充填采礦法在雞籠山金礦床開采中的應(yīng)用

肖志奎

(湖北雞籠山黃金礦業(yè)有限公司， 湖北 黃石市 435231)

根據(jù)礦床的賦存條件及圍巖的特性，選擇合理的開采方法，安全高效地采出礦石，有助于礦業(yè)開采的發(fā)展[1]。在巖金礦床的回采中，充填采礦技術(shù)是一種行之有效的回采方法。本文根據(jù)雞籠山金礦床的地質(zhì)構(gòu)造特點及圍巖的賦存情況，以及回采過程中碰到的問題，對充填法開采技術(shù)在雞籠山金礦床回采中的應(yīng)用作較詳細(xì)的介紹。

1 雞籠山金礦床賦存條件

雞籠山金礦地處湖北陽新縣富池鎮(zhèn)，屬中型礦山，年生產(chǎn)金銅礦石45萬t。礦體主要賦存于雞籠山酸性花崗斑巖體與三迭系大冶組碳酸鹽巖的接觸帶及其附近，呈明顯的帶狀分布。礦床上盤是花崗閃長斑巖，下盤是大理巖，礦石中等穩(wěn)固，礦體一般傾角為75°以上，厚度一般為5～20 m，礦石出礦品位銅1%、金1 g/t。根據(jù)該礦床的實際開采情況，選擇上向水平分層充填采礦法開采。

2 充填開采技術(shù)在雞籠山金礦的應(yīng)用

2.1 充填法開采的特點

充填法是將礦石回采后，用廢石或尾砂充填回采后形成的空區(qū)，控制回采后采場形成的地壓，為下一步回采作業(yè)創(chuàng)造安全和方便條件。它的最大特點是回采率高、對地表環(huán)境破壞小，能回采一些尚未開發(fā)的難采礦體。

2.2 充填采礦法構(gòu)成要素

充填法特別適合開采傾斜或急傾斜的礦床，實際回采設(shè)計中，若礦塊長度大于50 m，按沿礦體走向長度約50 m的間距劃分采場，在采場兩端布置人行通風(fēng)天井，這兩條人行通風(fēng)天井都與上、下中段的巷道或川脈聯(lián)通，以便于通風(fēng)、人行，運送材料、鑿巖設(shè)備、炸藥等，在天井內(nèi)沿豎直方向每隔一定距離掘進聯(lián)絡(luò)道與回采作業(yè)的采空區(qū)聯(lián)通。另外，在回采的礦塊內(nèi)預(yù)先掘進溜礦井，在溜礦井下安裝振動放礦漏斗，將采場回采的礦石放入礦車，然后將其運走。

首先在礦塊底柱之上掘進拉底巷，拉底巷道掘進完成后，再擴采，采下的礦石用鏟車運送到放礦溜井。對一個礦塊進行回采，第一分層回采高度為4.5 m，其它分層回采高度為3 m。待該采場本分層回采結(jié)束后，進行充填工作。充填前，在原溜礦井口上接直徑為1.5 m、高1.5 m的鋼井筒兩節(jié)，外包裹兩層過濾布起濾水作用。充填完畢后，進行下一分層回采。

2.3 雞籠山金礦充填法回采實例

雞籠山金礦-490 m中段49122礦塊的回采是充填法的典型應(yīng)用。該礦塊賦存于大理巖與斑巖的接觸帶中，礦石中等穩(wěn)固。49122礦塊在12～14線，-440 m中段至-490 m中段之間，走向約為129°，傾向約為39°，傾角35°～60°，礦塊長50 m，礦體平均厚7 m，最大厚度為12 m。礦體的厚度由下往上變薄，在-470～-490 m約為11 m，在-440 m中段厚度為3 m。

該礦塊的礦體及頂?shù)装鍘r石屬中等穩(wěn)固—穩(wěn)固。局部頂板為蝕變花崗閃長斑巖，穩(wěn)固性差。結(jié)合礦山多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗，選擇上向水平分層充填采礦法回采該礦塊。

(1) 礦塊結(jié)構(gòu)及參數(shù)。礦房沿走向布置，長度為50 m，寬取礦體的厚度(3～10 m)。-440～-490 m垂直高度為50 m。礦塊的形態(tài)規(guī)整，底柱高5 m，不留頂柱，在采場中布置兩條溜礦井。

(2) 采準(zhǔn)切割。采切工程包括兩條通風(fēng)行人天井(即12線和14線天井)，每隔5 m掘進天井聯(lián)絡(luò)道1條，長2.5 m；溜礦井布置在12線和-12線；切割巷道布置在距-490 m中段穿脈巷道底板往上5 m的位置，沿礦體走向展開。

(3) 回采工藝。首先沿礦體走向掘出切割巷道，然后沿礦體全厚拉底，形成3 m高的拉底空間。將采下的礦石用0. 7 m3鏟運機運到礦石溜井，待礦石搬運完后，再往上鉆鑿淺孔，炮孔交錯布置，孔深1.5～2. 0 m，排距0.5 m，孔間距0.6～0. 8 m，爆破使用2#巖石硝銨炸藥，用非電毫秒雷管起爆。每分層回采炮孔施工完畢后，分2～3次裝藥爆破。爆破時做好警戒，通知臨近采場的作業(yè)人員和離爆破點較近的人員撤離到安全的地方躲避。爆破后，過30 min方可解除警戒。

