两步骤分段空场嗣后充填采矿法充填体混入研究

ISSN 1671-2900

CN 43-1347/TD采矿技术第17卷第2期

Mining Technology, Vol. 17,No.22017年3月Mar.2017

两步骤分段空场嗣后充填采矿法充填体混入研究

王爱民

(河北崇礼紫金矿业有限责任公司，河北崇礼县076350)

摘要：东坪金矿井下厚大矿体采用两步骤分段空场嗣后充填采矿法，在矿房回采过程 中，矿柱尾砂充填体不同程度混入采下的矿石中，增加了采矿贫化率，并导致选厂矿浆PH 值变大，浮选跑槽，尾矿品位居高不下，选矿回收率降低等问题。通过原因分析，提出了 “钻”“探”结合、预留矿壁等多种措施使混入率由15%降低到2%以下，有效减少了充填体 混入，降低了矿石损失率和贫化率，取得了显著的经济效益。

关键词：嗣后充填;爆破震动；充填体;矿壁

1概述

东坪金矿井下厚大矿体主要采用两步骤分段空 场嗣后充填采矿法，矿块垂直矿体走向布置,长为矿 体的水平厚度，宽30 m,矿柱宽10 m,矿房宽20 m;底柱10 m(含巷道），分段高10 m,中段高度40 m;底部结构米用堑沟底部结构,铲运机出矿。一•步骤先回采10 m宽矿柱，尾砂胶结充填后，二步骤再回 采20 m矿房采场。目前所用的采矿方法在东坪金 矿工艺成熟，操作便捷。

东坪金矿在回米二■步骤矿房时，矿柱尾砂充填 体不同程度混人采下的矿石中，导致选厂矿浆pH 值变大，浮选跑槽，选矿回收率降低,尾矿品位居高 不下，最高达到0.8~0.9 g/t，造成了严重的经济损 失。选厂技术人员通过分析研究，最终确定是由于 人选原矿中混人充填体，造成矿浆pH值变大，并呈 不稳定变化,影响了整个浮选工艺。因此，为保持浮 选工艺稳定，提高选矿回收率,必须减少原矿中充填 体的混人。

2充填体混入的原因分析

针对原矿中混人充填体的问题,通过对整个回 采工艺、现场作业各环节进行仔细研究分析后，得出 充填体混人的主要原因有以下几点：

(1)充填体强度不达标。根据对矿房回采过程 中，片帮落人采场中的充填体强度的分析结果，发现 充填体强度没有达到设计强度，造成一步骤胶结充 填的矿柱固结性不强，矿房回采时导致矿柱部分充 填体塌落。

(2) —•步骤矿柱回米超挖。一•步骤矿柱回米 时,在裂隙及结构面发育的地方，由于矿体不稳固，实际爆下的矿体范围超出了矿柱的设计范围，即一 步骤矿柱回采时超挖了二步骤矿房开采范围。一步 骤回采后，由于没有对矿柱回采后的空区进行测量，造成二步骤回采时,设计炮孔进人到充填体里面，从 而导致二步骤回采时爆下一步骤超挖部分的充填 体，造成矿石的贫化。

(3)爆破震动破坏矿柱充填体。矿房采场回时,通过现场观察，矿柱充填体有被爆破震动破坏的 现象，在矿房回采周期内，矿柱充填体因爆破震动原 因，完整性受到影响，部分充填体脱落混人崩落矿石 中，导致回采的二次贫化。

(4)充填跑浆及管理不到位导致回采贫化。于裂隙发育,充填矿柱采场时容易出现跑浆现象，在 矿房各分层凿岩巷道中出现大量充填体，由于管理 不到位，跑浆充填体未得到有效的处理，随着放炮一 起混人矿石中;另外,在充填一•步骤矿柱米场时，部 分二步骤采场中探矿穿脉也被充填，没有对其进行 有效的处理，出矿时，随矿石被铲运至溜井运至

选厂。

3解决充填体混入的方法研究

3.1优化充填体配比，提高充填体强度

为尽量模拟井下的实际环境，在井下进行充填 体配比及养护试验。分别测试了 1 : 6,1 : 8,1 : 10 等灰砂比在7,14,28 d以及更长养护时间内的充填 体单轴抗压强度。

