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， 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
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