河北钢铁集团沙河中关铁矿
中关铁矿阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法试验研究
现代矿业MODERN MINING总 第 625 期2021 年 5 月 第 5 期Serial No. 625May .2021中关铁矿阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法试验研究**国家重点研发计划项目(编号：2016YFC0801600)。
李胜辉(1984—),男，副总经理，高级工程师,54100河北省邢台市 沙河市白塔镇。
李胜辉 王福全 王庆刚 杨志强(河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司)摘 要 为进一步研究采矿方法的适用性，中关铁矿在-230 m 水平13#穿脉矿体厚大位置进行了大直径垂直深孔一次回采60m 段高的采矿方法试验研究。
提出了试验矿块位置及结构参数，确定了凿岩硐室、底部结构参数及掘支方式、中深孔及大直径深孔切割拉槽的炮孔布置参数、装药量及起爆方式，大直径深孔炮孔布置参数、装药量及起爆方式等；最终形成一套适用于富水破碎金属矿山井下实际的安全、高效、技术先进、经济合理的大直径阶段深孔侧向崩矿嗣后充填采矿技术，并应用于采矿生产实践，取得了较好的效果。
关键词厚大矿体段高大直径深孔嗣后充填采矿DOI ：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.05.024Experimental Research on Deep Hole Caving Subsequent Filling Mining Methodin Zhongguan Iron MineLI Shenghui WANG Fuquan WANG Qinggang YANG Zhiqiang(Zhongguan Mining Co., Ltd., Hebei Iron and Steel Group )Abstract In order to further study the applicability of the mining method ， a large-diameter verticaldeep hole at the position of -230 m level 13# through the vein ore body with a 60 m high mining method test and research were conducted at Zhongguan Iron Mine , and a test mine block location and structural parame ters was proposed , the rock drilling chamber , bottom structure parameters and the way of excavation and sup- port ， the blast hole layout parameters of the medium-deep hole and the large-diameter deep hole cutting and drawing groove ， the charge amount and the detonation method ; the large-diameter deep hole gun Hole layout parameters ， charge amount and detonation method ， etc. were determined. Finally a set of practically safe ， efficient ， technologically advanced ， and economically reasonable large-diameter stage deep hole later al collapse and subsequent