上向分層塊石膠結充填房柱法在云錫松礦的應用

郭其號

【摘 要】開展廢石回填采空區的工藝研究，實現排渣系統與充填系統的合理達接，構建廢石不出坑或少出坑的充填系統，實現綠色采礦。運用充填法的主要特征在于充填順序作為回采工序的一環，充填體起到了控制采場地壓、支撐圍巖，減小、延緩采后空區圍巖的破壞和移動的作用。通過實踐上向分層塊石膠結充填房柱法在云錫松礦1-2礦體開采后，結果證明此方法是可行的。

【關鍵詞】上向分層 充填 礦柱 礦房 充填順序 分層進路

1 引言

充填法采礦回收率高、損失貧化小、有利于環保、經濟效益顯著，是目前礦山生產的首選工藝[1]。充填強度設計及其配合比優化是充填工藝的主要研究內容，設計強度過低，則充填體不能對地壓活動進行有效控制，對井下安全生產造成隱患；設計強度過高，又會加大水泥等膠結材料的摻入量，造成不必要的、浪費問[2]。塊石膠結與礦柱充填滿足了回采的安全性。采礦順序的，決定采場生產能力與搭接，提高采場作業能力。

2 地質概況

1-2礦體產于兩個花崗巖突起之間的凹槽中，礦體底板及周邊直接同花崗巖接觸，賦存于T2g15層位中，礦體呈凹狀產出，礦體形態隨花崗巖起伏變化一致。礦體走向為南北走向，礦體長100米，北高南低。礦石類型致密塊狀硫化礦，主要元素為錫銅共生的硫化礦，且含錫品位高。

礦體東西側以及南端側為風化花崗巖，西側花崗巖局部呈倒轉趨勢，北側為大理巖，底板為風化花崗巖，大理巖中等穩固，花崗巖穩固性較差，礦石中等穩固。

3 開拓現狀

現有工程，中段開拓平巷已施工到礦體最南端，達礦巖接觸帶位置，上向斜坡道已施工到三分層，在距離礦體200米處建有充填攪拌站，礦體南段有專用充填、回風巷道，整個礦體形成了完整的運輸、通風、材料、充填等相關系統。

4 采礦方法

采場礦房、礦柱垂直礦體走向布置，礦房、礦柱的寬度和高度均為4米，長度為礦體厚度（圖1）。水平方向上礦體從南往北依次回采礦房，垂直方向上從下往上依次分層回采（圖2）。在礦體北邊中段布置坡度為-8°/8°的主斜坡道通達礦體，然后由北向南沿礦體走向以及花崗巖和礦體接觸帶施工回采巷道到達礦體南端（圖1、圖3）。礦體從南往北回采，先采礦柱，再采礦房，礦柱上下對應，（回采方式為隔一采一或隔三采一）達到采充平衡。進路式回采礦石，采用楔形掏槽，采用淺孔爆破落礦，鑿巖設備為YT-28型氣腿式鑿巖機，炮孔徑為φ42mm，孔深一般為1.5～2.0m，炮孔平行布置，最小抵抗線為0.8～1.0m，炮孔間距1.0～1.5m?；夭勺韵露虾笸耸交夭?，當超過于3米時，工作面布置成階梯狀，依次超前一定的距離，階梯數2～3個，刷幫，挑頂的炮空夾角不得超過30°，選用藥卷直徑為32mm的巖石粉狀乳化炸藥，人工柱狀不耦合裝藥，采用非電秒管控制起爆。采下的礦石用ST--2D鏟運機直接運至出礦井裝入礦車，由有軌運輸設備運至中段溜井中。以上下協同開采，產量最大化為原則，整個礦體以中段一分層（為兩段開采，一分層礦體已采用上向分層塊石膠結充填房柱法回采，此開采工藝已基本成熟。且經過論證分析，為滿足生產需要上下兩部分可以同時回采，都采用上向分層塊石膠結充填房柱法。

圖1

圖2

圖3

5 充填

各分層礦體回采過程中礦柱采用混凝土充填，礦房采用廢石充填采空區（廢石來源于斜坡道開拓），在保證廢石堆高度與頂板距離為0.5-1m的前提下再對廢石堆表面進行膠結充填，充填厚度為0.5-1m。

6 經濟技術指標

礦石生產能力：每層200t/d；

采場勞動生產率：70t/班；

礦石損失率：0.5%；

礦石貧化率：3%。

7 成本分析

以第二分層計算，采高4米計算，地質礦量25900噸，地質錫品位3.304%，錫金屬856噸，地質銅品位0.265%，銅金屬69噸。由貧化率為8%，損失率為5%，則采出礦量為26740噸，采出錫品位3.04%，錫金屬813噸；采出銅品位0.244%，銅金屬65噸。

按上半年品位為3%原礦錫金屬價格為65130元/噸，品位為0.244%原礦銅金屬價格為19000元/噸計算。則總價值為813*65130+65*19000=5418.569萬元。

混凝土用量2488m？，單位成本1500元/m？，總充填成本為373.2萬元，通過分攤原礦錫金屬充填成本為4486元/噸，原礦銅金屬充填成本為1309元/噸。廢石用量2820m？，單位成本100元/m？，總充填成本為28.2萬元，通過分攤原礦錫金屬充填成本為339元/噸，原礦銅金屬充填成本為99元/噸。按上半年原礦石平均成本350.7元/噸，總成本為26740*350.7=937.77萬元，通過分攤除充填成本外原礦錫金屬成本為11272元/噸，原礦銅金屬成本為3288元/噸。

則原礦錫金屬總成本為16097元/噸，原礦銅金屬總成本為4696元/噸。

每噸錫金屬利潤為65130-16097=49033元；

每噸銅金屬利潤為19000-4696=14304元；

8 向分層塊石膠結充填的評價

（1）礦石回采率較高，貧化率底，對于回采經濟價值較高的礦體很適用。

（2）可以有效的控制地壓，保護頂板，采場不發生陷落，開采不影響上下中段。

（3）勞動生產率大。

（4）充填增加了一部分生產成本，但是回采礦量的增加大大的彌補了這一損失。

（5）人員工作環境好，安全性高。

上向分層塊石膠結充填房柱法在云錫松礦1-2礦體得到了很好的運用，為加快現代化礦山建設，采礦方法變更，運用“新技術、新設備、新工藝”推動“三新”技術，實現了生產方式轉變。對與新設備相配套的采礦工藝、配套工程進行優化，通過裝備、技術的集成創新，實現安全、高效、低貧損、低成本開采，促進傳統型礦山向現代化礦山轉變打下了夯實的基礎。

參考文獻：

[1]韓斌，王賢來，肖衛國.基于多元非線性回歸的井下采場充填體強度頂測及評價[J]采礦與安全工程學報，2012，29（5）：714～718.

[2]盧平.確定膠結充填體強度的理論與實踐[J].黃金，1992，（3）：14～19.

[3]中國有色金屬工業總公司《礦山生產技術規程》起草委員會.《有色金屬礦山生產技術規程》，1990.

[4]采礦手冊委員會等著，采礦設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1987.

[5] 古德生等著.《現代金屬礦床開采科技學技術》.北京冶金工業出版社，2006.

[6] 李建波等著.《金屬礦床地下開采》（第二版）.北京冶金工業出版社，2011.