高进路充填法回采底柱的试验.pdf

； 采 矿 l 一 高进路充填法回采底柱的试验 铜绿 山矿王根 【 摘要】 铜 绿山矿 井下顶底柱矿量占 可果储量的l 帕～ 2 2 帕． 矿柱积压了丈量矿 量．回采矿 桂具有投A丈、产出少 劳动生产率低 工艺复杂和技术难度犬等特点，是矿山长期面临的一十难题． 为了寻求一种安全和经济的回采底柱的方法，铜绿山矿采用高进路充填} 圭 对井下一I 2 5 m中 段 底 桂进行 取 塑銮 彗 危 关 麓 词 壹 鲎 堕 些 里 丝 疑 l 地质概况 铜绿山矿属岩浆期后高中温热液接触交 代 的矽卡岩型铜铁矿床。地下开采的对象是 I， Ⅳ号矿体， I、Ⅳ号矿体的矿石主要是 含铜磁铁矿，其次是含铜大理岩和含铜矽卡 岩。含铜磁铁矿f 8 ～1 2 ，属稳固至中等稳 周，含铜 大理岩f 7 ～9 ，属 中 等 稳固，含 镅 矽卡岩 f 3 ～6 ，其稳固性差。 I号 矿体 平 均厚度4 0 m，走 向3 7 5 m， 倾角5 O ～7 5 。 ， 矿石铜平均品位1 ． 7 3 ，Ⅳ号矿体平均厚度 1 5 m ，走向6 5 0 m ，倾角 5 5 7 5 。 ，矿石铜 平 均品位1 ． 7 l ， I，Ⅳ号矿体上盘围岩主 要为大理岩，下盘围岩为花岗闲长斑岩和矽 化 斜长石岩 。 2 原有采矿方法简述 铜绿山矿井下一1 2 5 m和一1 8 5 m中段采 用的是 “ 上向水平分层水砂充填法 。采场 宽1 6 4 0 m ，中段高 6 0 m ，采场内留1 ～3 个 5 m x 5 m矿石点柱。相邻两个采场 之 间留4 m 宽矿石条柱，顶柱厚3 ～5 m， 底柱厚6 ～8 m， 分层高2 ． 5 m 。充填材料主要是水 淬 炉 渣， 但为了减少矿石损失和费化，并利于铲运机 出矿作业， 每个分层都在炉渣面上铺了0 ． 4 m 厚 的尾砂水泥胶结面。一1 2 5 m以上中 段 的 采场，在矿石底柱之上铺 设了 0 ． 8 m厚 的钢 筋混 凝土假 底，以利于底柱的回收。 3 1 2 5 m段底柱 回采的技术条件 一 1 2 5 m中段底柱厚为 6 m，其中矿石厚 为5 ． 2 m，上部钢筋混凝土假底 厚0 ． 8 m。假 底铺 设双层钢筋，设计强度为 1 5 0号，假底 上面为上部采场的炉渣充填料。假底上部采 场的众多褶矿井和人行滤水井与底柱内的穿 脉巷道连通，削弱了底柱的承载能力，在这 些结构周围，混凝土假底对上面炉渣的隔绝 能力较低，这在底柱回采过程中必须给予充 分重视。位于底柱下面的 一1 8 5 m中段的大 部分采场，已甩上向水平分层充填法回采了 顶柱，并进行了胶结充填接顶。 底柱的下盘有一条沿脉运输巷道，上盘 有一条沿脉充填回风巷道，底柱内每 隔1 6 m 有一条穿脉巷道。回采底柱时可利用这些巷 遘进行运输，通风和充填，以便尽量减少采 准工程 量。 4 回采底柱的采矿方法选择 根据上述底柱回采的技术条件，底柱假 底之上为上部采场的 炉渣充填料，假底暴露 高进路充填法圊采底柱的试矗 王根 邮 嫡4 3 5 0 0 5 一 3 5 维普资讯 的跨度不宜过大，因而选用进路充填法。在 方案比较时有两种方法可供选择，第一种是 下 向水平分层进路充填法，第二 种为高进路 充填法。 下 向水平分层进路充填法把璃柱分两层 回采，先采上一分层，再采下一分层，分层 高 2 ． 6 m，在 采上一分层时，首先 要掘人行 井、溜矿井 以及切割巷道 ，因而该方法具有 采准切割工作量大，工序 复 杂，回 采 周期 长，生产效率低和进路通风条件差等缺点。 高进路充填法是用 5 ． 2 m 高的进 路对底 柱进行一 层回采，从V C R 法采场凿岩 硐室已 揭露的混凝土假底来看，假窿的施工质量较 好。根据此经验，在有钢筋混凝土假底的条 件下，选用高进路充填法回 采 底 柱 是可行 的，用这种方法可利用本中段原有的运输、 通风和充填系统，还可利用矿山原有的掘进 设备和运输设备。它与下向水平分层进路充 填法相比，具有采准工程量小，施工简单， 生产效率较高和成本较低的优点。