關于新型全尾砂膠結充填采礦工藝技術的探討

■石強 楊國徽

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院甘肅蘭州730000）

關于新型全尾砂膠結充填采礦工藝技術的探討

■石強 楊國徽

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院甘肅蘭州730000）

隨著采礦工作的不斷開展，對采礦工藝技術的應用也提出更高的要求。本文在研究中主要選取全尾砂膠結充填方式，結合具體的采礦項目，分析該工藝技術應用下采礦方法、充填系統(tǒng)以及充填工藝的具體要求，研究發(fā)現(xiàn)，該工藝技術對與現(xiàn)行采礦工作水平的提高可起到明顯作用。

全尾砂 膠結填充 應用

作為現(xiàn)行采礦工作中重要技術之一，充填采礦技術本身具有工藝復雜、成本高等特點，實際應用中多集中在有色金屬礦山、貴重金屬礦山等方面，而對于高品位金礦并未真正普及。但在當前充填采礦方法不斷完善以及國家倡導節(jié)能減排的背景下，要求在預防地表塌陷、尾砂排放等方面，將充填工藝引入其中。因此，本文對全尾砂膠結充填技術的相關研究，具有十分重要的意義。

1　全尾砂膠結充填工藝應用的項目介紹

本文在研究中，主要選取大水金礦為實例，該金礦周圍居民居住稀少，為藏族牧民賴以生存的放牧區(qū)，地表草場保護尤為重要，礦山已開采25年，礦區(qū)內(nèi)采空區(qū)較多，為防止地表開裂塌陷，探索采用充填采礦法勢在必行。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦山區(qū)域為藏區(qū)高原草甸區(qū)，氣候寒冷。加上礦區(qū)位于黃河上游，要求利用充填工藝使環(huán)境保護及水土流失防治目標得以實現(xiàn)。同時，結合該礦區(qū)的巖體特點，建議在具體充填中選擇砂、廢石作為充填料[1]。

2　全尾砂膠結充填工藝的具體應用研究

2.1采礦方法確定與礦塊布置

結合該礦區(qū)特征，在實際開采中可考慮將充填法、崩落法以及空場法等引入其中。但相比之下，崩落法應用中很可能造成礦石過多損失，成本較高，而空場法應用下，由于金礦礦石具有較高的品位，很容易在開采中出現(xiàn)礦體壓垮情況，所以建議在該礦區(qū)將充填法引入其中。考慮到開采中可能出現(xiàn)塌陷問題，要求在采礦中做好方法的選擇。由于整個礦體較為規(guī)整，所以將空場嗣后充填方式應用于設計選用階段，并在充填系統(tǒng)方面，考慮以全尾砂膠結充填為主。根據(jù)礦體的特征表現(xiàn)，要求引入頂板處理、采準布置、采空區(qū)處理以及分層充填法等方式。同時，在采場布置中，應注意做好相關結構參數(shù)的控制，如礦房礦柱交替布置情況下，應考慮設置10m的寬度，并保證采場布置中與礦體走向相互垂直，并以礦體水平厚度作為長度，且在寬度上保持為20m，實際裝礦中建議將電耙方式與人工方式引入其中。另外，為使礦山經(jīng)濟效益得以提高，要求以實際地質(zhì)條件、采場結構參數(shù)為依據(jù)進行采礦方法的合理選擇，并在實際開采中進行適當調(diào)整。

2.2充填系統(tǒng)的應用

根據(jù)該礦區(qū)主要特征，在應用充填系統(tǒng)中選擇以全尾砂結構充填系統(tǒng)為主，該系統(tǒng)在構成上主要可細化為：第一，全尾砂存儲?？煽紤]將兩個充填系統(tǒng)設置于充填站中，并保證各填充系統(tǒng)中有立式砂倉裝設與其中，砂倉以850m3作為容積。實際進砂中，砂倉底部將會有部分尾砂顆粒沉降其中，而水會向尾礦庫流入。為使進砂得到有效控制，還需將監(jiān)測報警裝置設置于砂倉上部，一旦沉降中到達設定位置，裝置便會自動進行報警信號的發(fā)出，使砂倉進砂過程停止。另外，充填過程中還需將壓氣造漿作業(yè)引入其中，該作業(yè)過程的實現(xiàn)主要依托于砂倉底部的相關裝置，如其中進氣與排氣閥門，可通過閥門操作完成尾砂造漿過程。在全尾砂造漿結束后，便需傳送至攪拌機，同時要求檢測放砂量，若存在不合理現(xiàn)狀，需做好調(diào)節(jié)工作。

