郭榮魁 段恒甲

云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司 云南 香格里拉 674400

不同的礦山在開采過程中應(yīng)總分思考其開采裝備水平、技術(shù)管理水平、經(jīng)濟(jì)條件等多方面因素，合有效結(jié)合多種采礦技術(shù)，理選擇礦山開采方法，保證采礦工作安全可靠，盡量降低經(jīng)濟(jì)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[1]。

某金屬礦礦寬體總體呈脈狀，傾角60～80°，走向在340～50°之間，礦體厚度最薄為3 m，最厚為25米。此礦山的礦物礦石組成主要成分為磁鐵礦，比較穩(wěn)固；盤圍巖組成不穩(wěn)固，主要為蛇紋大理巖、黑云化濕片巖、蛇紋巖；下盤圍巖比較穩(wěn)固，主要包括透輝變粒巖、磁鐵透輝巖等。因?yàn)榈乇聿辉试S塌落，所以采用豎井進(jìn)行礦床開拓，開采方法應(yīng)用充填采礦方法。

一、上向分層充填采礦法的提出

在開采前期，應(yīng)依據(jù)礦山開發(fā)利用方案明確的采礦方法，礦房回采方法為兩步回采。

在礦房開采過程中出現(xiàn)了以下三方面問題:一是回采一步礦房完成之后的膠結(jié)充填方法為m(尾砂):(膠固粉)，其配比為1:6～1:4，此方法成本較高，浪費(fèi)了經(jīng)濟(jì)資源；二是圍巖塌落之后，礦房暴露面積明顯增加，導(dǎo)致礦房不能較好控制采礦高度，在中段二步回采以及此礦區(qū)地壓的管理工作帶來了很大安全隱患；三是上盤圍巖巖石的穩(wěn)固性較低，在大量放礦的過程中，礦房大聲垮塌，大量廢石混入，導(dǎo)致礦石開采率降低。結(jié)合此礦山的是實(shí)際情況，并綜合思考上下盤圍巖、經(jīng)濟(jì)成本、貧化率以及損失等多種因素，之后采用上向分層充填采礦法開采礦床。

二、礦房的采準(zhǔn)工程布置、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及采礦工藝

施工的技術(shù)參數(shù)主要包括:炮孔直徑在40～45 mm之間，釬頭直徑在38～40 mm之間，孔距在0.8～1.3 m之間，最小抵抗線在0.8～1.2 m之間，孔深在2.0～3.0 m之間。應(yīng)用2號(hào)巖石炸藥進(jìn)行爆破。

中段高度為50 m。如果礦體的厚度小于15 m，礦房的走向布置選擇沿礦體走向，礦房長度為礦體厚度，寬度為12.5 m，每個(gè)礦房之間設(shè)置兩個(gè)安全人行通道，其位置分別在礦體的下盤脈外和脈內(nèi)；如果礦體的厚度超過15 m，礦房的走向布置選擇垂直走向，礦房長度在30～40 m之間，寬度為礦體厚度。礦房分層高度為5 m，上向分層回采過程中，順路將泄水井和鋼溜井架設(shè)完畢。

礦房每次回采的落礦高度通常保持在2.0～2.5 m之間，回采方向?yàn)閺南轮辽?，崩落的礦石通過鋼溜井—振動(dòng)放礦機(jī)—主提升井的環(huán)節(jié)，最后經(jīng)由罐籠將其提升到地表面的礦石堆場。

