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粗粒级水砂充填法的实践应用 台译 铅锌 矿镣祖牌 提要}台 译 麒 麟 厂 矿 的 粗 拉 缀 水 砂 充 填 技 术 系 引 拳 | 圉 外经 验 ， 目 墓‘ 七 五 _H‘ 孚 点 科技 攻 关 项目 之一。通过我矿 与北京矿冶研究总院 昆明有色冶金设计研究癌共同试验攻关 和近两年的生产实践．效 果显著 ．国家科委洋议已选8 0 年代后期国际先进水平 ，对我国同类开采条件的矿山是一项斩经验 ，本文 介绍矿山开采系统和实践应用成果． 云南会译麒麟厂铅 锌矿体赋 存在 一个d 『 高坡陡， 地势 险峻 ，高差千 余米 ，开 采条件 十分困难 的高 山地 区 1 6 0 0 2 8 o O m 。 矿 体 是一个小 而富星扃柱状 的矿体 ，走 向长7 O ～ 9 O m， 倾 角6 0 ～6 4 。 ， 水 平厚度 1 ． 3 ～2 3 ． 3 m， 平均 1 3． 5 m，埋深5 0 0 7 O O m。上 部1 9 3 1 ～ 2 3 O O m标 高之间的矿体为氧 化矿 ，呈 土状 ， 不稳 固，f 3 。下部 1 9 3 i 1 7 5 1 m标高 之间 为硫化矿 ，矿体 和围岩 中等稳 固，f 6 ～ 8 以上 。设计 能力 9 9 0 0 0 t ／ a 1 9 9 a 年 实际产量 l O 0 0 3 0 t ／ a 。 由于上部氧化矿 的开采 条件和可选性 均 很困难，实际生产中，经济效 益不好，而下 部硫化 矿品位 P b- t- Zn 平均达2 6 ． 7 ％ 高 、 矿岩稳固、易采和可选 冶性较好，可以 获得较好 的经 济效 益。因此 ，研 究决定先 采 下 部硫化 矿， 以后再开采上部 氧 化 矿。 为 此 ，必须 在回采下部硫化矿的 同时，控 制好 岩移，确保以后上部氧化矿的安全开采。同 耐 ，还 l必须 尽可一 蕊的降低矿石的贫损指标 ， 提 高回采率 ， 充分 回收 国家 资源 ， 选用 一种适 台 于矿 山实际 条件好 、 简单易行的充填和 回 采工 艺。经过 反复研究 、论证 ，决定引进 国 外先进技术，采用一种不需要胶结充填的上 向水平分层进路圆采的粗粒级水砂充填法 ， 并 于l 9 8 6 年 列为 “ 七五 国 家重 点 攻 关 项 目 ，通 过三年多的 试验攻 关 ，二年来的生 产 有 色矿 山～ 1 9 9 1 ． 5 实践 ，取 得 了丰硕成果 ，李 文对 其矿 山系 统 和实践应 用情 兄作介绍 。 一 、矿床开拓运 输 麒群厂 矿区山高坡陡 ，坡底为 牛拦江 ， 江面狭 窄 ，江 边 无平地，难于布 置 工 业 设 施 ，故 一切公 用及 道路设施 包括 矿石 运输 均需从上部 山顶 出入 ，深 部硫化 矿的开拓采 用主 平窿盲竖井提升 。盲 竖 井 直 径3 ． 6 m， 深2 1 2 m，矿石 从采场 出矿后 ，经 中 段 遥 输 平巷运至盲竖井，提升到1 9 3 l 主平窿并运至 她 表。在1 9 3 l 平窿 口设 地表斜坡道 ，斜坡道 长5 4 0 m，坡度3 4 。 2 7 ，采用钢 筋 砼 整 体道 床 ，铺2 4 k g ／ m钢轨 ，箕斗提 升，设计 提 升 能力3 5 o t ／ d 。经 主平窿遥 出的矿 石 ，由斜坡 道运到上部主矿仓 ，再 由汽 车运往 选厂。人 员、材料和设备等刚经上部由斜坡道下运至 主平窿经 盲竖井至 中段水 平入 采场工作面 。 