 送落差 只有 8 3 m， 充填 二 中段 与一 中段 之 间 的采 场落差仅 5 8 m， 实 现 如此低 落差 的采 场 充填 在 国 内 外实属罕见。因此 ， 充填技术难度大 ， 充填工艺是采 矿 方法试验研 究成 败的关 键。 2 充填站和充填 系统 2 ． 1 充填站 表 4 矿房】 页 板 、 左侧壁中部位移计算结果 注 一水平位移； y 一垂值位移 5 结语 此项研究成果已得到应用， 经过多年的生产实 践证 明 ， 本文 的分析及 结论是 正确 的。 通过此 项研 究可 以看 出， 若 矿房倾 角不 小于 参考文献 7 0 ， 矿房就不会发生大规模 的垮塌， 但 考虑到充填 l 霍克。 布朗 ． 岩石地下工程 ． 北京 冶金工业出版社 工艺的简化， 我们认为将矿房倾角定为 7 O 。 最为台 1 9 8 5 3 7 5 3 适。这样， 可以在保证矿房稳定 通过有效支护 的 2 于学馥 - 地下工程围岩稳定性分析 一 北京 煤碳工业出 前提下 ， 最大限度的简化充填工艺、 降低充填成本 。 版杜， 1 9 8 3 3 1 0 3 5 0 - 编辑 崔岱 Effe c t o f d i p a n g l e O i l s t a bi l i t y o f i n c l i n e d s t o pe i n C a n z h u a ng Go l d M i n e An Ra n e t B 1 ． B a o t o uI n s t i t u t e o fI r o n a r m S t e e l e t a 1 ． A b s t r a c t 1 h e e ff e c td d i p a n e 0 nt h e t a b i t i t y o fi n d i n e dt s t o p em B B n B 1 刊h y n u m e r i c a l s l mu | a t ．o nm e t h o d Ca n z h u a n g C o l d Mi n e． e o p t i ma l d i p a n e o f t h e i n c l i n e d s t o p e wa s f o u n d o u t ． Ke y v mr d i n c l i n e d s t o p e； n u me ri c a l s i mu l a t i o n； a n a l y s i s 0 f s t a b i l i t y 维普资讯 2 O 黄金 矿 山地表 建有 充 填 站 ， 采 用 分级 尾砂 作 为充 填 骨 料 ， 胶凝 材料为 4 2 5 散装普 通硅 酸盐 水 泥。充 填 站建 有 2个 5 0 0 立 式砂 仓及 2 个 8 O t 水 泥仓 ， 具有 二 套 充填系统 。其 中 ， ～套 工作 ， 一 套轮 换备用 。尾 砂 、 水泥 与水 在搅拌桶 搅拌 ， 制备后 的充填砂 浆通过 管道 自流输送至井下栗空区充填， 充填灰砂配 比可 进行 调 节 ， 可实 施胶结 充填 ， 亦可实施 不胶结 的尾砂 充填 ， 充 填能力 为 帅 ／ h ， 充填 浓度可达 7 O ％。 2 ． 2 充填管道敷设及充填系统 原 充填 系统 设计 中 ， 从地 表 充填 站 至井 下各 中 段 ， 充 填 管道为永 久性耐磨 晦 瓷复台 管 ， 各 中段从 充 填井接 临 时分支 塑料管进 入采 场充填 。因露天 坑现 变为尾砂库 ， 位于露天坑底 9 m平台的充填井人 口 位置将 随堆 积尾砂 的高度 而不断 变化 。为 了便于施 工安装 ， 减少初期投资， 尽快满足生产需要 ， 从宽填 站至井 口部分 不 宜敷 设 永 久性 充填 瞥。 因此 ， 在 实 际生产过 程 中 ． 从 充填 站 至井 下 充填 采 空 区全 部采 用直径 为 1 0 1 ． 6 m m 4英 寸 临 时塑 料 管 ， 管道 敷 设 就地 设 置 ． 