充填采礦法在高寒草原環(huán)境下的應(yīng)用

高紅利+紀永剛+趙杰+李紀玉

摘要：阿爾哈達鉛鋅礦對局部品位較高、礦體不穩(wěn)固礦段采用進路法開采。上向進路尾砂膠結(jié)充填采礦法礦體沿礦體走向布置，礦體長100m左右，進路斷面為（3.5～4）m×（3.5～4）m。充填系統(tǒng)的充填方式可以采用分級尾砂水砂充填及水泥膠結(jié)充填兩種方式，充填材料的濃度在65%～70%之間。采場充填前先在進路的入口處采用木樁及木板建筑充填擋墻，里面用塑料編織袋或者草袋去做濾水層，待充填進路和充填擋墻的之間的縫隙要用水泥砂漿封閉，防止跑漿漏漿。

關(guān)鍵詞：充填采礦法；高寒草原環(huán)境；充填制備站；采場充填；充填進路；充填擋墻

中圖分類號：TD853 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0055-02

阿爾哈達鉛鋅礦礦區(qū)的大地構(gòu)造位置位于內(nèi)蒙古-興安嶺地槽褶皺系（Ⅰ）、東烏旗-二連浩特復(fù)背斜（Ⅱ）北東部的東烏旗褶皺束（Ⅲ）內(nèi)。在成礦區(qū)帶上處于內(nèi)蒙古錫林浩特到東烏珠穆沁旗的多金屬成礦地帶的東段。對局部品位較高、礦體不穩(wěn)固礦段，礦區(qū)采用進路法開采。

1 上向進路尾砂膠結(jié)充填采礦法

1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

上向進路尾砂膠結(jié)充填采礦法礦體沿著礦體的走向布置，礦體的長度在100m左右，進路的斷面是（3.5～4）m×（3.5～4）m，按礦體的厚度布置進路，按照回采時間隔進行。

1.2 采準切割

在礦體的下盤布置階段運輸平巷和分層聯(lián)絡(luò)巷及斜坡道，每個分層的聯(lián)絡(luò)道負責(zé)三個分層的回采。在垂直方向上每隔10～12m布置分層聯(lián)絡(luò)巷，巷道的斷面為（3.5～4）m×（3.5～4）m。在礦體的上盤及下盤分別設(shè)置充填回風(fēng)井及礦石溜井。采切設(shè)備包括鑿巖設(shè)備YT-27、YS-45鑿巖機及單臂液壓鑿巖臺車，出渣設(shè)備CY-2.0柴油鏟運機、Z-30裝巖機。

1.3 回采工藝

回采前先從礦體的中間施工垂直礦體走向的分層進路，然后沿礦體三維走向往礦體的兩端采用進路進行回采。在進路里應(yīng)用無軌鑿巖臺車打眼，采用光面爆破，出礦采用電動鏟運機，出礦完畢，應(yīng)用錨桿進行支護。如此循環(huán)作業(yè)，直到整個進路的礦石回采完畢。

2 充填制備站

2.1 設(shè)計依據(jù)

根據(jù)礦山生產(chǎn)需要，井下采空區(qū)需要充填。設(shè)計充填站1座。（1）充填采礦方法生產(chǎn)能力為3000t/d；（2）充填系統(tǒng)的充填方式可以采用分級尾砂水砂充填及水泥膠結(jié)充填兩種方式；（3）充填料濃度：充填材料的濃度在65%～70%之間。

2.2 主要設(shè)施

（1）砂倉。設(shè)計采用立式砂倉，共2座。砂倉直徑9.5m，容積1500m3，總?cè)莘e3000m3；（2）水泥倉。膠結(jié)材料采用散裝水泥，充填站內(nèi)設(shè)200t水泥倉1座；（3）攪拌站。尾砂和水泥利用攪拌筒攪拌，攪拌筒規(guī)格Φ2.0×2.0m，2臺，配套電機功率30kW。

2.3 充填工藝

對選廠的尾礦進行分級后應(yīng)用泵送到立式砂倉的頂部然后進入立式砂倉，沉淀之后便可形成飽和的尾砂提供給井下充填使用。充填溢流管應(yīng)用Φ108×5型的無縫鋼管。沉淀之后的尾砂在立式砂倉的底部加高壓水去造漿，采用重力放砂。尾砂經(jīng)過放砂管直接進入到高濃度攪拌筒攪拌。尾砂的造漿采用3臺D25-30×6型離心泵。散裝水泥采用水泥罐車運輸?shù)匠涮钫荆捎酶邏簹饬鞔颠M水泥倉。膠結(jié)充填時倉內(nèi)的散裝水泥利用螺旋給料機給料，散裝水泥輸送到充填攪拌筒內(nèi)和分級尾砂混合。攪拌的過程中通過控制水量去調(diào)整充填料的濃度。充填站的最大充填能力為120m3/h。充填料經(jīng)過攪拌后，通過充填管道經(jīng)充填鉆孔輸送到井下的充填采場，充填料通過無縫鋼管充填管路輸送，輸送管路的型號為Φ159×6.5mm。

3 采場充填

采場充填前先在進路的入口處采用木樁及木板建筑充填擋墻，里面用塑料編織袋或者草袋去做濾水層，待充填進路和充填擋墻之間的縫隙要用水泥砂漿封閉，防止跑漿漏漿。

采場充填準備檢查完畢，地面地下各崗位人員就位，充填工作開始。首先放水試通管道。采場充填工見清水后應(yīng)將清水排到人行井中，并通知地表攪拌站停水，或地表攪拌給沖洗開始1～2分鐘時立即停水，等待地下是否看得到清水。然后便開始放尾砂。第一步回采后的進路采用1∶4的灰砂比砂漿充填，第二步回采后的進路采用1∶8～10的灰砂比砂漿充填或者全尾砂充填。

4 結(jié)語

為了確保充填料的接頂，充填分為兩個階段進行，第一階段充填完后，要暫停一個班，然后在第二階段進行充填。隨著進路里充填高度的變高，在進路上開口的位置觀察到充填已經(jīng)接頂時，在合適的位置鋸斷充填管路，然后停止充填。充填結(jié)束時，應(yīng)放水清洗管道3～5分鐘，當見到清水時為止。采場充填工發(fā)現(xiàn)濃度聚降后，立即將管道放到回風(fēng)井中，把帶有泥砂的污水排到采場外。

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作者簡介：高紅利（1971-），山東呂樂人，錫林郭勒盟山金阿爾哈達礦業(yè)有限公司工程師，研究方向：采礦技術(shù)

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