filling mining technology suitable for water-rich crushing metal mines was formed ， and applied to mining production practice.Keywords thick ore body ， section height ， large diameter deep hole ， subsequent filling mining中关铁矿是国内典型的水文地质复杂的岩溶大水矿山，矿体为缓倾斜极厚矿体，矿体的顶板主要为 厚层灰岩，局部出露带黄泥的风化灰岩;矿体的直接底板主要为矽卡岩,节理裂隙发育，多呈碎块状，稳 定性较差;局部出露蚀变闪长岩，硬度较小、遇水泥化,不稳定;矿体节理裂隙发育,属于不稳定到中等 稳定级别。
中关铁矿钴回收试验研究
原矿 主要金属 矿物为磁 铁矿 、 黄铁 矿 。 对磁 铁矿 、黄铁 矿和非 金属 矿物进 行光 谱 全定 ，发 现角 闪石 、金 云母 、蛇纹石 、绿 泥石 、黄铁矿 等硫化矿 物 中含 有 ｃ ｕ 、Ｎ ｉ 、 ｃ ｏ 、Ｔ ｉ 、ｖ 、Ｇ ａ 。对 伴 生 元 素 在单 位 矿 物 中 分 布 和 富集 查 明钴 主要 存 在 于 已黄 铁 矿 为 主的 硫化 物 中，黄 铁矿 最 高 含 ｃ ０ 达 １ ． ７ １ ％，平 均 含 钴 量 可 达 ０ ． ３ ７ ％。 按 数 理 统计相关分工和相关格子分别求得硫钴相 关系数 ｒ ＝ ０ ． ７ ２ 和０ ． ７ １ ， 硫钴 成正相关 关系 。 根据 储量 报告 等地质 资料推 断 ：９ ０ ％ 以上 的ｃ ｏ 以类质 同象 的形 式赋存 在黄铁矿 中 。 因此采 用浮选 进行 Ｃ ｏ回收 方案可行 。 １ ． ２ 磁选 尾 矿性质 由于本矿主要 产物 为铁精粉 ，选矿 试验及 设计 基本 完成 ，故选 取磁选 尾矿 作 为本 次研究 的对 象 。原矿经 磨矿磁 选后 细 度为 一 ２ ０ ０目６ ０ ～ ６ ５ ％。尾 矿 磁 选 尾 矿 多 元素 分 析见 表 Ｉ ，铁 、钴化 学 物相 分析 见
精矿 ｌ ２
５ ０ ０ ＇ ６ ３ ０ 鼯
４ ３ Ｏ ５ ０ ３ ４ １ ４ ２ ９ ｌ ８ ４ ． ３
Ｓ ７ ６ ５ ８ ０ ７ ＵＯ ０ ８ ５ ７ ０ ９ ｌ ５ ． ７
磁建 砸
１ ０ ０ １ ２ ４ ０ ０ ５ Ｊ Ｏ ０ 、１ ０ ０
１ 矿石 性质 １ ． １ 原 矿性 质
磁 选 尾矿
表 ４丁基黄 药 用量 实验 结果
ｃ ａ ｏ ２ ａ 油 丁萋 （ ｉ ｔ ｇ ¨ 黄药 ） Ｉ ｌ 品名 血 品艟 收霉 ｒ鳓 称 ｍ ＴＦ 鹋 。 Ｃｏ ％ Ｔ Ｆ ＿ 口 Ｃ ％
中关铁矿防治水综合治理措施
中关铁矿防治水综合治理措施摘要：中关铁矿通过采用表帷幕注浆堵水，井下疏干排水的“以堵为主，疏堵结合”的防治水方案，大大消减了矿区水源与外界水源的沟通，有利的保障了基建工程的施工。
井巷施工期间坚持采用“有疑必探，先探后掘”的方针，通过物探与地质分析法、地质雷达、红外探测方法相结合进行了地质预报，通过超前钻孔注浆堵水措施，确保了施工安全，提高了施工速度。
关键词：地下水、控制对策、应急预案地下水是自然地质资源的重要构成，处于岩层结构中进行流转，保持着岩土地质结构的稳定性。
随着地质结构改造的不断发展，地下水引起异常灾害问题日渐普遍。
尤其是异常水文运动带来的破坏作用，阻碍了工程建设规划与发展趋势。
为了减少地下水对施工工程的破坏，保证施工安全，确保工程决策的合理性和科学性，必须采取切实可行的防治水措施。
一、中关铁矿水文、地质条件中关铁矿处于矿山、綦村、新城三岩体之间，邯邢铁矿田的北端。
矿区范围为：东起小屯桥—三王村一线，西到矿山岩体东缘之显德旺、张沟一带，南起邑城，北至綦村岩体。
矿区为丘陵地形，地表被第四系覆盖，基岩仅局部裸露。
矿区含水层主要有第四系含水层组，石炭、二叠系砂页岩、薄层灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层，构造骨架为一走向北北东或北东，倾向南东的单斜构造。
