全尾砂高水固化材料下向充填采矿法的应用.pdf

f 一 2 0 0 0年 7月 第 2 9卷第 4期 有色矿山 No n f e n -o u s M i n e s 』 u i y． 2 0 0 0 Vd 2 9 Nc 4 全 尾砂 高水 固化 材料 下 向充填采 矿法 的应 用 苎 逛 ， 周建华 丁 2 ‘ J ；j 武 山铜 矿 ， 江 西 瑞 昌 3 3 2 2 0 4 [ 关键词]高水 固 [ 摘要 ]介绍了 统及 采 场 实 践 。 化材料 ； 下 向充填采矿法 ； 全尾砂 武山铜矿全尾高水 固化材料下 向 一 孑 f 充填采矿法的工艺流程 、 充填材料、 充填 系 [ 中图分类号]T1 2 5 3 3 4 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 0 0 4 0 0 0 8 0 4 Ap pl i c a t i o n o f do wn wa r d f i l l i ng m i ni ng m e t ho d o f u s i ng a l l t a i l i ng s a nd hy d r o g e no u s s o l i di f y i ng mat e r i a l LI N Gu h o n g， Z I C ＼ NG Ba c c h u n， ZHOU J i a n h u a Wu s h a h C o p p e r M ， Ru i c h a z l g 3 3 2 2 0 4 ， C h i n a Ke y wo r d s h y d r o g e n o u s s o l i d i f y i n g ma t e r i a l d o wn wa r d f i l l i n g mi n i n g me t h o d； “a l l t a i l i n g Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e t e c h n o l o g i c a l p r o c ． e s ， fi l l i n g ma t e r i a l ， fi l l i n g s y s t e m a n d mi n i n g p r a c t i c e o f d o wn wa r d f i l l i ng mi n i n g me t h c o f u s i n g hy d r o g e n o u s s o l i d i f y i n g ma t e r i a l i n W u s b a n C o p p e rM i ne 1 前言 武山铜 矿 矿 区 内包 括 南 北两 大 矿 带 ， 设 计生产能 力 3 0 0 0 t ／ d ， 南 北带各 为 i 5 0 0 t ／ d 北 矿带 矿体 距地表较 浅 ， 矿石 品位高 ， 矿岩均 较破碎 、 松软 、 不 稳 固 ， 随着 采 矿 深度 的加深 及 采矿 条件 的 变化 ， 采矿 方法 由最初 的整体 钢筋混凝土假顶分层崩落法逐步过渡为下向 进路式水砂充填采矿法。根据原设 计， 北矿 带拟 用分级尾 矿 、 碎 石和水 泥 ， 利 用超高压 泵 进行高浓度泵压充填 ， 受矿山建设速度和发 展影 响 ． 矿 山尾矿 分级 系统 尚未形成 ， 因此北 矿带 下 向进 路水砂充 填法 中一 直沿用江砂 充 填料， 由于江砂粒级组成较粗 ， 胶结充填时强 度低且水泥离析严重 ， 因此下 向进路式水砂 充填法 中改 用纯 江砂 充 填 ， 分 层底 部 必 须构 筑 钢筋 混凝 土假 顶 。受 矿 山 目前 条 件 限制 ， [ 收稿 日期 ] 1 9 9 9 7 5 [ 修订 日期 ] 2 0 0 051 6 【 作者简介] 林 国洪 L 9 6 8一 男 采矿工程师 。 