第二，水泥給料線。在該充填工藝運用下，要求在膠結劑應用方面以硅酸鹽水泥為主。操作中可利用水泥罐車將散裝水泥向充填站運輸，在吹灰管應用下將水泥存儲于水泥倉中。但需注意吹灰中可能有雜物一同被送入水泥倉中，所以應將過濾裝置設置于吹灰管上，并考慮將袋式收塵器、雷達料位計設置于水泥倉頂位置。而底部位置則以給料機、螺旋閘門為主，具體充填過程中僅需打開閥門即可，并利用給料機對給料量進行控制。除此之外，充填系統(tǒng)設計中，還應保證充填料漿制備、調(diào)濃水供給線得以實現(xiàn)。

第三，自動控制系統(tǒng)。在充填過程中往往面臨配比、流量以及料漿濃度等問題，要求引入自控系統(tǒng)，適時檢測與調(diào)整其中的參數(shù)，包括水泥給料量、放砂流量以及料漿流量等。同時，該系統(tǒng)運行中要求將其中的參數(shù)能夠顯示出來，確保整個系統(tǒng)運行得到監(jiān)控與管理[2]。

2.3充填工藝的引入

充填工藝應用下，首先應保證全尾砂膠結充填能夠滿足金礦山開采要求。該工藝應用下采用的全尾砂充填系統(tǒng)，其能夠使充填料漿濃度得以提高，保證工藝技術運用中滿足采場不脫水，有利于充填質(zhì)量得到保障。其次，應保證充填工藝下滿足管道自流輸送要求。技術應用下要求對料漿輸送阻力進行計算，并盡可能維持在71% -72%的充填料漿濃度上，以此滿足料漿自流輸送要求。再次，脫水制備技術。對于濃度保持在8%-10%的尾砂，將其運輸至充填站中，能夠滿足自然沉降脫水要求，整個尾砂脫水能耗較小。最后，自動控制技術應用下，可滿足運行參數(shù)檢測與調(diào)整要求。通過填充系統(tǒng)的應用以及填充工藝的引入，可發(fā)現(xiàn)，對于該區(qū)域采礦中充填工藝的應用，最終得到的料漿濃度能夠保持68%-71%之間，結構流體穩(wěn)定性較強，能夠滿足大倍線自流輸送要求。同時，對于充填體，其在強度上較高，與實際礦山安全要求相吻合。另外，該充填采礦工藝應用下，對于傳統(tǒng)充填成本過高等問題也可解決，整體重填成本都下降許多。由此可見，將充填采礦工藝引入實際采礦工作中，具有較多明顯優(yōu)勢，建議在實際礦山開采中充分利用該項技術[3]。

3　結論

全尾砂膠結充填技術的應用是提升現(xiàn)代采礦水平的重要途徑。實際應用該技術中，應正確認識充填技術的基本內(nèi)涵，結合采礦區(qū)域實際情況，做好充填系統(tǒng)的設計，保證其中全尾砂存儲、自動控制系統(tǒng)、調(diào)濃水供給線以及水泥給料線等發(fā)揮其應有的功能。通過文章研究發(fā)現(xiàn)，無論從充填質(zhì)量角度，還是充填成本上看，該技術應用優(yōu)勢都較為明顯，能夠推動采礦水平的整體提高。

[1]王喜兵,龐計來,李紅橋.新型全尾砂膠結充填采礦工藝技術研究與應用 [J].采礦技術,2010,03:1-5.

[2]徐飛.“三下”礦體開采全尾砂膠結充填體強度研究 [D].長沙礦山研究院,2014.

[3]張德明.深井充填管道磨損機理及可靠性評價體系研究 [D].中南大學,2012.

P61[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-343-1

石強（1971～），男，中專，地礦工程師，研究方向為采礦技術。