矿体埋藏较深，埋深约300-800m，故施工难度较大，地下水对井巷工程施工安全威胁巨大。
二、中关铁矿防治水总体方案鉴于中关铁矿水文地质条件复杂，矿坑涌水量大，为保护水文地质环境，改善矿山作业条件，消除矿山安全生产安全隐患，总体方案采用地表帷幕注浆堵水，井下疏干排水的“以堵为主，疏堵结合”的防治水方案。
根据中关铁矿帷幕内各观测孔水位数据，目前中关铁矿帷幕内水位标高-152m~30m，局部已形成小范围的降落漏斗，但大部分水位仍处于高位，对开采构成安全隐患。
为确保中关铁矿顺利投产创造良好的施工作业环境，井巷工程必须坚持“有疑必探，先探后掘”的综合方针。
三、井巷施工期间的控制对策（1）文件、措施审核：正式施工前监理单位人员应复核承建单位施工资质及其有效性，审查施工单位的安全生产许可证；核查施工单位的安全生产体系，重点检查项目经理、安全经理及专职安全员的是否人证相符、是否持证上岗，确保其安全生产体系行之有效，并监督体系的不断优化；施工过程中根据“有疑必探，先探后掘”的方针，施工单位必须报送探水方案（措施），监理人员重点审核钻孔布置、注浆参数、钻孔工序及安全措施，并检查探注水的实施效果；经建设单位、监理单位、施工单位三方人员共同确认后方可开展下步井巷掘进工作；（2）井巷施工的防治水措施：井巷施工期间，在掘进前施工单位采用物探与地质雷达、红外探水仪相结合进行超前探测，（-华冶项目部以-260m水平掘进工作面，主井-260m水平副井联络巷掌子面为试验）提高了巷道超前地质预报的精度，探水成功率达80%以上。
河北钢铁集团两重点铁矿项目获国家发改委核准
４ 结 语
滑坡 涉 及 到复 杂 的 呈现 时 空 四维 分 布 的地 理 、
地质及 水文 信息 ， 统 的分析 方 法 很 难 有效 地 处 理 传 和分析 这些 时空数 据 ， 字滑 坡 技 术 使 滑坡 信 息 的 数 获取 、 析 、 储 和显 示 的方 式 发 生根 本 性 变 化 ， 分 存 使
矿 ） ０ １５ ０万 ｔａ ／ 选矿 工程 均 由 中冶 北方 公 司 承担设
大贾 庄 铁 矿属 司 家 营铁 矿 一 部分 ， 开 采 范 围 其 为南矿 段 ￥ ８～￥ ０勘 探 线 的 Ｉ 体 ， ３勘探 线 的 Ｉ 矿体 。该工 程设 计 规模 为
服务 年 限为 ２ ａ ６ 。这两 个项 目在 建设 中将 采用 高 效
储 量超 过 ５００万 ｔ均 被列 人 中国 《 ０ ， 钢铁 产 业 调 整
和振兴规 划》， 对提 高 铁矿 资 源 自给率 、 解 铁 矿 石 缓 供需 紧 张矛盾具 有重 要意 义 。 中关 铁矿项 目总投 资
节 能 的工 艺 装 备 ， 高 自动 控 制 水 平 ， 提 降低 能 源 消
计 。 目前 ， 二期 选矿 施工 图设计 正在 紧 张进行 中 ， 三 期选 矿工 程进展 顺利 ， 步设计 已完 成 。 初
河 北钢 铁集 团两 重 点铁 矿 项 目获 国家 发 改委核 准
从 河北 省有 关 部 门获 悉 ， 北 省 沙 河 中关 铁 矿 河 采选工 程项 目、 人 沟铁 矿 采 选 技 改项 目已 于 日前 石 获得 国家发 改委 批 复 。据 了解 ， 两个 项 目铁 矿 石 这
马大喜
刘 晓红 等 ： 字 滑坡 系统 体 系构建 分析 数
２１ ０ ０年 １ ０月第 １ ０期
中关铁矿注浆帷幕检查孔设计施工与优化
（． １河北 钢铁 集 团矿业公 司中关矿 ， 河 北 邢 台市
河北 石 家庄
０４０ ２ 华北有 色工 程勘 察院 ， ５ １３；．
０ ０２ ） ５ ０ １
摘 要： 帷幕注浆是新兴的矿山治水常用的重要手段 ， 帷幕体抗渗效果的检查通常采用施 工检 查孔 的 方式 。对 中关铁矿 帷幕 注浆 工程 已完工 区段 施 工质 量 进 行 分析 与研 究 ， 终 最
０ 引 言
河北 钢铁集 团矿业公 司中关 矿 位于河 北省 沙河
Байду номын сангаас
浆工程中均需要按一定 比例布置 ， 但施工费用较 高。 １ 检 查 孔 优 化 设 计
