分采膠結(jié)充填在急傾斜極薄富礦體開(kāi)采中的應(yīng)用

李建壯，劉 濤，徐海蓉

（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441）

分采膠結(jié)充填在急傾斜極薄富礦體開(kāi)采中的應(yīng)用

李建壯，劉 濤，徐海蓉

（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441）

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)低費(fèi)高效、安全地開(kāi)采焦家金礦望兒莊礦區(qū)的急傾斜極薄富礦脈，通過(guò)對(duì)該礦區(qū)的工程地質(zhì)條件的分析，提出了分采膠結(jié)充填采礦的方法，并用于兩個(gè)采場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，出礦品位由1.65 g/t提高到7.55 g/t，經(jīng)濟(jì)效益分別增加了138萬(wàn)和142萬(wàn)，實(shí)現(xiàn)了安全、高效地開(kāi)采。分采膠結(jié)充填采礦法在回采傾斜極薄富礦體的成功應(yīng)用，可為類(lèi)似礦山提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：急傾斜極薄富礦體；分采膠結(jié)充填；回采工藝；技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦望兒山礦區(qū)的礦體以含黃鐵礦化蝕變巖型礦石為主。望兒山金礦V-2#脈礦體受V號(hào)構(gòu)造控制，礦體屬于含金石英硫化物脈型礦體，黃鐵礦等硫化物呈脈狀充填于斷層裂隙中，礦脈厚度在0.2～1.1m，為薄和極薄礦體，礦巖穩(wěn)固；其圍巖上下盤(pán)圍巖均為鉀化花崗巖，有節(jié)理發(fā)育，穩(wěn)固程度中等；品位20～40 g/t；礦脈走向約13°，礦體傾角65°左右。

急傾斜極薄富礦脈的回采以淺孔留礦法和分采法為主。礦石和圍巖的混合開(kāi)采主要立足于簡(jiǎn)化回采工藝、提高采礦強(qiáng)度和質(zhì)量，以淺孔留礦法為主，此法主要適用于礦巖穩(wěn)固或者中等穩(wěn)固的開(kāi)采條件，回采工藝簡(jiǎn)單，便于管理；木材損耗比較少，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，采礦成本相對(duì)較低；人員生產(chǎn)能力比較高；缺點(diǎn)是礦石貧化大。分采類(lèi)著眼于減小貧化，以削壁充填法為主，此法能比較有效地降低礦石貧化，并能較好地控制地壓。一般比較小的礦山均采用削壁充填法，機(jī)械化水平相對(duì)較低，需要根據(jù)礦石和圍巖的穩(wěn)固性，確定礦巖開(kāi)采順序及削壁位置，且工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜，貧化率指標(biāo)不理想［1-6］。

1 分采膠結(jié)充填采礦法

針對(duì)急傾斜極薄富礦體的回采工藝而言，減小貧化率，提高出礦品位，地壓管理是目前需要解決的實(shí)質(zhì)問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，對(duì)削壁充填采礦法進(jìn)行了優(yōu)化，提出采用分采膠結(jié)充填采礦法。

1.1回采方案

如圖1所示，分采膠結(jié)充填采礦法的分層高度為3m，小分層高度為1.5m，施工時(shí)先崩落下盤(pán)圍巖高度1.5m，將毛石出凈，再擴(kuò)幫崩落上盤(pán)礦體，并進(jìn)一步崩落礦體高度1.5m，此時(shí)達(dá)到分層高度3.0m，采場(chǎng)控高5.0m，將礦石及粉礦全部清理干凈后，崩落剩余下盤(pán)圍巖充填部分采空區(qū)高度2.5m，上接溜井和泄水井后，先采用全尾砂進(jìn)行充填來(lái)填補(bǔ)干式充填部分的空隙，再采用灰砂比為1∶10的膠結(jié)尾砂施工厚度為0.5m的膠結(jié)面，作為上采的平臺(tái)。充填高度為3m，預(yù)留空頂高度2.0m，預(yù)留回采作業(yè)空間寬度1.5m。鑿巖采用“之”字形布孔方式，礦體內(nèi)孔間距0.3m，排間距0.8m，圍巖內(nèi)孔間距0.5m，排間距0.7m，淺孔落礦，間隔裝藥松動(dòng)爆破；崩落礦石必須采用間隔裝藥松動(dòng)爆破，崩落圍巖時(shí)靠近礦體一側(cè)的炮孔必須采用空氣間隔裝藥，裝藥量少，且起爆順序?yàn)樽詈?，減小爆破對(duì)礦體的破壞。

1.2分采膠結(jié)充填的優(yōu)點(diǎn)

（1）回采層高為3m，小分層高度1.5m，交替崩落礦體和圍巖，進(jìn)一步降低了貧化率和損失率，提高了回采效率和出礦品位，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

