上向進(jìn)路（分層）充填采礦法的礦石損失貧化控制措施

劉銘*，陳賢初，朱潔

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上向進(jìn)路（分層）充填采礦法的礦石損失貧化控制措施

劉銘1*，陳賢初1，朱潔2

（1.淮北市東鑫礦業(yè)有限公司，安徽淮北，235000；2.濉溪縣安監(jiān)局，安徽濉溪，235100）

礦產(chǎn)資源作為人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是有限的不可再生的耗竭性的，如何合理開(kāi)發(fā)利用，降低礦床開(kāi)采中損失和貧化，保護(hù)資源和環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路，為子孫后代開(kāi)發(fā)利用留下良好的發(fā)展空間和足夠的資源，是亟待解決的問(wèn)題。

礦產(chǎn)資源；損失和貧化；保護(hù)資源和環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展

引言

當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)步入快車道，對(duì)能源和礦物原料的需求不斷增大。然而能源、礦產(chǎn)品的短缺和礦床品位的降低，使礦產(chǎn)資源的有限性和經(jīng)濟(jì)需求之間的矛盾日益尖銳。為此合理開(kāi)采和利用礦產(chǎn)資源，降低礦床開(kāi)采中損失和貧化，保護(hù)資源和環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路，是功在當(dāng)代，利在千秋的偉業(yè)。本文從劉樓銅鐵(金)礦礦石損失、貧化管理經(jīng)驗(yàn)中，探討有關(guān)上向進(jìn)路(分層)充填采礦法的礦石開(kāi)采損失貧化控制措施。

1 劉樓銅鐵(金)礦概況

淮北市東鑫礦業(yè)有限公司劉樓銅鐵(金)礦地處淮北平原(標(biāo)高+28m)，屬接觸交代矽卡巖型礦床，礦體不規(guī)則但礦石相對(duì)穩(wěn)固，圍巖不穩(wěn)固的急傾斜礦床，工程地質(zhì)條件較差，構(gòu)造裂隙較為發(fā)育。礦體主要賦存于-400m以上，部分礦體向淺部延伸至第四系底板。礦床成礦區(qū)相對(duì)集中但礦體分布較零散，厚度不等。該礦注重科技投入，首先加大生產(chǎn)探礦力度，模清礦體賦存狀態(tài)、工程及水文地質(zhì)情況，進(jìn)行礦床整體開(kāi)采方案布置，合理做好探采結(jié)合工作；其次不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，模索出適合本礦特點(diǎn)的上向進(jìn)路(分層)全尾砂膠結(jié)充填采礦法，為此投入大量資金建立了全尾砂充填系統(tǒng)、添置了數(shù)臺(tái)無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備；第三改造生產(chǎn)系統(tǒng)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。該礦是當(dāng)?shù)孛駹I(yíng)礦山企業(yè)的典范，經(jīng)過(guò)多年的不懈努力和技術(shù)改造，現(xiàn)已成為二級(jí)安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦山和全國(guó)第二批綠色礦山企業(yè)。

該礦一直以來(lái)把保護(hù)礦產(chǎn)資源作為礦山生存的根源，通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，摸索出了較為成功的管理方法，使產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，礦石損失率、貧化率逐年降低，近三年產(chǎn)量、損失、貧化指標(biāo)如表1：

表1 2014~2016年產(chǎn)量、損失、貧化指標(biāo)表

2 上向進(jìn)路(分層)充填采礦法示意圖

上向進(jìn)路充填采礦法垂直礦體走向(也可沿礦體走向)將礦體劃分成小斷面進(jìn)路，隔一采一，自下而上分層回采，即采即充，極大地提高了采礦回采率和安全性，顯著降低了礦石貧化。同時(shí)可兼顧周圍孤立貧小礦體回采。如圖1所示：

圖1 上向進(jìn)路(分層)充填采礦法示意圖

3 上向進(jìn)路(分層)充填采礦法的礦石損失貧化控制措施

3.1 生產(chǎn)地質(zhì)勘探要超前進(jìn)行

（1）及時(shí)為生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確詳細(xì)的資料，要準(zhǔn)確控制礦體空間分布及礦石質(zhì)量變化規(guī)律，確定合理的開(kāi)采順序[2]。只有這樣才有可能做出最佳采礦方案，這是提高回采率降低貧化率的前提。