管道设置不 允许 出现“ u ” 形 ， 管 道转 弯半 径太于 2 m， 管道接头采用哈夫快速连接。充填系统 见 圈 1 。 图 1 充填 系统 示意圄 ～ 尾 砂分级机2 一秒仓3 一柬铌仓4 一搅拌槽5 一瓣 斗 充填系 统 作 业程 序是 选 厂排 出的 尾砂 进 入砂 仓顶部的尾砂分级机进 行分级，3 2 5目尾砂进入 立式砂仓； 一3 2 5耳尾砂排人尾砂 库， 分级尾 砂、 水 泥通过给料 装置 进 入搅 拌 桶 与水 搅 拌后 ， 再 通 过 管 道 自流输 送至井 下采空 区充填 。 3 充填滤水设施 3 ． 1 充填滤 水挡墙 的设置 栗 空 区充填前 ． 应 将待 充填 区各通道 口用挡 板 、 挡墙 封闭 ， 并 能 滤 水 ， 溜井 口用木 板 封 闭 ， 将 厚 5 c m 木板铺 在溜井格 筛上 ， 在木板 上铺 2层麻袋 布 ， 并用 木条 、 钉子 将麻袋 布钉 牢 。巷道 口挡 墙 设 置见 图 2 。 用直径 2 0 0 ra m 圆木 作 立 柱 。 立 柱 应 嵌 入 岩石 中 ， 不 能滑动 ， 在挡墙 外侧加强 立 柱 ； 在 档墙 内侧钉 上 5 e m 厚 木板 ， 在木板上敷 上 2层 麻袋 布 ， 用木条 和钉 子 钉 牢麻袋布 。 固 2 滤水 挡墙 设置示意 图 3 ． 2 滤 水管 制作与 安装 采空 区 充填 时 ， 滤 水 高度 只有 滤 水 挡墙 的 高度 2 m左 右 ， 而 充 填高 度 有 2 5 m， 如 果考 虑 分 段 巷 道 的滤 水挡 墙 的 滤 水 效 果 ， 要 求 滤 水 高 度 也有 l o re 为 了防止水 泥离析 ， 保证胶结 充填 体 的强 度和质 量 ， 特别是 胶结充 填时 应设 置滤 水设施 。因矿 体为缓 倾 斜中厚 至厚矿 体 ， 采 空 区 充填 不 便于 架 设 滤 水井 滤 水 ， 所 以 ． 滤水设 施 用滤 水 管 ， 滤 水管 沿 栗 场全 长 设 置 ， 见 图 3 。滤 水管下 端位 于采 场最 下 端 ， 出 口在 挡 墙 之外 ； 滤水 瞥上端位 于采场充 填接 顶处最 上端 ， 滤 水管矿 山 自行 制作 。 4 充填参数 充填 站 制备浆 液浓 度 可选 7 0 ％ ， 因充 填落 差不 大 ， 充 填料浆 输 送浓 度不 宜 太 浓 ． 同时 考 虑 用 水量 ． 井下排 水量 以及对 充 填体 强 度 的影 响 园素 ， 浓度 亦 不宜 太 稀 。 实 验 证 明 ． 选 择 充 填 料 浆 输 送 浓 度 为 6 o ％ ～6 5 ％为宜 。 采用 3 2 5目分 级 尾砂 作 充 填 骨 料 ； 胶 凝 材 料 维普资讯 第 2 2卷2 0 0 1年第 2期 2 l 用 4 2 5 散装普通 硅 酸盐水 泥 ； 充 填料 制 备用水 为矿 山生 产用水 。 图 3 采场 充填 图 l 一 克填营2 一 滤水 管3 一克填体4 一挡板5 一 挡墙 胶 结充填 体应 有一 定强度 ， 并 能充分 自立 ， 保 证 第二步 骤回采 的安 全 ， 胶 结充 填 体必 须 能支 撑 顶 板 围岩 ， 起 人工矿 拄作 用 ， 要求胶 结充填 体试 块 2 8 d单 轴抗 压强 度达 1 ～2 MP a ， 根据 充 填 体试 块 强 度 试 验 结果 ， 设 计胶结 充填灰 砂 比为 1 8 。 5 采 场充填 5 ． 1 胶结 充填 盘区第一步骤回采的空区用尾砂胶结充填 ， 充 填前 ， 待充空区各通道 井 、 巷 用挡板、 挡墙封闭， 并 安 装好 滤水 管 ， 从 采 场 上部充 填 口充人 分 级尾 砂 胶 结充填料。第一 次充填 2 h ， 即停止充填， 待 2 4 h以 后再进 行 第 二 次 充 填 ， 以 后 每 日充 填 8 h 每 日 1 班 。胶结充填 每次充 填后应 用清水 清洗充填管。 洗 管水 通过充 填上部 的三 岔管排 在充填采场 外 。 