尾礦充填技術在黃金礦山中的應用與實踐

劉海波，范向偉

（1.河南黃金科技實業公司，河南鄭州 450003；2.河南天泰工程技術有限公司，河南鄭州 450046）

尾礦充填技術在黃金礦山中的應用與實踐

劉海波1，范向偉2

（1.河南黃金科技實業公司，河南鄭州 450003；2.河南天泰工程技術有限公司，河南鄭州 450046）

尾礦常規處置方式是排入尾礦庫堆存，而當前尾礦庫從選址建設到生產運行，客觀上存在安全管理和環境污染等問題，通過采用尾礦充填技術的應用和實踐分析，推進綠色無尾礦山建設，能有效解決尾礦常規處置方式帶來的安全隱患和環境污染問題，對尾礦庫安全與環保具有重要意義。

尾礦庫；尾礦充填；安全；環保

尾礦是礦山企業生產過程中排放的固體廢棄物，尾礦庫是用以貯存金屬、非金屬礦山進行礦石選別后排出尾礦的場所。我國現有尾礦庫12 655座，其中三等以上大中型尾礦庫533座，四、五等小型尾礦庫12 122座。尾礦已成為我國目前產出量最大、堆存量最多的固體廢棄物，已經引起嚴重的環境問題且存在巨大的安全隱患。采用尾礦充填技術，推進綠色無尾礦山建設，即解決了礦山難采礦體回采及擴大產能的難題，同時還能有效減少尾礦排放，減少占用土地及尾礦庫的維護管理費用，將帶來良好的經濟、安全、環保及社會效益。

1 尾礦處置的發展趨勢

尾礦的處置途徑主要有尾礦井下充填、尾礦庫堆存、尾礦綜合利用、尾礦中有用成分或礦物提取、礦石加工過程中的無尾化技術等。其中采用無尾化技術是尾礦處置的最高級形式，其次為尾礦的減量化[1]。

尾礦的減量化包括生產過程的減量化和堆存尾礦的減量化。生產過程的減量化主要是綜合利用礦石中各種礦物成分，最大限度的減少尾礦的產生量；堆存尾礦的減量化主要是指對已經在生產過程中產生的尾礦進行二次回收、尾礦生產建材類產品、尾礦用于開采過程中采空區的充填等，對尾礦堆存的安全保證度最有效方式是采空區充填[2]。

采空區尾礦充填涉及充填材料選擇、充填混合料配比、充填料漿制備、輸送、充填站建設、充填參數自動檢測與控制系統、采場充填工藝、充填質量保證等多個環節，其中充填料漿制備是最關鍵的一個環節，充填料漿濃度高低反映出充填質量高低。本文結合河南某黃金礦山企業尾礦充填實例，對尾礦庫充填技術的應用進行分析[3]。

2 充填工藝

河南某黃金礦山企業采礦方式為尾砂和毛石充填上向采礦，邊采邊回填，工藝比較成熟，充填效益和效果良好，安全得到可靠保障。

充填技術是充填采礦法的核心，采用充填采礦法可以使采礦回采率大幅提高，從而提高礦石資源利用率。充填采礦法既可以提高資源利用率，防止地表塌陷，又可減少固體廢料向地表的排放，是充分利用尾礦資源，實現節地、節能、環保、廢物利用的有效途徑。

2.1 充填料來源

充填料來自選礦廠分級尾砂，根據選礦廠尾砂產率和尾砂粒度組成，+300 目的分級尾砂占全部尾砂產率的55%，日產出量是330t，可滿足充填用量需要，其余旋流器溢流尾砂和充填站砂倉溢流排入尾礦庫。選廠分級尾砂自流至充填站砂倉用于充填。同時，為了減少廢石出坑，統籌安排掘進和采礦與廢石和尾砂充填相結合，確保了尾砂和廢石的最大利用率。

2.2 充填體強度要求

按照所選采礦方法要求，為方便底柱回采，在回采采場第一個分層時需要較高強度的充填體，采用灰砂比（水泥∶尾砂）為1∶4、濃度為70%的充填料漿，充填體強度3～4MPa；其它分層的上部0.3m厚度內充填采用灰砂比（水泥：尾砂）為1：10、濃度為70%的充鎮料漿，充填體強度1MPa，以保證采場鏟運機的安全運行。

2.3 充填系統

充填料為選廠分級尾砂。選礦廠產出的尾砂泵送至充填砂倉內，供井下充填，在采礦工業場地附近施工了兩天充填鉆孔與300m中段相通（每條鉆孔長290m），充填主干管通過300m中段回風平巷及其中段風井后鋪設至下部生產中段，充填支管由上中段巷道鋪設到采場充填天井上口，在充填天井中鋪設軟管到采場內。充填倍線的確定是由充填采場的位置決定的，充填倍線介于2.3～4.0，符合管路自流要求。

2.4 充填泄水、泥砂排放

充填泄水、泥砂從充填采場板墻滲透出后，流入中段平巷內的沉淀坑，將較粗的泥砂沉淀，清水及細泥通過中段水溝排入水倉，經沉淀后通過鏟車將淤泥裝礦車提升至地表。

2.5 經濟技術指標

主要經濟技術指標見表1.