通过两种 A一 方案 比较，高进路充填法具有 明显的优点， 因此，选用这种方法 5 底柱回采工艺 首先在下盘矿体内掘进一条沿脉巷道， 以便于进路回采时的通风、运输和充填，并 从此 沿脉巷道开始 布置回采进路。 进路的布置方式主要是垂直矿体走向布 置，端部薄矿体则采用沿矿休走 向布置进路 的方式，采用隔一采一的回采方式，先采单 号进路， 后采双号进路。单号进路宽 5 r n ，双 号进路宽3 m，这样，每两条原有 的 穿 脉巷 道之间正好可 以布置 4条进路。单号 进路瞄 采后进行胶结充填，双号进路回采后进行水 砂充填。显而易见，先采5 m宽 的单号进路 有充填成本较高的缺点，之所以先采单号进 路，是因为近期矿山的备采矿量不足，先采 单号进路可以提高底柱回采效率，增加矿山 产 量。 回采进路时分 4步进行 1掘进协 墨 芏 羔 整 ji 垂翌l o -sm 一 下盘沿脉运输平巷 3 一身肆巷道； 5 _ 一 切奢 I 巷道 7 ～已宽填单号进路； 9 矿石底拄； l 1 一采场腔结铺面层； 高进路充填法示意图 BB 2 一上盎沿脉回风平巷 ； 4 一储内平巷 } 6 一开 芾炮艰 职号进路回采矿石 l f 卜 一 锕舫混凝土假底； 1 }一 充填炉渣； 一 3 6 一 有色矿 l 9 9 7 ．2 维普资讯 剖巷道t 2扩 帮； 3压顶 ， 4 出矿 见图。 1 掘进切割巷道首先在每条进路 中 间掘进一条切割巷道，从矿体下盘开始掘 至上盘围岩，为扩帮创造 自由面，切割巷道 断 面为 3 m3 m，对 位于穿脉 处 的 进 路， 该进路内的穿脉巷道 即为切割巷道 。 2扩帮切割巷道形成后，将进路 扩帮至 5 m宽，上下盘开始扩帮，边 扩帮边 出矿，直 至进路尽 头止，扩帮高度与 切割巷 道 高度一致，仍为3 1T ／ 。 3压顶采用压顶的方式将进路采 至5 ． 2 m高，使钢筋混凝土假底 暴 露， 以上 3个步骤所用凿岩设备均为YT - 2 7 凿岩机。 4出矿压顶结束 后，整 条 进 路 充满 了 采 下的矿石 。这时仍从下盘开始用 Z C Z 一 2 6 型风动装岩机将矿石铲入 0 ． 7 5 m。 翻 转式矿车，再由Z K 3 6 ／ 2 o 型电机车将矿车 牵引至中段卸矿硐室卸矿。 单号进路的回采要经过上述 4 个步骤完 成，双号进路的回采除无需进行扩帮外，其 它回采工艺与单号进路相同。 、 6 充填工艺 6 ． 1 充填系统 利用现有的系统对采 空进路进行 充填， 铜绿山矿有两个充填站，即I 号充填站和新 充填站。每个充填 站有两套充填系 统，即胶 结充填系统和水砂充填系统。胶结充填的充 填 料是分级尾砂和水泥，分级尾砂的平均粒 径为0 ． 1 0 9 m m，水砂充填料是水淬炉渣。 6． 2 充填工艺 单号进路进行胶结充填时，充填接顼是 一 项关键技术，如果不能实现密实接顶，就 不能安全回收双号进路的矿石。用现有的胶 结充填材料，靠重力自流输送充填，接顶后 充填体上部与顶板之间还留有 3 0 0 4 0 0 m m 的间隙，无法解决充填接顶这个难题，因此 接顶充填时使用膨胀充填材料是必要的。 单号进路充填前，首先在进路 口用砖块 砌筑密闭隔墙 ，墙厚 3 7 0 ram，砖 墙 先砌至 3 ． 5 m 高，然詹把 -t 0 0 mm塑料 管接 至 进路 里。用分级尾砂和3 2 5 标号的水混 进 行胶结 充填，灰砂 比1 1 ． 5 ，输送 浓度7 0 ，当充 填 高度到3 m时停止胶结充填，待 充 填 料基 本固结后，将充填管紧贴假底架设，并将密 闭隔墙砌 至顶板，之后进行接顶充填。 接顶充填采用高水速凝固化充填材料， 该 充填料系膨胀充填材料， 由甲、乙两类特 种材料组成，充填后无需脱水，因而可实现 全部密实接顶。接顶充填办利用 I号充填 站 和新充填 站进行，不再另建充填系统，用新 充填站制各 甲种水泥砂浆，经管道输送至井 下 两条管道在距进路N3 0 4 0 m处经混合 箱进行混台，然后汇入一条管道接至进路里 进行充填接顶。 