钢筋混凝 土主 要靠 人 工铺 设 ， 工 人 劳 动 强度 大 作业时间长， 且施工质量很难保证 ， 因此 对采矿方法的正常回采造成很大影响。近年 来研制的高水 固化材料 甲、 乙料 具有吸附 大量水分子 的优异 性 能 ， 对 于解 决北 矿 带 下 向进路水砂充填采矿法存在问题很有帮助 ， 为此从 1 9 9 4年 1 0月 至 1 9 9 6年 1月在 北 矿 带进行全尾砂高水固化材料下向充填采矿方 法试验研究并获成功 ， 在北矿带 推广 应用 充填时采用 两类 全 尾 高水 固化 材 料 充填 假 底充填采 用料浆 浓 度 6 5 ％ ～7 0 ％ ， 水 灰 比 2 l 1 --2 ． 5 1 ， 充填高度 l m， 充填体强度可 达到 4～5 MP a ； 上 部采 用 料 浆 浓 度 6 5 ％ ～ 7 0 ％， 水灰 比 4 1 ～6 1 ， 充填高度 2 m， 强度 可达 到 1 ～2 MP a 。 2采准 工 程 布 置 根 据北 矿 带矿 体 赋存 条件 及 原 有设 计 ． 全尾砂 高水 固化 材料 下 向充 填采矿法 采用 下 盘斜坡道采准方案 ， 沿矿体走向划分盘区 ， 盘 区长 1 0 0 m， 阶段 高 4 0 m， 分段 高 1 0 m， 在 每个 维普资讯 第 4期 林 国洪 等 全尾 砂 高水 固 化材 料下 向充填 采 矿法 的应 用 9 分段 内距矿 体 2 0 m 左右 布置 一条 分段 平巷 ， 在盘 区中部 从 分 段平 巷 垂直 矿 体 布 置上 坡 、 平坡 、 下坡三条分层联络道 ， 将每分段划分为 三个 分层进行 回采 、 分 层高 2 9 ～3 m， 为便 于 出矿 ， 溜矿井 布 置 于矿 体 下 盘脉 外 的盘 区 中 央 ， 溜 矿井上 部兼 作充 填和通 风井 ， 以减 少采 准工程量。其次， 全尾砂高水 固化材料下向 充 填不须 排水 ， 可不设 专 门泄 水井 ， 回采时 由 分层联络道沿矿体下盘或垂直于矿体掘进采 切巷 道 ， 再 由此 采矿巷 道掘进 回采进路 ， 进路 由两壁 向中 央或 上盘 向下盘 连 续 回采 ， 上 下 分层进路交错或斜交布置 ， 见采矿方法示意 图 1 厂 B L 筐 图 l全尾 砂 高 水 固化材 料 下 向 充填 采 矿方 法 示意 图 l 一阶段运输巷道 ； 2 一分段巷道； 3 分层联络道 ； 4 一 溜矿 井 3 充填材料 全尾高水 固化充填材料 由全尾砂、 水和 高水固化 材料 分为 甲、 乙两种材料 组成。 充填尾砂直接来 自选厂未分级脱泥的尾砂。 充填用水为武山铜矿工业用水 ， 取 自长 江或矿 区地 表南 洋河水 ， p H7 ， 为中性水 。 高水 固化材料采 用 江西省萍 乡市华强特 种水 泥有 限公 司生 产 的高 水 固化 材 料 ， 包 括 甲料乙料二种成分。甲料为凝结硬化成分 ， 主要 由硫 铝 酸盐 水 泥 及 缓 凝 剂 等 外 加 剂 组 成 ； 乙料为速凝剂组分 ， 主要 由石膏 、 石灰 、 速 凝 剂 、 解 凝剂 、 平衡 剂 、 悬 浮剂等外加 剂组成 。 高水固化材料 ， 具有如下性能 固水能力强 ； 单浆悬 浮性 ， 流 动性好 ； 凝 固速 度 快 ； 强 度 增 长速度快 。 4 充填 系统 高水固化充填材料是一种新型的胶凝材 料， 通常包括甲料、 乙料二种组分 ， 二料浆单 独输 运时反应 缓 慢 ， 不 沉 淀 ， 不 结 底 ， 一 旦 棍 合后 即迅速反应。因此 ， 全尾高水 固化充填 系统必须包括两套独立的制浆系统 ， 邻近充 填区域时 ， 利用三通管将两套 管道的甲、 乙料 浆混 合进行充 填。全尾砂 高水 固化 材料水灰 比及料浆浓度对充填强度影响很大 ， 且 甲乙 料配比值对充填体强度也有较大影响。当甲 乙料配比相 同时 ， 充填体强度最大 ， 为了控制 计量准确 ， 甲乙料浆制备 系统尽 量采用 同型 号 的仪 表和设备 。 