5 ． 2 尾 砂充填 为 了减 少尾砂充填 料对 充填挡墙 的压力 以及便 于 以后 回收顶 柱 、 底 柱 ， 保 证充 填 安 全 ， 尾 砂 充填 空 区 第二步 骤 回采空 区 第 一 次充填 用胶 结 充填 3 h ， 灰砂比为 1 2 0 ， 待 2 4 h 后再进行尾砂充填， 尾砂充填 每 日充填 1班 。 5 ． 3 充填 接顶 充填料 流动堆 积坡度 为 3 5 。 ， 大庄 子金矿矿 体 倾 角 以及采 空区 顶板倾斜一 般均 大于 l 0 。 ， 实行从 下 至上推 进 的 充填 方 式 ， 空 区充 填 一般 能 自然 接顶 。 顶板局 部倾斜 小于 5 。 的地方 ． 回采 时适 当 回采 顶板 贫矿 保 持顶板倾 角 大 于 5 。 。因 充 填管 下 放 口位 置 位于充填 区最 高处 ， 所 以 ， 便于 最终 充填接 顶 。试验 盘区做到 了采空 区完全充 填接 顶 。 5 ． 4 充填效 果 生产实践 表 明， 大庄子 金矿 充填效 果 良好 ． 从第 二步骤 回采 揭露 的情 况看 ， 胶结充 填体 完整性好 、 强 度高 、 稳 定性好 ， 能 充分 自立 ， 充 填 体 垮落 造 成 的贫 化率 小于 2 ％ ， 保 证 了第 二 步骤 回采 的 安全 顺 利 进 行 。 大 庄子金矿 采矿方 法及 相应充 填工艺 的试验成 功 ， 获得 了很好 的 经济 效 益 和社会 效益 。如 果 采 用 常规 房柱采矿 法 开采 不 充 填或 嗣 后尾 砂 充 填 ． 总 回 收率 只能 达到 7 0 ％， 每 年 需 要大 量 费 用来 征地 和构 筑堤 坝来存放 尾 砂 。而所 试 验 的采 矿 方 法 ， 做到 了 采场 基车无矿 石损失 ， 盘区 顶底 部矿柱 回采后 ． 盘 区 总回收率 达 9 2 ％ ， 贫 化 率 为 8 ％。5 0 ％ 以上 的尾 砂 被充 填到 井 下 采 空 区 ， 大 大 缓 解 了尾 砂 库 的压 力。 仅 提高 回收率 一项 ， 每 年可减 少资 源损 失 1 ． 8 6万 t ， 该 部分资 源可得 利润 5 0 0万元 以上 。 6 结论 1 大庄子金矿充填工艺取得 了巨大的成果， 对 采矿 方法试验 的成 功具有 重大意 义 。实行第一 步骤 回采 嗣后 胶结 充填 ． 第二步骤 回采 嗣后尾 砂充 填 的 采矿方 法适合 大庄子 金矿 的生 产实 际 。 2 矿房 矿柱 均实现 回采后 嗣后一 次连 续充 填 ， 充填能 力大 ， 采 充之 间相互影 响小 ， 整 个盘 区生产 能 力大 ． 工 艺简单 ， 便于生 产管理 。 3 矿 山应 尽 快 开展 地 压 及地 压 维护 方 面的项 目研究 ， 以及 胶结 充填 体承压与稳 固性 研究 ， 确定更 台 理的矿房 、 矿柱 尺寸结 构参数 ， 尽可 能减 少胶结充 填 比例 ， 降 低胶 结 充 填水 泥 用 量 ， 增 加 尾 砂 充 填 比 例， 降低充 填成车 。 4 开展 充 填 滤水 措 施 试验 研 究 ， 改 善 滤 水 效 果 ， 盘区第二步 骤 回采实行 垒尾砂 充填是 可 能的 ， 可 将选 厂尾砂直接 排 人 采场 充 填 ， 将 大大 简化 充 填 工 艺 ， 降低充填成 本 。 5 目前只在离充 填 井 较近 的三 中段 的 3 0 2 0盘 区进行 了充填试 验 ， 而 离充 填 井 较远 ， 充填 倍 线 大 ， 以及一 、 二 中段充 填料输 送 高度落差 小的 盘 区， 充 填 难度大 ， 应 考虑充 填料 加压输 送措施 。 6 大庄 子金矿充 填 工艺 的试验成 功 ， 对 类似 矿 床 开采积 累 了经验 ， 也 为采矿 技术发展 作 出 了贡 献。 编辑 崔岱 维普资讯 第 2 2卷 2 2 黄金 G0L D 第 2期 2 0 0 1年 2月 螺旋 掏槽在沂南金矿巷道掘进 中的应 用 陈贵亮胡贵增 山东 黄金集 团有 限公 司沂南金 矿 【 摘要】 沂南垒矿在较 坚硬的Ar -层 中掘进巷道时， 采 用螺旋掏槽替代传统的桶 形掏槽， 可改善爆破效果 ， 提 高爆破效率， 降低材料单耗 。 