为了试验高水速凝固化材料充填接顼的 可靠性，在1 9 9 3 年1 2 月底首先在V C R 法凿岩 硐室进行了充填接顶试验，利用新充填站和 I号充填站同时输送甲、 乙两种水泥砂装， 砂浆输送浓度6 O ％～6 5 ％，甲、乙水泥砂浆 输送流量为4 0 m 。 ／ h ， 接顶充填体积近6 0 0 m 。 ． 后经相邻凿岩硐室揭露的充填体情况看，充 填接顼密实，充填体与顶底板 之 间没 有间 隙，试验取得了成功，为底柱高进路接磺充 填采用 高水速凝固化充填材料积累 了经验。 双号进路的水砂充填工艺比较简单，先 用麻袋装炉渣构筑挡墙，炉渣密闭墙具有良 好的滤水性，成奉低，施工简便，进路 口的 挡墙堆砌3 m高后即进行前进 式 充 填炉渣， 边充填边向前延伸铺设管道， 直 至 进 路尽 头。然后再进行后退式接顶，边充填边拆卸 管道，退至挡墙处即结束充填。 7 试验效果及结论 1底柱回采试验表明，高进路充填 法是一种效率较高、成本较低和较安全的采 矿方法，适台铜绿山矿底柱的回采条件，采 高进路充填法回泉痛 柱的试验 王棍 邮编4 3 5 o o 5 一 3 7 维普资讯 ， 孝 炙 够 1 如 。 ＼ 一 似铜绿山矿胶结充填工艺的研究与探讨 大 冶 有 色 金 属 公司 三 墼 【 摘要1 锅绿山 矿使甩分缎昆 砂水泥应结 充舆工艺已 有2 o 多 年的历史．但由 于水诧单 耗较高， 充甚体的沉降．脱采．接顶等仍满足不 了对保护铜绿山 古矿遗址” 的要求，因此 提出了坑内充填工 艺采用匡葡上最先进的 全尾砂水浮渣 膏津泵进充填技术，引进国外泵选设备 ，设确 保采场接顶 最大限 度地减少地 表沉降 ．选到保护古铜矿遗址帮提高 采矿强度简化工艺的目的． 关键调 铜绿山矿胶结充填尾砂水泥 1 日 U 吾 为满足充填采矿法的要求，在生产 中总 是力图使充填体具有较高的强度，有 良好的 稳定性和抗爆能力，并保持应有 的 自 立 高 度，且能最大限度地减少地表沉降。铜绿 山 矿在使用充填法的生产实践中，虽有2 0 多年 的经验，但仍在充填工艺上不 断完善，追踪 着国内外新的充填工艺。 2 充填工艺流程和控制参数 2 ． 1 充填工艺流程 铜绿 山矿使用充填法开采，其充填工艺 先后使用过炉渣水泥充填，分级尾砂胶 结充 填全尾砂胶鳍充填J在V C R法开采中，采 用过事后 三合一 尾砂炉渣水泥 胶结 填及固化材料胶结充填接顶。其充填 占比例 最大的仍是尾砂水泥胶 结充填，工艺流程虹 尾砂水泥胶结充填工艺简图 A一水泥重置 ，t B 一尾砂重量，t C -- o 重量浓 度的水汜尾砂浆，k 一灰 此，Q 一充填流量 用高进路充填法回采底柱充分利用 了矿山原 有的运输、通风和充填系统，以及矿山原有 的掘进和运输设备， 投资少且见效快。 底柱回 采 试验已采 出矿量 3万余吨，获得了 良好的 经济效益， 其主要技术经济指标如下 综合生 产能力 o t ／ d ， 进路综合生产能力3 0 3 t ／ d ， 矿石贫化率8 ． 7 9 ，矿石损失率9 ． 6 3 。 21 5 0 号强度的0 ． 8 m厚的钢筋混凝 土假底设计合理，在此条件 下， 采 用5 m 5 ． 2 m高进路和掘进切割巷道、 扩 帮 、压顶 和出矿的 4步回采，其进路结构要素和回采 工艺是合理的。 3少数采场的假底施工质量不符合 设计要求，仅铺 设了单层钢筋，浇灌混凝 土 厚度只有0 ． 4 ～0 ． 5 m，假底暴露后局部发生 垮塌现象，假底之上的炉渣垮落到进 路里， 增加 了矿石的损失率和贫化率。这表明在采 场采用水砂充填的条件下，必须保证假底 的 厚度及强度，否则会给圆采底柱留下隐患。 4采用高水速凝固化充填材料进行 充填接顶，解决了充填 接顶这一技术难题， 为双号进路的顺利回采提供了条件，并为深 部 中段盘区机械化开采的充填接顶提供了一 重要 手 段。 有色矿山一1 蛐T ． 2 维普资讯