王愛民

(河北崇禮紫金礦業(yè)有限責(zé)任公司， 河北 崇禮縣 076350)

兩步驟分段空場嗣后充填采礦法充填體混入研究

王愛民

(河北崇禮紫金礦業(yè)有限責(zé)任公司， 河北 崇禮縣 076350)

東坪金礦井下厚大礦體采用兩步驟分段空場嗣后充填采礦法，在礦房回采過程中，礦柱尾砂充填體不同程度混入采下的礦石中，增加了采礦貧化率，并導(dǎo)致選廠礦漿pH值變大，浮選跑槽，尾礦品位居高不下，選礦回收率降低等問題。通過原因分析，提出了“鉆”“探”結(jié)合、預(yù)留礦壁等多種措施使混入率由15%降低到2%以下，有效減少了充填體混入，降低了礦石損失率和貧化率，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

嗣后充填；爆破震動(dòng)；充填體；礦壁

1 概 述

東坪金礦井下厚大礦體主要采用兩步驟分段空場嗣后充填采礦法，礦塊垂直礦體走向布置，長為礦體的水平厚度，寬30 m，礦柱寬10 m，礦房寬20 m；底柱10 m(含巷道)，分段高10 m，中段高度40 m；底部結(jié)構(gòu)采用塹溝底部結(jié)構(gòu)，鏟運(yùn)機(jī)出礦。一步驟先回采10 m寬礦柱，尾砂膠結(jié)充填后，二步驟再回采20 m礦房采場。目前所用的采礦方法在東坪金礦工藝成熟，操作便捷。

東坪金礦在回采二步驟礦房時(shí)，礦柱尾砂充填體不同程度混入采下的礦石中，導(dǎo)致選廠礦漿pH值變大，浮選跑槽，選礦回收率降低，尾礦品位居高不下，最高達(dá)到0.8～0.9 g/t，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。選廠技術(shù)人員通過分析研究，最終確定是由于入選原礦中混入充填體，造成礦漿pH值變大，并呈不穩(wěn)定變化，影響了整個(gè)浮選工藝。因此，為保持浮選工藝穩(wěn)定，提高選礦回收率，必須減少原礦中充填體的混入。

2 充填體混入的原因分析

針對原礦中混入充填體的問題，通過對整個(gè)回采工藝、現(xiàn)場作業(yè)各環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)研究分析后，得出充填體混入的主要原因有以下幾點(diǎn)：

(1) 充填體強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。根據(jù)對礦房回采過程中，片幫落入采場中的充填體強(qiáng)度的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)充填體強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，造成一步驟膠結(jié)充填的礦柱固結(jié)性不強(qiáng)，礦房回采時(shí)導(dǎo)致礦柱部分充填體塌落。

(2) 一步驟礦柱回采超挖。一步驟礦柱回采時(shí)，在裂隙及結(jié)構(gòu)面發(fā)育的地方，由于礦體不穩(wěn)固，實(shí)際爆下的礦體范圍超出了礦柱的設(shè)計(jì)范圍，即一步驟礦柱回采時(shí)超挖了二步驟礦房開采范圍。一步驟回采后，由于沒有對礦柱回采后的空區(qū)進(jìn)行測量，造成二步驟回采時(shí)，設(shè)計(jì)炮孔進(jìn)入到充填體里面，從而導(dǎo)致二步驟回采時(shí)爆下一步驟超挖部分的充填體，造成礦石的貧化。

(3) 爆破震動(dòng)破壞礦柱充填體。礦房采場回采時(shí)，通過現(xiàn)場觀察，礦柱充填體有被爆破震動(dòng)破壞的現(xiàn)象，在礦房回采周期內(nèi)，礦柱充填體因爆破震動(dòng)原因，完整性受到影響，部分充填體脫落混入崩落礦石中，導(dǎo)致回采的二次貧化。

(4) 充填跑漿及管理不到位導(dǎo)致回采貧化。由于裂隙發(fā)育，充填礦柱采場時(shí)容易出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象，在礦房各分層鑿巖巷道中出現(xiàn)大量充填體，由于管理不到位，跑漿充填體未得到有效的處理，隨著放炮一起混入礦石中；另外，在充填一步驟礦柱采場時(shí)，部分二步驟采場中探礦穿脈也被充填，沒有對其進(jìn)行有效的處理，出礦時(shí)，隨礦石被鏟運(yùn)至溜井運(yùn)至選廠。

3 解決充填體混入的方法研究

3.1 優(yōu)化充填體配比，提高充填體強(qiáng)度

為盡量模擬井下的實(shí)際環(huán)境，在井下進(jìn)行充填體配比及養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)。分別測試了1∶6，1∶8，1∶10等灰砂比在7，14，28 d以及更長養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi)的充填體單軸抗壓強(qiáng)度。