试验结果表明，1 :10的充填体单轴抗压强度

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尚未达到室内实验时的1.5 MPa ,充填料浆浓度对

充填体强度影响较大，高浓度料浆充填体强度大，因 此，充填时，在保证自流的情况下，需尽量提高充填 体的浓度;此外，充填体强度随养护时间的延长而逐 渐增大，特别是在28 d 内强度提高较快。因此，在 回米二步骤米场时，应提前做好一步骤米场的充填， 确保矿柱充填体充足的养护时间，保证充填体强度。 水泥强度越大充填体强度也越大，试验中，采用标号 42.5复合硅酸盐水泥、1 : 6灰砂比的充填体强度高 于采用标号32.5复合硅酸盐水泥、1 : 4灰砂比的充 填体强度（见图1〜图2)，综合成本测算，为保证矿 柱充填体的整体稳定性及完整性，可适当降低灰砂 比1 : 10的充填体高度。

养护周期/d

图1标号32.5水泥、1 : 4灰砂比的充填体强度曲线

3

7 28

60 90

养护周期/d

图2

标号42.5水泥、1:6灰砂比的充填体强度曲线

3.2 “钻”“探”结合，确定矿房边界

针对矿柱采场超挖问题，二步骤回采时，通过 “钻”“探”结合方式，确定矿房实际边界，重现圈定

矿房。每个分层每隔9.80 m 设计中深孔探孔重新 圈定矿房边界，探孔在剖面上尽量保证在一条直线 上，有利于进行后续圈定边界工作，探孔在底部处理 后，可作为爆破的中深孔钻孔利用，做到“钻” “探” 结合，节约工程。同时施工过程中，设计人员到井下 进行跟班作业，确保记录每排探孔真实的施工距离， 在到达设计终孔边界，没有见到充填体时，进行探孔 加深，直至打到充填体;根据探孔情况，重新圈定矿 房的边界，再进行合理的中深孔炮孔设计，这样可以

精准的确定矿房爆破界限，尽量保证不爆下充填体。 同时，还可以回收原来矿柱采场由于放炮不到位而 损失的矿石。

3.3预留矿壁，保护矿柱充填体

针对放炮过程中，爆破震动破坏矿柱采场充填 稳定导致充填体混入的问题，提出预留矿壁，保护矿 柱充填体的措施。为保护矿柱，避免预留矿壁造成 矿体损失，试验设计了 〇.5,0.7,0.8，1.0 m 四组试 验，在1224中段15S -28采场分别进行了留0.5 m 矿壁试验以及留1.0 m 矿壁试验、在1264中段 17S -8采场分别进行了留0.7 m 矿壁试验以及留0.8

m 矿壁试验。通过观察并统计各组试验条件下的充

填体破坏及混入情况，以及矿体损失率，结果表明， 在矿壁留0.7 m 厚的情况下，既能有效地保护好矿

柱充填体，又不影响矿房回采。3.4加强管理，预防跑浆

针对充填体出现跑浆，在矿房各分层凿岩巷道 中出现大量充填体的问题，采取对采矿班组加强管 理。二步骤回采前，必须清理完各个分层的充填体， 包括以前探矿穿脉的充填体，经技术人员验收合格 后，方可进行中深孔爆破作业;加强对出矿工人的培 训教育，制定奖惩制度，保证在充填体混入较多时， 及时进行矿碴的分离，避免出矿时大量充填体混入 矿石中。

4结论

通过技术攻关，采取上述措施，矿柱充填体稳定

性得到了提高，充填体混入率大大降低，混入率由 15%降低到2%以下。入选矿石质量大为提高，浮选 矿浆pH 值基本稳定，选矿回收率明显提高，尾矿品 位得到了有效控制，企业经济效益提升显著。

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版社.[2] 秦丽娜，尚志辉.PH 值对浮选过程的影响[J ].酒钢科技， 2013(4).

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于润仓.采矿工程师手册[M ].北京:冶金工业出版社，2009. (收稿日期：2016-12-01)

作者简介：王爱民（1970-)，河北崇礼县人，采矿高级工程 师，主要从事采矿技术、采空区充填及地压监测工作，Email :

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