其开拓系统示意见 图l 。 一 二、充填材料和充填系统 麒麟厂矿 区不 设 选厂 ，矿 山附近没有选 厂废料，做 选用附近老矿 山的剥离和掘进废 石 主要是 白云岩和 白云化 灰岩 ，经破 碎 站破碎至 一4 o mm 粒径的碎石充填料， H平 均 需要量 l O O m。 ，平均粒径7 ． 3 7 ram。2 5 ram 上粒级 占5 ． 5 。窘泥量 为6 ． 4 2 。其 粒 1 一 矿 一 一 采 一 维普资讯 度组成见表 I 。 圈1 开拓系 统示 意圈 充骥料粒 度组成 裹 l 破 碎后 一4 0 ram的碎石 充填料 ，在 除铁 后 用皮带 运至 l O O O m。 砂仓贮存 。充 填时 ，打 开给料砂仓下的给料闸门，充填料即可 由调 速皮带按 需要 量输送 ，4 0 mm的碎石 经 过 固定条筛和 振动筛 孔 网4 04 O 进 入混 合 仓 ，同时对水 造浆 4 0 ram的进 入废 石 箱 排 出，砂 与水 在充 分混 合后形成 水砂浆 ， 借助 自重压力，经地 表 1 5 0 mm无缝 纲管 至 充填钻孔，沿主平窿，盲竖井 、中段运输平 巷入人 行材 料井 自流 至采场。 设在标 高2 4 5 2 2 5 0 5 m的充填站至 采 场 的输送管路系统总长2 0 8 8 m， 输送高差7 0 0 m， 地表变 坡和弯头多并有局部 反坡 ，充 填倍线 2 ． 8 6 ～3 ． 5 1 。整个制备 与输送过 程，通过一 套 自动控制系统来完成 ，可以实现计量 、调 节、监测，报警钓 自动化 操作人员在充填 2 过程 中，可以通过控制盘上的仪表 及时判断 数据 的有 散性 ，随时掌握料浆 的输送状态和 制备 系统 的情况 。该套系统 ，通 过 实 践 应 用，使 用效果良好 。其充 填系统 示 意 见 图 2口 三、粗粒级水砂充填采 矿法 根据矿体 小而富 ，急 倾斜和矿 岩中稳等 开采技 术条件和采硫保氧开采顺 序的要求 ， 1 0 8 1 年 的设计 中，据 当时国内技术条件，推 荐采用留矿柱的水平分层低标号胶结充填采 矿法 。这种方 法效率不高 ，损贫较大 ，工 艺 系统较复杂 。1 9 8 2 年，借 鉴波兰经验并与其 台作，改用粗粒级水砂充填开采硫化矿。实 践 证明，这 种方法适合 于麒麟厂 的 矿 体 条 件，能很好解 决原 设计 中存在的矛盾，其果 有 色矿 山一 1 9 91 ． 5 维普资讯 圈2充填 系统示意 圈 充填系统的实际转送参数 水 砂比 11 ～ 1-【 ． 5 f 体 积 比 J； 临界流速；5 ． i s m／ ； 安 全系 数 【 ． 3 转送能力4 8 2 5 3 B m3 ／ h 清水流量，6 0 0 m0 ／ h 充 满率 9 5 啊 上 矿方 法结 梅布置 见 图3 。 圈3 采矿方 法布置 圈 1 ． 回采方案和回采顺 序 ， 麒麟厂 的矿体 长度不 大 7 0 9 0 m ． 整个矿休作为采场长来回采，首先由下向上 分成兰 个 中段 ， 即三个矿块 ，从1 7 5 1 和 1 8 3 6 两个水平先后同时向上回采，采场内高3 ． 5 m 自 圊采 分层是 从两翼 向中央连 续 后 退 式 推 进 。进 路是6 ～8 m，垂直 走 向方 向由下 盘向 上 盘推进 ，每回采一条进 路后，随 即 进 行充 填 ，空项距6 ～8 m。充填与 出矿一般 可平行 作业 最初设计时，考虑到进路回采时的安全 性 ，把6 m宽 的进 路分2 次回采 ，先 回采3． 