（2）鑿巖爆破施工方式的優(yōu)化，間隔裝藥，減少裝藥量，松動(dòng)爆破，不僅有效控制了粉礦的產(chǎn)生與流失，而且裝藥量的減少帶來(lái)了直接的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）通過(guò)計(jì)算，嚴(yán)格控制崩落圍巖的厚度，按照設(shè)計(jì)充填采空區(qū)，同時(shí)先采用全尾砂充填空隙，再施工高強(qiáng)度的膠結(jié)面。干式充填和濕式充填的綜合利用，既做到了較少充填料，又利用配比低的充填料代替配比高的充填料，既可降本，又能實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的作業(yè)平臺(tái)。

（4）高強(qiáng)度的膠結(jié)面，為上采提供了安全穩(wěn)固的作業(yè)平臺(tái)，也為分層回采結(jié)束時(shí)粉礦的清掃提供了堅(jiān)固的“地面”，大大減少礦石的損失貧化率。

圖1　分采膠結(jié)充填采礦法

1.3推廣應(yīng)用

分采膠結(jié)充填采礦法自在焦家金礦望兒山分礦12中段W12050044采場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成功以來(lái)，得到了推廣運(yùn)用。應(yīng)用該方法進(jìn)行回采的采場(chǎng)，及其取得的效益如下。

（1）W12230020采場(chǎng)回采的是23#脈礦體，該礦體屬于含金石英硫化物脈型，石英硫化物呈細(xì)脈網(wǎng)狀充填于斷裂構(gòu)造及鉀化花崗巖裂隙中，礦體為細(xì)脈狀充填，礦體厚度僅為0.2m，原先采用的是上向水平分層充填采礦法，因難以繼續(xù)回采而停工2年。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析礦體賦存形態(tài)、品位、傾角等地質(zhì)概況，決定改變回采工藝，采用分采膠結(jié)充填采礦法進(jìn)行回采，實(shí)踐證明：出礦品位由起初的1.65 g/t提高到7.55 g/t，提高了458%，剩余富礦體3054 t得到了充分開(kāi)發(fā)，工業(yè)價(jià)值達(dá)138萬(wàn)元。

（2）W12052036采場(chǎng)回采的是Ⅴ-2#礦體，該礦體屬于含金石英硫化物脈型礦體，黃鐵礦等硫化物呈脈狀充填于斷層裂隙中，礦脈較薄，其圍巖主要為鉀化花崗巖，礦巖穩(wěn)固?？傮w走向約13°，傾向約283°，傾角64°，提交礦塊長(zhǎng)60.82m，塊高19.56m，礦體平均水平厚0.5m，礦石量1606 t，平均地質(zhì)品位24.71 g/t，金屬量23.62kg。通過(guò)對(duì)地質(zhì)資料的分析研究，采用分采膠結(jié)充填采礦法回采該礦體，工業(yè)價(jià)值高達(dá)142萬(wàn)元。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：工班效率8.5 t/班，生產(chǎn)能力25.5 t/d，損失率4.2%，貧化率3.0%，出礦品位23.97 g/t。

2 社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

（1）實(shí)踐表明，分采膠結(jié)充填采礦法是開(kāi)采薄富礦脈的有效方法，能夠大大降低礦石的貧化損失率，采空區(qū)可得到及時(shí)充填，防止地表發(fā)生變化。

（2）崩落圍巖充填采空區(qū)，用全尾砂充填空隙，施工高強(qiáng)度的膠結(jié)面提供了堅(jiān)固的作業(yè)平臺(tái)，干式充填和濕式充填相結(jié)合的方式更加有效控制了地壓，節(jié)省充填料，降低了成本，避免干式充填毛石混入礦石的弊端，進(jìn)一步降低了礦石的貧化率和損失率。

（3）隨著回采進(jìn)度的不斷加強(qiáng)，厚大礦體減少，薄或極薄富礦體的回采、殘采工作步步加強(qiáng)，該采礦方法的應(yīng)用范圍會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，將可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）通過(guò)優(yōu)化回采工藝，截止目前可實(shí)現(xiàn)工業(yè)價(jià)值280萬(wàn)元。

3 結(jié) 論

分采膠結(jié)充填采礦法能夠有效提高礦石回采效率，在崩落毛石基礎(chǔ)上利用全尾砂充填，并采用高配比的膠結(jié)尾砂施工，形成一層有足夠強(qiáng)度的膠結(jié)面，這一采礦法不僅降低了貧化損失率，而且極大提高了礦石回采效率和作業(yè)人員的工作安全性，已經(jīng)為礦山實(shí)現(xiàn)工業(yè)價(jià)值280萬(wàn)元，可為類(lèi)似礦山的高效生產(chǎn)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：（2016-03-22）

作者簡(jiǎn)介：李建壯（1989-），男，河北邢臺(tái)人，助理工程師，從事采礦方法設(shè)計(jì)及爆破方面的工作，Email：196521461@qq. com。