表1 主要經濟技術指標

3 生產運行情況

當前井下采空區一次最大充填料漿量200m3。充填料漿濃度為71%左右，在地表豎井附近設充填料制備站，充填料在站內攪拌制備后，通過充填孔內的充填管輸送到各生產中段，而后根據充填要求輸送到各中段的充填采場。砂倉按照有效總容積不少于2～3 d平均用量或一次最大充填量的原則，充填制備站設計1個455m3立式砂倉，1座30t 水泥倉。站內安裝Φ1 500mm×1 500mm高濃度攪拌槽1 臺，設備生產能力每臺45～55 m3/h。充填方式采用分級尾砂膠結充填。尾砂在選廠分級，分級后的尾砂輸送到充填站立式砂倉儲存，砂倉溢流水由泥漿泵送回選廠，并入選廠尾礦輸送管路，自流到尾礦庫。外購散裝水泥由水泥罐車運來直接吹入水泥倉儲存。充填時，立式砂倉內處于飽和狀態的尾砂，風水聯合造漿，然后經立式砂倉底部放砂管自流放入攪拌槽。水泥通過水泥倉下的螺旋給料機輸送入攪拌槽。尾砂與水泥在攪拌槽內均勻攪拌后通過垂直鉆孔，自流到井下采場充填。

在砂倉至攪拌槽之間的放砂管上及攪拌槽至充填鉆孔之間的充填管上均安裝濃度計、流量計，以檢測充填料漿濃度和流量。

充填鉆孔共兩個（一用一備），位于充填站工業場地附近，孔內安裝充填管路，與300m 中段相通，充填主干管通過300m 中段管纜井鋪設至下部生產中段，充填支管由上中段巷道鋪設到采場充填天井上口，通過充填天井中鋪設到采場內。

井下采場用分級尾砂膠結充填，充填能力略低于井下生產能力，因此用井下廢石子以補充，充填管路從充填回風井進入采場，第一分層回采高度4m左右，回采后充填前必須澆筑人工假底，假底作為下中段回采構筑人工假頂，假底厚度為0.6m，假底內鋪設鋼筋，鋼筋鋪設完畢，用配比1∶4的尾砂膠結充填體，充填體強度不小于4MPa。分層采場一步采場膠結充填，充填料灰砂比為1：10，采場澆面層厚度為0.5m，灰砂比為1∶4，二步采場采用全尾砂充填，采場澆面層厚度為0.5m，灰砂比為1∶6。各分層充填后控頂距為1.0m；進路采場一幅采場全尾充填，采場澆面層厚度為0.5m，灰砂比為1∶4，多幅采場時每幅充填料灰砂比為1∶10，采場澆面層厚度為0.5m，灰砂比為1：4。

4 結束語

河南某黃金礦山企業尾礦充填技術的研究與應用，解決了該黃金礦山企業礦體回采及擴大產能的難題，同時有效減少了尾砂的排放。該充填技術適用于各種賦存條件的礦體開采，尤其是難采礦體，能大幅提高回采率，降低貧化率；可以有效地控制地壓活動，降低地質災害風險；可以有效地阻止巖層發生大規模移動，保護地表不受破壞，維持生態環境；可以有效地利用礦山固體廢物，減少排放，保護環境。

隨著國家對礦山安全生產、環境污染、地質災害等問題的重視以及礦山自身發展的需求，該技術將在礦山采礦工程中產生的固體廢物大量回填到井下采空區，在解決充填材料的來源問題的同時，也解決了環境污染問題。此項目的實施，對同類型礦山的資源開發利用起到了一定的推動作用，具有較大的推廣利用價值。

[1] 田文旗，薛劍光.尾礦庫安全技術與管理[M].北京：煤炭工業出版社，2006：8.

[2] 王安理，李建政.新型尾礦無害化處理工藝及實踐[J].南寧.金屬礦山，2010.

[3] 張曉銅.尾礦充填技術綜述[J].銅業工程，2010，（3）：16-18.

Application and Practice of Tailings Filling Technology in Gold Mine

Liu Hai-bo，Fan Xiang-wei

The conventional disposal method of tailings discharged is discharged into the tailings reservoir，and the current tailings storage from the site construction to the production operation，the objective existence of safety management and environmental pollution and other issues，this paper through the use of tailings fi lling Technology application and practice analysis，to promote the construction of green tailings mine，can effectively solve the conventional disposal of tailings caused by the security risks and environmental pollution problems，the tailings reservoir safety and environmental protection is of great signif i cance.

tailings；tailings fi lling；safety；environmental protection

TD926.4

A

1003–6490（2017）03–0046–02

2017–03–10

劉海波（1980—），男，河南開封人，工程師，主要從事尾礦庫安全評價及咨詢設計工作。