5 m 有 色矿 山一 l 9 9 i ． 5 宽矿房 ，留2 ． 5 m宽 矿柱支撵顶板并 在 相 弗 空区充填时与下一进路的矿房同时回采。试 验中发现，2 ． 5 m 宽的矿柱在实际回 采 中无 法完整保 留， 出现片落 、裂 隙与局 部贯通现 象 ，不但不 能起到支撑顶 板的 作用，反而给 生产带来不 安全 因素 ，| 影响采场能 力，造成 贫损增大 。从 1 9 8 8 年实 际试验的 统计 看 ，采 场综合能 力为9 0 ． 4 t ／ d 。为此 ，改 用 了 目 前 实 际应 用的连续 退采方案 ，从而使采 场生产 能力从 9 0 ． 4 t ／ d 提高到 1 7 o t ／ d 。 2 。 采准 布置和采切工作 采场布置 采用脉外斜井 运送 人员、设备 和材料，分层斜坡 道联络和 脉外溜井 出矿的 采准方案。分层 平巷 作为切 割工程沿矿体下 盘走 向脉 内布置 ，断面43 ． 5 m ， 两 端 开 凿的 第一 条宽6 ．8 m的 回果进 路作为该 分晨 的切割空 间 这种布置 形式 有 利于很好 发挥 无轨设备高效灵活的优点，使充填等管路系 统 布置更为 方便 。 3 ． 回采工艺和设备应 用 回采 凿岩采用法 国HE L1 0 S 1 2 -- 1 F ／ E 5 0 型 液压 凿岩 台车 ，配R HR 4 0 回转 式凿岩 机打 水 平眼，孔深2 ． 2 ～2 ． 5 m， 孔 径4 2 5 5 mm 矿体 两翼 窄矿 体和 分支 脉 ，用YT一2 4型 凿岩 机，实测 表明 该机在纯 凿岩时的速 度 包括对孔 时间在 内为 1 ． 3 8 m／ rai n ，2人 操 作 的台车，每班 可 完成 1 ～2 个循环 ，台班 效 率 1 5 0 3 O O t ，在孔距 0 ． 7 ～ 1 ． o m时，产 出大 块率 5 。 装药采用2 ’ 岩石硝铵 炸药 或乳化炸 药， 人工装药非 电塑料导爆管引爆，爆破后，通 风良好 ，一般 在3 O ml n 后 即可 出矿。 出矿使 用法 国C T--5 0 0 HE 0 ． 3 m。 和 美 国EHs T一1 A 0 ． 7 5 m 电动铲运机将进 路工作面的矿石铲装运至脉外溜井卸矿。正 常生产时 ，使 用较 大型的铲运 机 ， 效 率 较 高，对于边 角地带和工 作面 窄小 地 区 的 矿 石 ，用小型的c T 一 5 0 O 型较 灵活 ，有利 于矿 石 回收 。在麒麟厂 采场结构 的具体条件下 。 艚 黧 薰 维普资讯 果 用 的 电动 铲 运 机 ， 操 作 比较 灵 活 ， 作 业 条 件好，环境污染小，效率比较高。E H S T A型 铲运 机，在 平均 运距大约5 0 m对， 出 矿 能力选3 1 ． 1 t ／ h 采场内的直接顶 板采用管缝 式 锚 杆 支 护，锚杆长1 ． 6 m 网摩在分层平巷内为 1 1 m t在 回采进 路内为 1 1 ． 5 m 。锚秆 利用 凿岩台车打眼和安装。在矿石节理比较发育 或破碎拘地带 ，用金属 网加 固 兜住 小的掉 块。锚轩应尽可能垂直顶扳衣置，一般不应 小 于7 0 。 。 4 ． 充 填作 业_柔隹 晤墙 的应用 圊采进 路 出完矿石 和护顶 以后 ，开始充 填，与甚它水砂充填法一样，充填以前，要 编制好充填计划，检查供 砂、供水和通讯等 情况J对采空区进行清理，架设黼墙和充填 管路以便充填作业顺利进行，很好脱水和阻 止充填料棍入捆邻进 路的爆落矿块造成贫化 损失 。