（2）模清礦區(qū)構(gòu)造情況、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)情況，并針對(duì)影響礦床開(kāi)采的構(gòu)造破碎帶、導(dǎo)水裂隙溶洞及時(shí)進(jìn)行預(yù)注漿處理，對(duì)工程地質(zhì)條件差的地段及時(shí)采取防護(hù)措施，為礦體開(kāi)采營(yíng)造良好的空間環(huán)境。

3.2 優(yōu)化并改造采礦方法，進(jìn)行礦床低貧損開(kāi)采，提高資源利用程度，避免資源浪費(fèi)

科學(xué)合理的開(kāi)采方法是從技術(shù)上降低礦石損失率和貧化率的一個(gè)主要途徑，開(kāi)采礦產(chǎn)資源，必須采取合理的開(kāi)采順序、開(kāi)采方法和選礦工藝[1]，并在生產(chǎn)過(guò)程中不斷改進(jìn)開(kāi)采工藝和提高開(kāi)采技術(shù)水平。劉樓銅鐵(金)礦正是依據(jù)本礦詳細(xì)的礦床特征設(shè)計(jì)出比較合理的上向進(jìn)路(分層)充填采礦案，從生產(chǎn)根源上為降低礦石損失率和貧化率、提高安全性提供了技術(shù)保障。

3.3 提高采礦回采率和降低貧化率貫穿生產(chǎn)全過(guò)程，需要以相關(guān)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)為依托、制度為保障、用強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程中的管理為手段，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)完善管理措施：

3.3.1 上向進(jìn)路(分層)充填采礦法的特點(diǎn)出發(fā)，制定出相關(guān)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。它是控制損失貧化的依據(jù)。

（1）上向進(jìn)路(分層)充填法采場(chǎng)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)(措施)：

1）回采進(jìn)路長(zhǎng)度一般不超過(guò)70m，進(jìn)路回采后規(guī)格應(yīng)控制在5-8m×5m，主礦體附近的零星獨(dú)立礦體的采寬可放寬限制。

2）進(jìn)路頂板要形成拱形，拱高0.5m，應(yīng)采用光面爆破控頂，不穩(wěn)固地段要用錨網(wǎng)支護(hù)。同一分層進(jìn)路頂板要基本保持在同一水平，高差不超過(guò)0.5m。

3）進(jìn)路法采場(chǎng)一步進(jìn)路終了邊幫平直度（凹凸）不得超過(guò)0.5米。

4）回采順序：同一采場(chǎng)向自下而上逐層回采，同一分層進(jìn)路間隔回采，一步進(jìn)路回采完成再采二步進(jìn)路。同一進(jìn)路應(yīng)按掘采—擴(kuò)幫—壓頂—清底的順序進(jìn)行。

5）上分層進(jìn)路的底板應(yīng)沿著下分層充填體頂面推進(jìn)。

（2）充填作業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)

1）采場(chǎng)充填作業(yè)必須執(zhí)行“即采即充”原則和以下控制標(biāo)準(zhǔn)：

①放漿管、排氣管、濾水管、信號(hào)管吊掛要牢固，防止脫落，在封堵門兩側(cè)應(yīng)固定牢固，防止充填時(shí)管路抖動(dòng)破壞封堵門。吊掛位置在膠面層位置符合要求。

②澆底層和膠面層厚度不得低于0.5m。澆底層標(biāo)志線在封堵門口標(biāo)定(方便充填人員識(shí)別)，上向分層法采場(chǎng)膠面層標(biāo)志線在底板以上1m處標(biāo)出。

③需要澆底充填的采場(chǎng)嚴(yán)禁回填雜物，澆底采場(chǎng)充填前應(yīng)滿鋪鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度為0.1米，網(wǎng)片間須用鐵絲綁扎。網(wǎng)片離底板距離控制在0.1~0.3米。

④經(jīng)批準(zhǔn)用廢石充填采空區(qū)的，一步進(jìn)路廢石墊層與邊幫接觸部位高度不得超過(guò)1.0米，分層充填廢石墊層不得超過(guò)澆面層底面位置。

2）充填站作業(yè)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：

①澆底和膠面充填時(shí)必須使用分級(jí)尾砂，普通充填用分級(jí)+尾泥，充填寬松期采用分級(jí)尾砂充填，特殊情況經(jīng)批準(zhǔn)后，二步進(jìn)路和分層法采場(chǎng)的普通層可用全尾砂或尾泥充填。

②使用分級(jí)尾砂充填時(shí)充填濃度應(yīng)≥65%，使用分級(jí)+尾泥充填時(shí)充填濃度應(yīng)≥62%，使用全尾砂充填時(shí)充填濃度應(yīng)≥55%，使用尾泥充填時(shí)充填濃度應(yīng)≥45%。