中关铁 矿帷幕 注浆 工程 帷 幕线 全 长 ３９ 设 ３ ７ｍ， 计 施工 ３ 检查孔 ， ４个 检查 孔位 置及施 工技 术方案 根 据 现场情 况研 究决 定 ， 注 浆 帷幕 施 工 过程 中采 用 在 分 区施工 的方 式 ， 查 孔 的布 置及 施 工 以帷 幕 完 成 检
（ ）注浆孔揭露显示地质条件复杂的地段。 ５
１ ２ 注 浆孔质 量分 析 ．
以中关铁 矿帷 幕注浆 工程 Ｋ Ｗ８区段钻孔 质 ８～ 量分 析及 检 查 孔 布 置 为 例 ， 行 一 般 规 律 的研 究 ， 进
质体的变化 ， 借此来反映帷幕注浆效果 ， 该方法具有 简单 ， 经济等优点； 直接方式： 通过施工检查孔 ， 利用 单位透水率 、 单位注灰量等数据参数反映帷幕注浆
Ｉ ＳＮ ６７ｌ一 ２ ０ Ｓ １ ９０ ＣＮ ３ — １ ４ ４ ３ ７／ＴＤ
采矿技术
第ｌ Ｏ卷
第 ５期
２１ ０ ０年 ９月
Ｓｅ ２ ０ ｐ． ０１
中关铁矿帷幕灌浆施工工艺及灌浆效果检验方法
邯郸钢铁集团有限责任公 司为解决铁矿石原料的 紧缺 ， 拟开采 中关铁矿 。中关 铁矿是邯邢 地 区水 文地质 条件 复杂 、 坑涌水量 较 大 的矿 山 ， 矿 矿体 全 部埋 藏 于地
下水 位之下 ， 开采难度 大 ， 年来 始 终无 法 解决 矿坑 涌 多 水 问题 ， 因此 铁矿未 能 得 到及 时开 采 。后经 反 复论 证 ，
２０ ０Ｌ直式 双层 普 通搅 拌机 ，ＺＢ ５送 浆泵 ， ３ 一Ｂ Ｊ 一３ Ｊ１ ห้องสมุดไป่ตู้浆 自动记录仪 ， Ｄ Ｊ Ｔ一６型高精 度陀 螺测斜 仪 ，Ｓ ＷＳ
帷幕灌浆施工工艺流程 ： 自上而下钻进一钻孔冲洗 一简易压水试验（ 单点法） 一分段灌浆一封孔。
跨孔测试系统等 。
＊ 收 稿 日期 ：０ ００ －５ ２ １－３０
炭 一二叠 系 砂 页岩 、 中奥 陶系 石 灰 岩 、 山期 闪 长 岩 。 燕
其中奥陶系中统灰岩为铁矿 的围岩和顶板 ， 其裂隙岩溶 发育 ， 富水 性强 ， 矿 区主要 含水层 ， 为 灰岩 以下 的燕 山期
闪长岩为矿 床隔水 层 。 ２ 施工设 计参数概 述及
从节约成本和保护当地水文地质环境的 目的出发， 最终 采用 了帷幕灌 浆进行堵 水 ， 于 ２０ 并 ０ ５年开始实施 。 １ 中关铁矿 概述
幕 灌浆 的施 工工 艺、 灌浆效果检 验方 法进行 阐述 ， 类似 矿 山治理 工程 借鉴 。 供 关键 词 ： 帷幕 灌浆 ； 工工 艺； 施 效果检验
中图分类号 ： ２ ５ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：０ ４ ５ １ （０ ０ ｌ 一Ｏ ３— ０ ＴＤ ６ Ｂ １ ０－ ７ ６ ２ １ ） ０ １ ８ ４
法。
４２ 钻孔 冲洗 ． 灌浆孔 压水前 均采 用 大 泵 量水 冲洗 孔 内的岩 粉 及 孔壁 ， 至 回水 澄 清 ， 延 续 １ｍｉ 束 ， 直 并 ０ ｎ结 漏水 的 孔 段 则连续 冲洗 ２ｍｉ ０ ｎ后停止 。
中关铁矿深孔帷幕注浆过程中事故的分析及防治
图 2 绕浆示意
3. 2 换 浆 在注浆工程施工过程中, 浆液浓度的变换常采
用限量法和限率法。限量法是在注浆过程中, 根据 每个浆液浓度等级的注入 量决定浆液浓度 变换时 机; 限率法是以单位时间内注入浆液量的多少作为 是否需要变换浆液浓度的标准的一种浆液浓度变换 方式。
事故钻孔 K121注浆过程中浆液变换采用限量 法, 其变换原则如图 3所示。注浆开始, 注入最稀一 级的浆液 5 1, 随后根据注浆时间和注浆量变换浆 液浓度。通过分析注浆记 录, 可以发现, 当浆液为 0. 8 1时, 压力表起压, 并已超过设计压力, 说明大 部分岩层裂隙被水泥浆液充填, 岩层吃浆量减少, 注 浆即将结束, 此时, 如果仍将浆液变为浓一级, 极易 造成岩层突然不吸浆或短期内停止吸浆的现象, 因 此, 在这种情况下应采取通过调节流量降低压力到 设计值, 直至正常结束注浆为止, 但是在 K121实际 操作中, 没有将流量降低而是根据变换规则变换了 浆液浓度, 最终发生了岩层突然停止吸浆的现象。 同样, 由于止浆塞压力过大, 造成在井内卡死的事故 发生。
2008, ( 3 ) : 58~ 60.