图 2 全尾高水 固化材料 充填 系统示意图 1 一甲乙料仓； 2 一 甲乙料螺旋 精料机 ； 3 一甲乙尾 砂抖 斗 ； 4 一甲乙尾砂螺旋给车 斗 机 ； 5 一 甲乙料浆混合器 { 2 一甲己 料搅拌桶； ‘ 卜 水力晰量计 乙料浆制备系统是在原江砂充填系统基 础上建成的。由于工业场地 的限制 ， 尾砂采 用 螺旋供料 方 式 ， 然后 由原 江砂 充 填 的 皮带 运 输机 输送 进入 搅拌桶 。 甲料浆制备系统是利用矿山现有设备和 仪器建成的一套系统。为了与乙料系统平衡 维普资讯 有色矿山 供 料 ， 甲料 浆 制备 系统 同样 采用 同型 号 的尾 砂 螺旋 供料方 式 。 5充填 5 、 1充填 准备 采场准备 清理 、 平整充填进路底板， 用 o l 4 n ma 钢 筋 铺 设 3 0 0 mm x 3 0 0 r m n 的 钢 筋 阿 ， 钢筋搭接 和交叉 处用铁丝 捆扎 ， 为保证钢 筋与充填进路之间有 5 0 --8 0 n ma 的悬空， 以 便在下分层 回采 时形 成 钢筋 护层 ， 必 须用 石 块和木块将钢筋网垫高。相邻充填进路之 间 的钢筋 网之间应尽 量搭接 。 管路敷设 地表 的甲料浆管和乙料浆管 通过充填井或措施井下放至采场上部中 分 段距采场 3 0 --5 0 m巷道附近 ， 然后通过一个 三通 与混合 器 连接 ， 接 至采 场充 填 。为 便 于 充填清洗管道 ， 在充填隔墙外接一带阀的三 通 ， 清洗水 经带 阀三通直 接排放 至下部 中 分 段 ， 避免进入充填采场。采场 内充填管 必须平直 吊装 ， 出料 口置 于充 填进 路 的 最高 处 ， 便于充填接顶。由于甲料浆 与乙料混合 进入采场的时间很短 ， 通常 3 0 ～6 0秒 ， 混合 料进入采场后仍具有很好的流动性 ， 因此 ． 对 于长度不超过 3 0 m 的充填进路 ， 充填管的出 料 口只要符合悬挂高度 即可 ， 当充填进路较 长时 ， 充填管的出料 口仍应靠近进路中部。 充填标 记设置 由于两类充填 体 ， 充 填时 必须在充填进路内距充填进路底板高度 l m 处设置明显标记 ， 要求能通过观察 口看见 ， 以 保证假底充填达到设计高度。 充填隔板架设 高水固化充填的隔板墙 作用不同于水 砂充填的泄水墙 ， 它不用于泄 漏透水 、 溢流水等 ， 仅用于阻挡充填体避免充 填跑浆 即可 ， 因此 充填 隔板墙 的架 设 重 点要 求密 实、 牢 固 。 充填站准备工作 由于高水 固化充填分 二类充填， 因此每次充填前必须提供该次充 填的空间大小 ， 以便充填站有关人员掌握充 填立 方 量 ， 而 大 致 确 定 每 类 充 填 所 需 时 间 。 每次充填必 须设 置充 填站与充 填采场 的专用 电话 ， 以便 充填 站 随 时调 度井 下 准 备】 作 与 充填 操作 ， 及充填 采场随 时通报 井下 情况 ， 确 保充填高质量进行 。 5 ． 2采场 充填 准 备工 作就 绪后 ， 即可按 下列 顺序 进行 充填 。 1 接 到井 下充填采 场准备就 绪通知后 ， 交 待井 下操 作人员打 开挡板墙外 的三通 之旁 通后 ， 地表才可分 打开二台供水阀门． 并调 整 二台 流量计 上的单针 指示仪 至实际充 填所 需水量的显示值。冲洗管道 2 ～3 分钟。 2 由两台铲运机分别向尾砂料斗 中铲 运尾砂 ， 当尾砂装满料斗时 ， 同时起动二台尾 砂调速 电机 ， 并调整螺旋 转速至实际充填所 需尾砂螺旋 转速 ； 同时起 动二 台灰 料 螺旋 电 机 ， 并调整螺旋转速至实际所需灰料螺旋转 速 。 3 最后起动 甲 乙料搅 拌桶 电机 ， 并 同时 打开各路尾砂料斗底部开 口和灰料仓底部开 口至 指定 大小 ， 使 尾砂及灰料 下 料均 匀 。 