③正常充填期：一步進(jìn)路普通充填，濃度下限為62%，灰砂比為1∶12，二步進(jìn)路及分層采場(chǎng)普通充填，濃度下限為58%，灰砂比調(diào)整為1∶14；充填緊張期：一步進(jìn)路普通充填，濃度下限為60%，灰砂比調(diào)整為1∶7，二步進(jìn)路及分層采場(chǎng)普通充填，濃度下限為53%，灰砂比調(diào)整為1∶12；充填寬松期：采用分級(jí)尾砂充填，一步進(jìn)路普通充填，灰砂比調(diào)整為1∶10，二步進(jìn)路及分層采場(chǎng)普通充填，灰砂比調(diào)整為1∶16，具體由生產(chǎn)技術(shù)科在下達(dá)充填作業(yè)計(jì)劃時(shí)規(guī)定。

3.3.2 制定并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)制度是降低損失貧化的重要保證

根據(jù)影響礦石損失貧化因素制定了考核檢查制度、設(shè)計(jì)驗(yàn)收管理制度、礦柱留設(shè)審批制度、采掘現(xiàn)場(chǎng)巡查制度、生產(chǎn)調(diào)度制度、計(jì)劃管理制度等。

（1）通過(guò)建立嚴(yán)格的檢查考核制度，通過(guò)全方位全過(guò)程全天侯的檢查考核達(dá)到降低損失貧化的目的。

（2）設(shè)計(jì)驗(yàn)收管理制度從設(shè)計(jì)理念上體現(xiàn)最大限度的利用礦產(chǎn)資源，做到不漏礦低貧化。由采場(chǎng)驗(yàn)收達(dá)標(biāo)確保采場(chǎng)礦石回收干凈。

（3）礦柱留設(shè)審批制度規(guī)定一般留設(shè)礦柱要有回收方案，永久礦柱留設(shè)要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查論證和嚴(yán)格的審批，并在采取一切可行措施仍難以回收的方予批準(zhǔn)。

（4）采掘現(xiàn)場(chǎng)巡查制度、生產(chǎn)調(diào)度制度、計(jì)劃管理制度分別規(guī)定了現(xiàn)場(chǎng)巡查規(guī)定礦石貧損是必查內(nèi)容，每日生產(chǎn)調(diào)度會(huì)必須通報(bào)礦石貧損問(wèn)題及處理情況，生產(chǎn)計(jì)劃要有礦石貧損控制指標(biāo)和措施。

3.3.3 加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中的地質(zhì)測(cè)量工作管理：

生產(chǎn)過(guò)程中的地測(cè)工作是最基礎(chǔ)的技術(shù)性工作，既是指導(dǎo)生產(chǎn)又是質(zhì)量考核的依據(jù)。

（1）及時(shí)給出工程方向和施工工程實(shí)測(cè)上圖，準(zhǔn)確掌握工進(jìn)度并預(yù)測(cè)下一步地質(zhì)狀況，做好礦巖分離措施。

（2）對(duì)矽卡巖型礦床礦體極不規(guī)則，及時(shí)完善地質(zhì)平面、剖面圖，標(biāo)明礦巖界線、工程和水文地質(zhì)狀況有利于降低礦石的損失貧化。

（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)采樣，品位要細(xì)化到每一分層每一條進(jìn)路。

（4）適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，采用動(dòng)態(tài)品位指標(biāo)。

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，由于價(jià)格的波動(dòng)，礦與非礦的界限即邊界品位不再是一成不變的。開(kāi)采邊界品位的控制合理與否，直接關(guān)系到礦床資源開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益，為了適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的要求，提高資源開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，礦山企業(yè)采用動(dòng)態(tài)品位指標(biāo)是必要的。

劉樓銅鐵(金)礦為多金屬供伴生礦床，為方便礦石質(zhì)量管理，采用當(dāng)量鐵品位來(lái)表示，即所有有價(jià)元素均按選礦回收率當(dāng)月銷售價(jià)格折算為鐵品位(DFe%)，由最低保本品位來(lái)決定邊界品位，這種方法簡(jiǎn)單易行。

3.3.4 抓好生產(chǎn)過(guò)程中的管控，要不斷從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，補(bǔ)充完善生產(chǎn)措施。