(4) 采場充填。充填料采用廢石和尾砂膠結(jié)充填，每次充填鋪以灰砂比1∶8的500 mm厚的膠結(jié)面。待膠結(jié)面形成強度后，再向上回采下一個分層，并用鏟運機出礦。為了減小采場的暴露面積，要求該礦塊兩側(cè)鄰近的49102礦塊和49142礦塊的回采與49122礦塊回采不處于同一分層，要求錯開5～6個分層，即49122礦塊回采時采場底板標(biāo)高與兩側(cè)鄰近的49102礦塊和49142礦塊的回采采場底板標(biāo)高相差18 m左右。另外， 49122礦塊回采完一分層后進行充填時，在礦房兩側(cè)形成500 mm厚的膠結(jié)層，以便于隨后兩側(cè)鄰近的49102礦塊和49142礦塊的回采。

(5) 采場通風(fēng)。新鮮風(fēng)流由人行天井下部經(jīng)聯(lián)絡(luò)道進入采場，污風(fēng)由人行天井上部排至上中段巷道中，若采場通風(fēng)困難，可在上中段巷道與本采場連通的人行天井上口增加7.5 kW局扇排出污風(fēng)

(6) 采場支護。對局部不穩(wěn)固地段采用錨桿或錨桿加金屬網(wǎng)支護，以確保鑿巖巷道和出礦通道的穩(wěn)固和安全。回采完一分層后，進行充填。加強采場安全管理至關(guān)重要，下一班鑿巖作業(yè)之前，必須進行橇頂檢查，對浮石、裂隙應(yīng)做到及時處理。

2.4 存在的主要問題

隨著充填該采礦法在雞籠山銅金礦的推廣，也逐漸爆露出一些問題。

(1) 充填質(zhì)量難以符合要求。深部礦巖復(fù)雜，地應(yīng)力大，資源開采強度也不斷增大，由此導(dǎo)致采充循環(huán)時間縮短，再加上充填時的水力勢能大，從而使充填的強度難以及時形成，充填的質(zhì)量往往難以滿足安全開采的要求。

(2) 從深部開采所涉及的高采深或高位能狀態(tài)分析，深部充填亟待解決的主要技術(shù)問題有：漿體輸送中的質(zhì)能傳遞及突變機理和控制方式；管道在高流速作用下磨蝕，振動、爆管、堵管機理及控制措施。

(3) 對高位能條件下漿體進入采空區(qū)后漿體的沉降和流動特性、強度特性、對構(gòu)筑物的安全影響等。

3 進一步完善充填采礦法的建議

(1) 改進過濾方式以及提高漿液的輸送濃度，從而提高充填體的強度，必須加強研究應(yīng)用高效濃密設(shè)備，如高效濃密機、陶瓷過濾機、真空過濾機、盤式過濾機等，為高濃度全尾礦漿的制備提供有效保證。

(2) 采用壓排設(shè)備輸送調(diào)節(jié)各中段輸送壓力，防止輸送堵管現(xiàn)象。提高充填卸料濃度和物料流量控制的自動化，最為關(guān)鍵的是要研制和引進適用于礦山應(yīng)用的自動化設(shè)備和儀表[2]。

(3) 一旦充填料離開漿體供給管路，輸送機卸料端或車輛鏟頭，充填料質(zhì)量控制可能不再受到礦山工作人員制約，應(yīng)盡量縮小充填料移動距離，從而使充填質(zhì)量下降的趨勢得到緩解。

4 回采方法改進及實施效果

對雞籠山銅金礦床回采方法的改進，關(guān)系到雞籠山銅金礦床安全高效生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。2010年，由生產(chǎn)技術(shù)部、采礦車間配合充填站成功進行了充填系統(tǒng)改造。于2012年著手漿液配比的改造。

回采方法的正確帶來礦塊生產(chǎn)的穩(wěn)定，產(chǎn)生的效益是十分明顯的，由于這些改造是在原來的基礎(chǔ)上進行的，整個投資只有200萬元。但取得的效益都十分顯著。2010年上半年，-490 m中段生產(chǎn)礦石8萬t，比上年同期多生產(chǎn)3.5萬t，多創(chuàng)效益140萬元；-440 m中段生產(chǎn)礦石10萬t，比上年同期多生產(chǎn)3萬噸，多創(chuàng)效益110萬元。同樣，由于采礦方法的合理使用以及全體人員共同努力，安全事故也顯著降低。

參考文獻：

[1]《采礦手冊》編輯委員會．采礦手冊(第4卷)[M] ．北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

[2]王運敏．冶金礦山采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢及科技發(fā)展戰(zhàn)略[J] ．金屬礦山，2006(1):19-26.