关键词 螺旋掏 槽巷 道掘进爆破 参数 中圈分类 号T D 2 6 3 ． 2 文献标 识码 B 1 概述 沂南金矿大多为矽卡岩型矿床， 其围岩主要为 较坚 硬的大理 岩 、 闲长岩 和闪长玢岩 ， 岩石 普 氏硬度 系数为 f1 0～1 5 。在巷 道掘 进 中， 以前 一直 采 用 桶 形掏槽 方式 。这种 掏槽方式 ， 掘进爆破 效率 低 ． 一 般 为 7 O％ 一7 5 ％。 为 了改善爆破 效果 ， 提高爆破 效率 ， 我 们采用 螺 旋掏槽法来代替传统的桶形掏槽法． 取得 了较好的 效 果。 2 螺旋形掏槽的扩槽原理 螺旋形掏槽 ， 实 质上是 由桶形掏槽 发展 而来 的。 其 特点是 各装药 眼 至 空眼 的距 离依 次增 加 ， 呈 螺 旋 线 布置 ， 由近至 远依 次 起爆 ， 充分 利 用爆 破 自由面 。 扩大掏槽 效果 。其 掏槽 原理见 图 1 所示 。 3 螺旋形掏槽凿岩爆破参数 3 ． 1 掏槽 眼眼距 的确定 在螺旋 形 掏槽 中 ， 各 装药 眼 与空 眼之 间 的距离 可根 据炮眼直 径 d来 确 定 。根 据岩 石 的坚 硬 程度 。 一 般 按下列 公式确 定 l 1 1 ． 8 d ； 2 2～3 ． 5 d ； 日 2 0 0 00 92 8 睬贵亮 山衷省祈南县祈南金矿2 7 ∞1 7 ％ 33 ． 5 d 4～5 ． 5 d 圈 1 螺 旋形 掏槽原理 示意 圈 沂 南金矿岩 石 硬 度 系 数 为 ，1 0～1 5 ， 炮 眼直 径 d4 0 4 5 n u n ， 根据 以上 经验 公 式 ， 并 经反 复 实 验 ， 霾们 选取 1 7 0 ra m； 1 3 0 ra m； 码 1 8 0 n u n ； 4 3 0 0 r a m较 为 台 理 。如 遇 特别 坚 硬 难 爆 破 的 岩 石 时 ， 可增加 2 个空 眼 ， 见图 2所 示 虚线 表示空 眼 。 3 ． 2 周边 眼布置 周边 眼布 置在 距 开 挖 断 面 0 ． 2 m 左 右 ， 周 边 眼 眼底要 朝巷道 轮 廓线 方 向倾 斜 ， 周 边 眼眼 距 为 0 ． 8 ～ 1 ． O m。辅 助 眼 均 匀地 排 列 在 掏 槽 眼 与周 边 眼 范 围 内， 钻 眼方向垂直 于巷 道开挖 面。 S t u d y O l I f fl l i ng me t h o d o f mi n e d- o u t a r e a o f Da z h u a n g , i Go l d M i n e H e s h u j u n ， X u Mi n i n g D a z A u a n g z i G o l dMi n e o fP i n g d u C i t y Ab s l r a c t - T h e t e c h n i c a l n I e a s u l e s o f t h e fil l i n g o f m a n e d o u t K l lB ．e mp l o y e d i n Da z h u a n g z i Go l d Mi n e w e r e i n t ro d u e e d ma d n a s s u mp t i o n t o i mp r o v e i t f u r t h e r p u t f o r wa r d． K e y w o r d s i z e d t a i l i n g ； c o n s o l i d a t e d f i l l ； fi l l i n g b y t a i l i n g ； fi l l i n g m a t e r i a l ； fi l l i n g b o d y 维普资讯