(收稿日期: 2008- 11- 13) 作者简介: 韩 贵雷 ( 1980 - ), 男, 河 北保 定人, 助 理 工程 师, 硕士, 现 主要 从事 岩 土工 程方 面 的研 究, Em a i:l hanguile i@ tom. com。
中关铁矿超细全尾砂固结粉充填胶凝材料试验研究
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６２１Ｊａｎｕａｒｙ２０２１现 代 矿 业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６２１期２０２１年１月第１期 河北省科技厅重大成果转化研究专项（编号：１９０７３８１８Ｚ）。
涂光富（１９８５—），男，工程师，０５４１００河北省邢台市。
中关铁矿超细全尾砂固结粉充填胶凝材料试验研究涂光富１ 杨晓炳２ 任建辉１ 高 谦２ 陈彦亭１（１．河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司；２．北京科技大学土木与资源工程学院） 摘 要 为了降低充填采矿成本，针对中关铁矿超细全尾砂充填料，利用中关地区固废资源，开展了固结粉充填胶凝材料试验研究。
首先开展了盐基和碱基固结粉激发剂配比试验，由此确定碱和盐激发剂的合理配比范围；然后，针对盐基和碱基激发剂合理范围，开展固结粉胶凝材料胶结体强度正交试验。
根据正交试验的极差分析、回归分析以及对胶凝材料特性要求，最终确定了固结粉优化配比为碱激发剂１０％，盐激发剂１５％。
由此确定固结粉胶凝材料激发剂与矿渣微粉配比为１∶３；最后，根据固结粉优化配比制备胶凝材料，分别采用１∶４和１∶８的胶砂比，进行全尾砂固结粉胶结体强度验证试验。
结果表明，胶砂比１∶４全尾砂胶结体２８ｄ强度大于２．５ＭＰａ，满足中关铁矿一步采场对充填体强度要求；１∶８胶砂比全尾砂胶结体强度大于１．５ＭＰａ，可以用于嗣后充填二步回采矿柱的采场充填胶凝材料。
关键词 超细全尾砂 固结粉胶凝材料 优化配方 验证试验ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２１．０１．０１０ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＣｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓＦｉｌｌｅｄｗｉｔｈＵｌｔｒａｆｉｎｅＣｏｍｐｌｅｔｅＴａｉｌｉｎｇｓＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＰｏｗｄｅｒｉｎＺｈｏｎｇｇｕａｎＩｒｏｎＭｉｎｅＴＵＧｕａｎｇｆｕ１ ＹＡＮＧＸｉａｏｂｉｎｇ２ ＲＥＮＪｉａｎｈｕｉ１ ＧＡＯＱｉａｎ２ ＣＨＥＮＹａｎｔｉｎｇ１（１．ＳｈａｈｅＺｈｏｎｇｇｕａｎＩｒｏｎＭｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＨｅｂｅｉＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆｆｉｌｌｉｎｇｃｅｍｅｎｔｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｃｅｍｅｎｔｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎＺｈｏｎｇｇｕａｎＩｒｏｎＭｉｎｅｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＺｈｏｎｇｇｕａｎａｒｅａ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｒａｔｉｏｔｅｓｔｏｆｂａｓｅａｎｄｂａｓｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｒａｔｉｏｒａｎｇｅｏｆｂａｓｅａｎｄｓａｌｔ．Ｔｈｅｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｒａｎｇｅｏｆｓａｌｔｂａｓｅａｎｄｂａｓｅａｃｔｉｖａｔｏｒ，ｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｏｆｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｂｏｄｙｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｒａｔｉｏｏｆｃｏｎｓｏｌｉ ｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｌｙｒａｎｇｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１０％ａｌｋａｌｉｅｘｃｉｔｅｒ，１５％ｓａｌｔｅｘｃｉｔｅｒ．Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆａｃｔｉｖａｔｉｎｇａｇｅｎｔｔｏｓｌａｇｐｏｗｄｅｒｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｏｂｅ１∶３．