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金川矿区充填钻孔的应用经验与体会 l 1 一 J 弓 金 川 有 色 金 属 公 司 梅 维 岑 胶结充填采矿是金川二矿区目前唯一的 根本的采矿方法。充填细砂料浆是靠自流输 送。管道自流输送技术是7 0 年代由国外引进 的。二矿区的管遘 自流输 送 曾获国家科技 进 步一等奖。金川矿区的充填设施，料浆制备 的自动化程度、充填规模和充填技术等方面 都处于国内领先水平。1 9 8 3 年投产 以来，累 计 出矿量 9 9 9 ． 4 万t ，充 填量 达3 2 1 万 m。 。 1 9 8 7 年出矿量突破百万t 大关后， 每年 仍 以十几万 t 的速度 递增 ，出矿量居 高 不 下，一 个重要 的原因是狠抓充填系统的完善和充填技术， 做到采充平衡，使矿 山生产处 于 主 动 的地 位 。 1 二矿 区的充填系统 二矿区开采 范 围主要 是西 部l ‘ 和东部2 ‘ 矿体。 由于 沿走 向 自西 向东数公里，故分 别 在1 6 行和3 6 行各建 充 填搅 拌站形成东 ，西 部 互相独立 的充 填 系统 。设 计西部平均充 填量 2 0 0 0 m。 ／ d ，最大充 填量2 4 0 0 m ／ d 。 设 5 套 系统， 3 套工作， 2套备用。充填 井 安装 1 1 0 mm充填管。东部平 均充填量 6 3 0 m ／ a ， 最大充填量7 5 0 m ／ a 。细砂细石 各设两套系 柚●●● 0如● 憎●● ●e 憎卿0 如● ● _ 1} 3 统。 1 套工作， 1 套备用 。 充 填 井安装管 径 t细砂 l l O mm，细石 1 5 2 mm。 砂 浆重 量 浓度为7 0 ～7 3 。每小 时充 填料能力 达 7 0 8 0 m 。另外，东 部搅 拌站 附近地 表装有 2 2 0 m m、 3 O O mm钻孔各一 条 通至1 3 0 0 中 段，原考虑作为输送细石砼尉。 2 充填管路的演变 戈壁集料磨砂的 最 大 特 点是平均粒径 大 ，强度 高、来 源方便，但 其棱角锐 利， 砂 浆流速大，竖井管道输送对管壁磨损非常严 重 。一条厚壁1 6 Mn 的钢管输送数千 方 砂浆 即被磨穿报凌。3 6 行和1 6 行充填井的充填管 相继在较短的时间内报废 ， 而东部的 3 O O mm 钻孔输送砂浆却很顺利。这一实践对我们有 很大启示t竖井明管输 送 砂 浆 是失败的。 1 9 8 5 年开始，在东西部搅拌站打充填钻孔。 第 一批打 了五个 钻 孔， 孔 径 1 7 5 mm，下巾 1 5 9 1 0 套管 。但使用后也先后 报 废 。1 6 行 的三个钻 孔分 别 输送 砂浆8 。 2 7 万 m。 、2 2 ． 7 5 万i n 。 5 。 5 1 万1 1 1 。 ， 3 6 行的 6 孔仅输送数千 ms 即磨穿塌孔。为了保证正常生产，在I 6 行充 填井地表打了第二批 4 、 5‘ 两个孔，分别 施，整 个阳极准备系统采用可编程序控制器 控 制作业 。 马格马金属公司采用了全新的经营组织 形式 ，与圣曼纽 尔矿区 一样，基层领导人不 再 称为 监工 ”， 工 头 也 由协调人所 取 代 ，工作人 员的决策 由全体 人员做 出。 马格 马金属公 司的前 景是好的，但 圣曼 纽 尔矿区还有 待进一步 降低地下矿 山生产成 本 。不 过与其竞争对 手 世 界上 一些大型 露天采矿相 比， 圣曼纽尔最近 取得的成就还 是相 当l惊人 的。 参 考文 献 略 杜平译 自Mi n i n g Ma g z i n e ，Oc t o b e r 1 9 9 2 ，2 1 1 ～2 3 7 。黄燮中校 拿J l j 萼 广 区充填钻孔曲应用经鞋与体会梅晕毒 维普资讯 输进砂浆1 2 万m。 、4 ． 5 m 。钻孔报废 之快 令 人 吃惊。一个钻孔要花约 5 0 万元 就 很 快报 废 ，经挤上是一个极大的损失。西部充填系 统处 于紧张状 态。1 9 9 1 年 4月 又打 了第 三批 的 7’ ， 8‘ 充 填钻孔 。我们 一直着 眼于寻找 高锰度耐磨的钢管，并尽量将孔位选在坚硬 岩层 中。7’ 孔选择了西 德进 口的 1 7 7 ． 8 ram 的耐蘑合金钢管。 8‘ 孔套管 2 1 9 2 0 。7 ’ 、 8 。 孔都打在花岗岩体内。7 ’ 孔1 O 个月内输送 砂 浆7 ． 7 9 万 m。 ，管 壁 已磨穿 堵塞 管 路4 次 。 脱落的管壁光滑锋利 见图 1 。但因管壁 后 是坚 硬的 花岗岩，钻 孔并未 中断使用 。这 也是7 ‘ 孔不同于其它报废孔之处。8 ’ 孔已输 成砂浆6 ． 9 万 m。 。 圈l l B 行 T ‘ 钻孔套 瞥警 壁脱 落情况 东部搅拌站主要依靠 3 O 0 钻孔输送砂浆 2 o o 孔 曾 因 坠物 堵 塞。