試驗(yàn)結(jié)果表明，1∶10的充填體單軸抗壓強(qiáng)度尚未達(dá)到室內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)的1.5 MPa，充填料漿濃度對充填體強(qiáng)度影響較大，高濃度料漿充填體強(qiáng)度大，因此，充填時(shí)，在保證自流的情況下，需盡量提高充填體的濃度；此外，充填體強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長而逐漸增大，特別是在28 d內(nèi)強(qiáng)度提高較快。因此，在回采二步驟采場時(shí)，應(yīng)提前做好一步驟采場的充填，確保礦柱充填體充足的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證充填體強(qiáng)度。水泥強(qiáng)度越大充填體強(qiáng)度也越大，試驗(yàn)中，采用標(biāo)號42.5復(fù)合硅酸鹽水泥、1∶6灰砂比的充填體強(qiáng)度高于采用標(biāo)號32.5復(fù)合硅酸鹽水泥、1∶4灰砂比的充填體強(qiáng)度(見圖1～圖2)，綜合成本測算，為保證礦柱充填體的整體穩(wěn)定性及完整性，可適當(dāng)降低灰砂比1∶10的充填體高度。

圖1 標(biāo)號32.5水泥、1∶4灰砂比的充填體強(qiáng)度曲線

圖2 標(biāo)號42.5水泥、1∶6灰砂比的充填體強(qiáng)度曲線

3.2 “鉆”“探”結(jié)合，確定礦房邊界

針對礦柱采場超挖問題，二步驟回采時(shí)，通過“鉆”“探”結(jié)合方式，確定礦房實(shí)際邊界，重現(xiàn)圈定礦房。每個(gè)分層每隔9.80 m設(shè)計(jì)中深孔探孔重新圈定礦房邊界，探孔在剖面上盡量保證在一條直線上，有利于進(jìn)行后續(xù)圈定邊界工作，探孔在底部處理后，可作為爆破的中深孔鉆孔利用，做到“鉆”“探”結(jié)合，節(jié)約工程。同時(shí)施工過程中，設(shè)計(jì)人員到井下進(jìn)行跟班作業(yè)，確保記錄每排探孔真實(shí)的施工距離，在到達(dá)設(shè)計(jì)終孔邊界，沒有見到充填體時(shí)，進(jìn)行探孔加深，直至打到充填體；根據(jù)探孔情況，重新圈定礦房的邊界，再進(jìn)行合理的中深孔炮孔設(shè)計(jì)，這樣可以精準(zhǔn)的確定礦房爆破界限，盡量保證不爆下充填體。同時(shí)，還可以回收原來礦柱采場由于放炮不到位而損失的礦石。

3.3 預(yù)留礦壁，保護(hù)礦柱充填體

針對放炮過程中，爆破震動(dòng)破壞礦柱采場充填穩(wěn)定導(dǎo)致充填體混入的問題，提出預(yù)留礦壁，保護(hù)礦柱充填體的措施。為保護(hù)礦柱，避免預(yù)留礦壁造成礦體損失，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了0.5，0.7，0.8，1.0 m四組試驗(yàn)，在1224中段15S-28采場分別進(jìn)行了留0.5 m礦壁試驗(yàn)以及留1.0 m礦壁試驗(yàn)、在1264中段17S-8采場分別進(jìn)行了留0.7 m礦壁試驗(yàn)以及留0.8 m礦壁試驗(yàn)。通過觀察并統(tǒng)計(jì)各組試驗(yàn)條件下的充填體破壞及混入情況，以及礦體損失率，結(jié)果表明，在礦壁留0.7 m厚的情況下，既能有效地保護(hù)好礦柱充填體，又不影響礦房回采。

3.4 加強(qiáng)管理，預(yù)防跑漿

針對充填體出現(xiàn)跑漿，在礦房各分層鑿巖巷道中出現(xiàn)大量充填體的問題，采取對采礦班組加強(qiáng)管理。二步驟回采前，必須清理完各個(gè)分層的充填體，包括以前探礦穿脈的充填體，經(jīng)技術(shù)人員驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行中深孔爆破作業(yè)；加強(qiáng)對出礦工人的培訓(xùn)教育，制定獎(jiǎng)懲制度，保證在充填體混入較多時(shí)，及時(shí)進(jìn)行礦碴的分離，避免出礦時(shí)大量充填體混入礦石中。

4 結(jié) 論

通過技術(shù)攻關(guān)，采取上述措施，礦柱充填體穩(wěn)定性得到了提高，充填體混入率大大降低，混入率由15%降低到2%以下。入選礦石質(zhì)量大為提高，浮選礦漿pH值基本穩(wěn)定，選礦回收率明顯提高，尾礦品位得到了有效控制，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升顯著。

[1]周愛民.礦山廢料膠結(jié)充填(第二版)[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[2]秦麗娜，尚志輝.PH值對浮選過程的影響[J].酒鋼科技,2013(4).

[3]王施璐，袁錦鋒，王志鴻.嗣后充填法礦柱穩(wěn)定性分析[J].銅業(yè)工,2014(2).

[4]黃明發(fā).分段空場嗣后充填采礦法在龍江亭銅礦的應(yīng)用[J].采礦技術(shù)，2015,15(7).

[5]于潤倉.采礦工程師手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

馬啟彪(1975-)，男，吉林榆樹人，碩士，工程師，研究方向?yàn)榻饘俚V床開采及優(yōu)化，Email：herongxing@mail.neu.edu.cn。

2016￣12￣01)