（1）生產(chǎn)過(guò)程中控制礦石損失貧化極為重要，一旦形成事實(shí)很難挽回。所以必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡查工作，及時(shí)采取防控措施，尤其是爆破作業(yè)是礦石損失貧化影響最大的因素，首先要提高鑿巖爆破操作水平，確保炮孔孔間距、角度和深度的要求，做到光面爆破、巖礦分爆；其次要采用控制爆破作業(yè)，避免開(kāi)幫放炮時(shí)，對(duì)充填體(包括圍巖)的震動(dòng)破壞[3]。

（2）強(qiáng)化采礦工藝管理，確保進(jìn)路的合理分布，防止因工藝不完善和盲目開(kāi)拓造成礦產(chǎn)資源的損失；

（3）加強(qiáng)出礦放礦管理，采場(chǎng)出礦時(shí)要對(duì)難以分開(kāi)的混合礦進(jìn)行必要的分離，對(duì)以礦石自重放礦的各種采礦方法，必須控制均勻放礦，防止礦巖溜井混用；

（4）對(duì)生產(chǎn)中的損失貧化要及時(shí)分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出生產(chǎn)中的不足，完善生產(chǎn)措施，力爭(zhēng)把礦產(chǎn)資源利用到極致水平。

3.4 提高思想意識(shí)

把降低礦石損失貧化指標(biāo)這一意識(shí)形成全企業(yè)的集體意識(shí)，讓企業(yè)全體員工認(rèn)識(shí)到降低礦石損失貧化的重要性。

4 結(jié)束語(yǔ)

一般而言，礦產(chǎn)資源開(kāi)采中的損失貧化雖不可避免，但通過(guò)一定的政策和技術(shù)手段可以使礦石的損失與貧化率大大降低。

（1）礦石的損失和貧化是礦床開(kāi)采過(guò)程中的一對(duì)矛盾，但以損失換品位或以礦石的貧化來(lái)減少損失都是不可取的。

（2）多從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力從采用先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)和加強(qiáng)科學(xué)管理兩方面，尋求降低礦石損失和貧化的有效措施[4]。

（3）適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，采用動(dòng)態(tài)品位指標(biāo)確定回采邊界是可行的。

（4）礦山生產(chǎn)中的每一環(huán)節(jié)都會(huì)或多或少、直接或間接地影響礦石的損失和貧化，制定和執(zhí)行有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(制度)是生產(chǎn)過(guò)程中控制損失貧化的必要措施。

當(dāng)今隨著礦山開(kāi)采深度增加，安全管理、環(huán)境保護(hù)要求愈加嚴(yán)格，降低礦石的損失和貧化更是時(shí)不我待。呼吁全社會(huì)全人類都要從我做起從現(xiàn)在做起最大限度地利用和保護(hù)礦產(chǎn)資源。

[1] 《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》.

[2] 新編《礦山采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》(主編編委會(huì)2006年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社出版).

[3] 《礦山充填采礦新技術(shù)》(主編劉勇2007年9月第一版中國(guó)知識(shí)出版社出版).

[4] 《金屬礦床地下開(kāi)采》(主編解世俊1984年9月修訂版冶金工業(yè)出版社出版)

Ore Loss and Dilution Control Measures for Upward Drift (Stratified) Flashing System

LIU Ming1*, CHEN Xianchu1, ZHU Jie2

（1.Huaibei dongxin mining co., LTD., Anhui Huaibei, 235000, China; 2.The safety bureau of anhui province, Anhui Suixi, 235100, China）

Mineral resources, as the material base for human survival and development, are limited, non-renewable and exhausting. How to exploit and utilize resources rationally, reducing loss and dilution in ore mining, protecting resources and the environment,leaving a good development space and adequating resources to make sure our generations could exploit resources is an top urgent to be solved.

Mineral resources; Loss and depletion; Protecting resources and environment; Sustainable development

劉銘, 陳賢初, 朱潔. 上向進(jìn)路(分層)充填采礦法的礦石損失貧化控制措施[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì), 2017, 6(5): 169-170.

LIU Ming, CHEN Xianchu, ZHU Jie. Ore Loss and Dilution Control Measures for Upward Drift (Stratified) Flashing System[J]. Peak Data Science, 2017, 6(5): 169-170.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.05.069

TP853.34

B

1672-9129(2017)05-0169-02

2017-02-03；

2017-02-25。

劉銘(1967-)，男，安徽宿州，地質(zhì)工程師，采礦高級(jí)工程師，研究方向：地質(zhì)探礦、采礦。E-mail: lm102123@163.com