本文对此不 再详 述 ，仅对 我矿采用的 柔性 隔墙进行 简要介绍 。 我矿的滤水隔墙原设计采用的是传统的 本质结构，最初的使用表明，这种隔墙加工 和制 作工序 复杂 ，术材 消耗多， 劳 动 强 度 大 ，工 教低 、成本高 ，架 设时间长和安全威 胁大 。实 际充 填作业 中曾发生 过多次辐墙局 部破 坏 ，导致大量 砂浆外流，污染采区 ，贫 忧 矿石 ，使 充填 作业 中断 。钟对粗粒级水 砂 的特性 ，通过试验 ，改用以钢 丝 绳 、 金 属 周 ， 滤水材料构成的柔性滤水隔墙 ， 见凰 4。 围{ 柔性厢墙示 意圉 钢 丝绳可用q b 1 0 1 5 mml H 钢 绳。拉紧锚 杆 用舶 O ～2 5 mm圊锕制作，长 l m 岩 石 坚 硬时可短些 并用砼浇注予 围岩 中。拉紧锚 4一 杆 必须 紧 固，否则 一旦被 拉 出， 将会 造成跑 砂，影响充填质 量，甚至返工 。 为加 强隔 墙强度，用少 量术立 拄 2～ 3 根 以反拉钢绳 拉紧。金属 网翻滤布用铁 丝 牢 固缚 扎在钢丝 绳上 ，但 其长度应 比隔墙 面长 l ～1 ． 5 m，以免钢绳在 受力 压弯后，造 成跑砂。 柔 性滤球隔 墙在 国内地下 矿山 尚属首 次 应 用。这种 隔墙施王 简单 易行， 劳 动 强 度 小，耗工 耗时 和成率 低 。 架设一 面柔性隔 墙只 需 8个人 用 一个班 即可完成 ，而术 隔墙 则 需要六个班 和4 2 个工 班 。每一 面柔 性隔墙 的总费用 平均较术 隔墙低 1 1 9 0 元。每年可少 用优质术材3 2 1 m。 ，还增加 了作业 的安全性 ， 减 少了贫化 损失 ，缩短充 填时间和回采作业 循环，提高了采场生产 能力，降低 了作业成 本 。它的成 功应 用 ，为我 国地下矿 山应 用柔 性隔 墙填补 了空 白，对类 似矿 山具有实际意 义 。 5 ． 充 壤料 脱水 我矿充填料的脱水有溢流和渗透两种形 式。首先，在每一中段采场的假底上面架设 一 条沿走向全长 的锕结构脱水巷 见采矿方 法图。在其两翼架 设两条用钢板构筑 的圆 形通风、滤琅和人行顺 路天井，通向各回采 分层 ，从 第二分层起 ，在 这 两条 滤水 井周 围 钻 4 6 mm的孔。同 时 ，在舟层 采空区 内沿烦 斜 顺路铺设一根q b l 0 mm钢管 与 滤 水 井 相 连 ，沿钢管长 度 方 向 钻8 08 0 ram网庋 的 6 mm小孔 ，充 填时 ，用滤水材料 包起来用 于脱水 。对 粗粒级水 砂充 填而 言，脱水 速度 很快 ，太 部分 充填水是 通过 滤水井 或管路溢 流排 出，渗透滤水的量不大。通过测定，沉 出的充填水含砂量约为充填量的7 ． 6 7 ，其 中0 ． 0 9 7 ram的细泥 约 占 整 个 含 砂 量 的 3 O％。 四、经济效果与主要技经指标 通过 三年多 的试验 攻关和近几 年的生产 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 5 维普资讯 实践 ，充分 征明，其经 济与社会效 益十分显 著 。 与原设计采用胶结充填法相比，每年为 国家多产 铅锌 金属0 ． 7 5 万 t ，增 加企业 利 税 1 9 0 0 7／ 。其 各项 指标的对 比见表 2。 粗粒 级水砂充填与吱结充 填 设计指标对 比 袭2 对 比 项 目 i 单 证 美 类 髓填 f翳 1产品产置 i ／ 粗 铅 7 1 0 0 ； 5【 4 5 电锌 1 3 T 3 2 8 l 9 T 咀锗 ． T 1 ． 