三、充填工藝

本次采礦使用的充填材料選擇全尾砂加膠固粉。膠固粉尾礦砂漿與水泥相比具有離析現(xiàn)象較弱、脫水時(shí)間較短的優(yōu)點(diǎn)，所以此種充填材料對(duì)對(duì)周圍環(huán)境的污染也得到了有效控制，明顯減少。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，充填試塊強(qiáng)度與膠固粉添加量又密切關(guān)系。當(dāng)充填料漿的濃度一致時(shí)，膠固粉的添加量越多，試塊的單軸極限抗壓強(qiáng)度也越高，在保證充填體強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，保證灰(膠固粉)砂(礦尾砂)的配比合理，對(duì)于降低充填成本和提高充填質(zhì)量有重要意義[2]。鑒于此，應(yīng)依據(jù)采場回采具體工藝要求充填體強(qiáng)度的具體標(biāo)準(zhǔn)對(duì)灰砂配比進(jìn)行合理調(diào)整。除了膠固粉添加量因素，充填料漿的濃度也會(huì)影響充填試塊的強(qiáng)度。在灰砂配比一致時(shí)，充填料漿的濃度越高，充填試塊的強(qiáng)度也越高。在相同的可比條件下，此因素對(duì)試塊強(qiáng)度的影響要明顯高于充填料漿濃度因素的影響。結(jié)合某金屬礦場的具體要求標(biāo)準(zhǔn)，通過塌落度測定、料漿濃度、尾砂沉降試驗(yàn)以及試塊抗壓強(qiáng)度等對(duì)充填指標(biāo)進(jìn)行合理選擇。

(一)充填材料。采空區(qū)充填料為灰砂質(zhì)量比=1:4～1:12的尾礦和膠固粉膠結(jié)砂漿，充填料漿的濃度在60～65%之間。分二步充填，每次分層充填的高度在2～2.5 m之間，先使用1:12的灰砂質(zhì)量比進(jìn)行充填，預(yù)留出0.5 m之后再使用1:4的灰砂質(zhì)量比進(jìn)行充填。

(二)充填步驟。首先使用毛石砼砌封堵墻。在防堵之前應(yīng)保證人行安全通道暢通。如果礦房分層巷道與充填高度交錯(cuò)，必須密閉封堵分層巷道。

其次，進(jìn)行電焊焊接，并順路將鋼溜井架設(shè)好。鋼膜的直徑最大不超過2 m，一般為1.5 m，厚度為10 mm，每節(jié)高度大約為1.0 m。鋼溜井必須可靠牢固，并在其外壁將部分預(yù)埋件焊接完成。

接下來將充填管的各種配件安裝好。在膠結(jié)充填礦房的分層過程中，先使用1:12的灰砂質(zhì)量比進(jìn)行充填。

最后充填膠結(jié)面。

四、采用上向分層充填采礦法的優(yōu)勢(shì)

首先，上向分層充填采礦法解決了采場貧化率降低的問題。原有的采礦方案中，極易造成邊幫頂板發(fā)生垮塌，礦房在采礦過程中因?yàn)樯舷卤P和房頂板的暴露面積較大，導(dǎo)致貧化嚴(yán)重。實(shí)踐表明，礦場的采礦過程中，在礦房頂板地壓管理礦房預(yù)留點(diǎn)柱以及減少邊幫圍巖的暴露面積具有非常重要的作用[3]。采用上向分層充填采礦法后，有效解決了礦房頂板穩(wěn)固性較低問題，貧化率明顯降低。

其次，上向分層充填采礦法有效保障了礦塊地壓安全管理工作質(zhì)量。原采礦方案屬于事后充填采礦方法，在采礦過程中，優(yōu)于大量廢石混入、頂?shù)妆P圍巖不穩(wěn)固，采場邊幫的暴露面積也較大，因此采用措施進(jìn)行充填，可以有效減少地壓施工狀況。

此外，上向分層充填采礦法還提高了礦塊的回采率。原采礦方案中采用二步回采、一步膠結(jié)充填方案，但是在實(shí)際過程中，因?yàn)槎喾N因素影響，礦房部分礦石尚未被采出。而應(yīng)用此采礦方法后，圍巖垮塌范圍和時(shí)間均得到有效控制，礦塊的回采率明顯提高。

結(jié)束語

總而言之，在金屬礦中應(yīng)用上向分層充填采礦法，不僅保證的充填料脫水充分，還可以保證充填料對(duì)擋墻壓力充足，礦房充填分二步進(jìn)行，更加可靠、實(shí)用和簡單，值得進(jìn)一步發(fā)展和完善。