1 9 9 1 年 2月打 1 5 9 x 1 0 的8 ’ 孔。1 9 9 2 年 8月刚 启用就被堵 死 。同年t O 月重新钻透恢复使用，至1 2 月底 输送砂浆2 ． 7 3 万m 。 3 O 0 钻孔l O 年共输送砂 浆1 6 5 ． 2 万 m。 ， 占十二年二矿 区充 填总量 的 5 1 ． 4 6 ， 终因管壁磨 穿， 壁后岩块 片 冒造 成堵孔。 3 O 0 钻孔堵塞后，在地 表 又 打 了 9。 2 l 9 1 0 、 1 0 2 4 51 0 两 个 钻 孔。 3 充填钻孔的应用经验与体 会 1 0 年充 填实 践证 明了这 样一条真理 钻 孔比竖井明管输送砂浆可靠，服务时间长， 输送砂浆量大。一条竖井明管输送砂浆量仅 是 钻 孔输 送量 的1 ／2 5 ～l ／ 5} 大直径钻 孔 与小直径钻孔比较，有更多优点。太直径钻 孔通过能力大，气流阻力 小 ， 采 场充填稳 定 ，很 少产 生摆动 。而小钻 孔下砂浆时有气 流冲击，采场充填管或充填井管子摆动大， 经常将管子甩断而中断充填作业。大钻孔套 管管壁磨损慢，即使管壁磨穿，只要管壁后 的岩石不发生片蒋堵塞 ， 仍可继续输送砂浆。 3 0 0 钻孔管壁被磨成非常薄的铁皮，甚至形 成 了空 洞，赶 可下充 填 砂浆 就充 分说职 了这 一 点 见图 2。小钻孔套管管壁厚度和材 质优劣与否，对钻孔寿命虽有影响，但不是 主要 因素 ，不 起决定 作用 。1 6 行 7 ‘ 孔的套管 材质最佳，其硬度和耐磨度都 优 于 其 它钻 孔套管，但输送砂浆总量仍 属 偏下。 与 3 0 O 钻孔比较，其输送 砂 浆 量 仅为 3 0 0 钻孔的 4 ． 7 。大钻孔一 旦发生堵孔现 象 ， 还 可用 钻机很容易透通，小钻孔则不然。所有这些 都充分显示了大直径钻孔的优越性。 钻孔选位受诸多因素和条件限制，不一 定都处在坚硬的岩层中。另一方面，套管管 壁 外侧 浇注 3 0 5 0 mm的优质油井 水 泥，从 理论上分析都投问题，但实践中证实基本不 超作用， 仅仅 起着 固定套管 的作用 。管 子磨 穿后，因外侧的水泥浆强度很低，经不起高 速砂浆和水的冲刷，因此，套管壁后必须浇 注厚度2 0 0 2 5 0 mm的高强度 细石砼 。这 样 ， 即使套管磨损，依靠由砼形成的孔仍可继续 输送砂浆，也避免了孔壁外侧岩石的片 冒和 塌落而引起堵孔。芒特艾萨矿下充填料的钻 孔未下套管，主要是钻孔穿过的岩石坚硬。 金 川矿 区岩层 比较 破碎，节理 发育 ，钻 孔都 要下 套管 并 浇注砼， 以解决套管外 侧岩块的 片落，使钻 孔保持 畅通 。按照 这十年使用 钻 孔的经验判 断， 虽然 二期 工程 六个钻孔 比一 期的状态有所改善，孔径增大 2 1 9 x 1 0 ， 孔位选在花岗岩 中，但仍 有其致命 的弱点。 一 1 2 一 有色矿 】 9 9 3 ， e 维普资讯 图2 a o o 钻孔管壁磨损情况 那就是3 、4 、5 ，6 孔在l 3 5 0 的水平位移 偏 差太 大 分 别为3 ． 9 m、6 ． 8 2 m、l 4 ． 3 8 m、 6 ． 3 m， 这就极 易造 成 套 管 被磨 穿 报废 。 因此 ，要 早傲准备，要 精心设计和施 工大直 径 钻孔，并在套 管后浇注高标号砼 ， 以确保 钻孔长期稳 定的输送充填 砂浆 。 从 经济 角度 讲，打一小直径 钻孔 的费用 平均在2 5 3 4 万元，另加套管钢材费l 0 ～1 6 万元 。大直径钻孔 费用 包括 浇注砼 大致 是小 钻孔费用的 2～3 倍 ，最 多不超过4 倍 。 那么，大直径钻 孔费用 1 0 0 1 2 0 万元 ，服务 时间可达1 5 2 0 年 ，甚至更长一 些。基建投 资分摊到单位充 填量上就低多了，仅是小直 径钻孔单位充 填量投资的 1 ／ 5。更重要的 是对生产影 响减少 了，使矿 山的充 填系 统处 于可 靠的状 态 中工 作，对实现采充平衡有 极 其重要的意义。 综上所述，无论从投资效益 ，充填砂浆 输送能力、可靠程度、对充填的影响等方面 分析 ，金川矿区 的充 填钻 孔 应 向 大直径 发 展。要结束小直径钻孔恶性 循 环 的 被动局 面，确保矿 山开 采对充 填的要 求，同 时也可 为国 家节 约上 百万 元 的费用 。充 填工艺是金 川矿 山非常重要的 部分 ，充 填钻孔又是充 填 系 统中最关 键 的环节 ， 我 们 应 深入研究探 讨， 把充 填系 统进一 步完善，使金川的充 填 技 术 达到先进 的水平 。 责任编辑王家骧 欢迎订阅 有色矿山 盒川矿区充填钻孔的应甩经验与体会梅维岑 ～ l 3 一 维普资讯
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