在充 填过 程 中井下人员应 随时观察 采场 充填情况， 至充填 l m 高度标记 时及 时通 知 地表改变充 填 参 数 ， 由 水 灰 比 为 2 ． 1 1 ～ 2 5 1 改变至水砂 比 4 1 ～6 1 料浆浓度为 6 5 ％～7 0 ％不变 。 6 充填 效果及充填材料消耗 6 ． 1 充填 效果 根 据采矿试 验 研究 和现 场实 践 ， 甲乙料 配 比相 同时 ． 充 填强度最 大 ， 甲乙料 配 比不 等 时 ． 充填强度均有所下降， 配 比不等值相差愈 大， 充填强度降低愈多。在水灰 比一定条件 下 ， 随着料浆浓度的提高 ， 充填体强度明显增 强， 所 以在现场充填时管道输送许可条件下， 应尽量提高充填料浆浓度。 参照 采矿设计手册 各种不同采矿方法 的充填体强度要求达到 4 ～5 MP a ， 其它充填 体强度 1 ～2 MP a ， 根 据实验 室试 验 结果 和 现 维普资讯 I 第 4期 林 国洪 等 全 尾砂 高永 固化 材 料 下 向充填 采 矿 法 的应 用 l 1 场 情况 ， 当 料 浆 浓 度 达 6 5 7 0％， 水 灰 比 2 ． 1 1 ～2 ． 5 1 时 ， 高水 固化充填体强度可达 4 -5 MP a 能满 足充 填假 底 要求 ； 当料浆 浓 度 6 5 ％ -7 0％， 水 灰 比 4 1 ～6 1时 ， 高水 固化 充填体强度可达 1 ～2 MP a ， 满足假顶上部充 填要 求 。 6 ． 2充填材 料消耗 按照假 顶充 填料 浆浓 度 6 5 ％ ～7 0 ％ ， 水 灰 比 2 ． 1 1 --2 ． 5 1 ， 假 顶 以上充 填料浆 浓 度 6 5 ％～7 0 ％ ， 水灰 比 4 1 ～6 l ， 组织 生 产 全 尾砂高水 固化充填成本 2 5 8 9 元／ t 见表 1 ， 表 1 全尾矽高水 固化充填成本 比原下向进路式水砂充填成本 2 9 4 4元／ t ， 下降 3 ． 5 2元／ t ， 使全尾砂高水固化材料下向 充填采矿法采充直接成本降至 4 1 2 3 元／ t 。 7 结束语 全尾砂 高水 固化材 料 采 矿法 推 广 应用 ， 从 根本上扭 转 了武 山铜矿 下 向进 路式水砂 充 填采矿法中充填工艺 的被动局面 ， 减小 了劳 动强度， 缩短采矿周期 ， 提高工效 ， 大大减少 了坑 木支 护 ， 创 造 了较 好 经济 效益 和 社 会效 益。应用全尾高水固化材料下向充填采矿法 盘区生产能力提高到 2 6 5 3 t ／ d ， 采场生产能 力提 高到 1 6 8 ． 3 ， 1 9 9 4年 至今应 用此 采 矿 方法采 出矿量 3 9 ． 6万 t ， 节 约成本 3 0 5 3万 元 。 ． [ 参考文献] [ 1 ] 采矿设计手册 编委会 ． 采矿设计手册 第 册 [ M] ． 北京 中国建筑工业 出舨社 、 1 9 8 8 ⋯⋯o．o一～ ～一～⋯～ 、 ， ‘ 用 硫 代 硫 酸 盐 一氨 一铜 离子 体 系浸 出硫 化 银 近年来， 在 A u 与 A g的浸 出中， 用硫代硫酸盐代替氰化物仍受重视 。发现 c u 在浸 出中起 催 化作用 ， 而 N 可使 体 系稳 定 但文 献关于氧化 剂的报道则存在 矛盾 ， 尤其对 干 硫化银 辉 银矿 。本研究阐述了由物质形态分布计算 的浸出化学 ， 并对纯辉银矿进行试验 。同时 ， 确定 了氨与硫代硫酸盐浓度 比的作用。纯态 的试验结果表 明， 铜离子与硫代硫酸根作用生成连四 硫酸根离子和亚铜硫代硫酸盐或氨络物 ， 从 固相中取代出 Ag 。由精矿浸出发现 ， 除 C u 浓度 外， 氨与硫代硫酸盐之比会影响萃取 A g速率 此值较小时 ， 有利于 A g的溶解和萃取。一个银 浸出数学模型 ， 认为氧化还原与络台处于平衡。试验的萃取率与用低 N H3 浓度的模型预测的 相似 。与模拟行为的偏离可能是由于铜离子在 N 浓度高时 1 m L ／ L 缓慢还原 引起 的。 许孙 曲摘译 维普资讯