0 1 9 3 【 1 ．4 银 i 6 ． T J 3 ． 9 硫 酸 t l 4 0 0 c I 6 3 0 0 2 ．企业产值． 万元／ 5 1 4 0 『 3 l 8 0 3 ．企业利税 万元／a 3 0 O 0 l l 0 0 4接还能力 I 万元／ E 2 5 9 2 1 0 4 ／ 5 ．偿还年限 I a 4 ． 0 f 3【 5 B ．综音采场能力, ／a T ．贫化事 f 9． 3 4 I 5 ． B 9 8 ． 损失率 { 嘧 3 ． 1 4 3 3 e．年水 耗置 t ／a 0 j 【 ． 0 攻关组 的统计标定指标 与1 9 9 0 年度生产 实际指标见表 3。 五、结束语 云南会译铅 锌矿 蜞麟 厂硫化矿工程 从 国外 引进 的这项粗粒级 水砂充填技术 ，三年 多 的实践 检验 证明，这是一项成 功 的技 术， 先进 的技 术。为我国有 色矿山建设 和技术改 造带 来了新经 验 ，对类 似麒麟厂矿床开 采条 件 的矿 山值 得推广 应用。特 别是 国 内首次采 用的机械制备、对水造浆、 自动控制输送和 攻关成果与 1 9 9 0 年 实际生产 主要 技经指标 表3 指标名静 『 单位『 攻关成果 l材料清耗 j 炸药 k g ／t 1 0 ． 6 7 f 雷管 小／t i 0 0 寻埠管 夺／t o B 3 锚扦 ． k g ／t 0 o 3 2 根／t 金属同 『 r ll ／t 1 0 ． 2 2 4 j 滤布 m 0 ／t l 0 ． I 2 【 钢绳 k g ／t l n ． 2 7 圈木 r l l s ／t 0 0 0 3 9 钎钢 k g ／t j 0 ． 1 【 】 合金头 1 g ／t i 0 ． 0 2 I 采矿工敌 ￡ ／ 工 班 1 4 ． 2 。 3采矿贫化率 I 9 3 4 4损 失率 啊 3 【 4 5 ． 采矿赢车 元／t 5 6 4 5 6．充填废水 I 元／t I 1 4 ． e 2 l 7 ．井下 劳动生 产率 t ／ 一月 】 5 0 0 B ． 采场综台能力j t ／d I 【 7 0 0 9铲运机出矿能力 t ／h } 3 【1 ．0 ． 采矿嚣岩台效 c ／ 台 一 班 -j 6 0 ～3 0 0； 柔 性隔墙 等技术 不仅安全可靠 、机械 化 自动 化程度高，也获得了较好的经济效益，步入 了8 0 年代 国际先进行列 。 为 了更有效 地发挥粗 粒级水砂充填技 术 的作用和它 的使 用价值 ，还必 须进一步开展 粗粒级水 砂充填体列矿 山岩石 移动控制 的研 究。继续开展减低管道磨损的水 力 输 送 研 究，寻求耐磨管道以解决粗粒级水砂充填料 粒径 大 ，流速 大，对管 道韵磨损较严重，特 别在类似我矿 条件 下 的长距离 、大高差 的管 道中造成 的磨 损。还应研 究进一步 降低贫化 损失 和减少成本 的途径。 责任编辑 mm ● 选矿手册 第一卷即将出版 解 忠 由 中国金属 学会选矿学术委员会组织编 写的 选 矿手册 第一卷 即将 由冶金 工业 出版 社 出版发行。本卷包括选矿概论、矿产资源、 艺矿物学等三篇，共4 o 7 i字，加 英 文 目录， 精装 ，定价 1 2 ． 2 0 元 。 有 色矿 山一 1 9 9I ． 5 牲 糯 一 姗 硒 舢 脚 邡 娜 m 一 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 鸺 帖 钟 维普资讯