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒａｔｉｏｏｆｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒ，ｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｐｒｅ ｐａｒｅｄ，ａｎｄ１∶４ａｎｄ１∶８ｒａｔｉｏｏｆｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｓａｎｄｗｅｒｅｕｓｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｖｅｒｉｆｉｃａ ｔｉｏｎｔｅｓｔｏｆｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｂｏｄｙｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｔａｉｌｉｎｇｓｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｔａｉｌｉｎｇｓｃｅｍｅｎｔｂｏｄｙｗｉｔｈｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｒｕｂｂｅｒｓａｎｄｔｏ１∶４ｆｏｒ２８ｄｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ２．５ＭＰａ，ｗｈｉｃｈｆｕｌｌｙｍｅｅｔｓｔｈｅｂａｃｋｆｉｌｌｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｏｎｅ ｓｔｅｐｓｔｏｐｅｉｎＺｈｏｎｇｇｕａｎＩｒｏｎＭｉｎｅ．Ｔｈｅｃｅ ｍｅｎｔｉｎｇｂｏｄｙｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅ１∶８ｃｅｍｅｎｔｉｎｇｓａｎｄｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｔａｉｌｉｎｇｓｉｓａｌｓｏｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１．５ＭＰａ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｓｔｏｐｅｆｉｌｌｉｎｇｃｅｍｅｎｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｔｗｏ ｓｔｅｐｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｏｒｅｐｉｌｌａｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｕｌｔｒａｆｉｎｅｔｏｔａｌｔａｉｌｉｎｇｓ，ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｐｔｉｍｕｍｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ，ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｓｔ 充填胶凝材料是充填采矿成本的重要组成部分。
中关铁矿阶段嗣后充填采矿法底部结构优化研究
WANG Qinggang YANG Zhiqiang LIU Yang MA Ning ZHOU Tao GENG Shuai3
（Shahe Zhongguan Iron Mine Co.，Ltd.，Hebei Iron and Steel Group）
Abstract The original design of Zhongguan Iron Mine adopted the trench-type bottom structure of
步采矿块，回采结束后进行全尾砂胶结充填养护，然 切割天井，以切割井和底部集矿堑沟为自由面进行
*河北省重大科技成果转化专项（编号：19073818Z）。 王庆刚（1988—），男，工程师，054100 河北省邢台市沙河市。
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总第 626 期
现代矿业
2021 年 6 月第 6 期
倒梯段侧向崩矿［1］，由铲运机装矿经出矿进路运至采 区溜井。中关铁矿原设计采用单出矿巷道双矿房堑 沟式底部结构，出矿进路和穿脉巷道局部采用锚网 喷支护，因爆落矿石全部由底部结构出矿，出矿进路 及与底部结构交叉处经常发生塌方等险肇事故，存 在极大的安全隐患，严重影响出矿及落矿进度。故 决定对底部结构进行优化研究与实践。
关键词 阶段嗣后充填法 底部结构 复合加强支护 DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.06Structure Optimization of Stage Backfill Mining Method in Zhongguan Iron Mine
堑沟拉底巷道根据矿岩条件采取喷浆支护或者 锚喷网形式，原则上不进行钢拱架等特殊支护。为 保护出矿进路，出矿进路和穿脉巷道需进行加强支 护，采用锚喷网复合加强支护。在巷道施工完成后 及时进行素喷混凝土支护，对巷道围岩进行封闭，混 凝土强度 C20，支护厚度为 50 mm。锚喷网支护金属 网网格规格为 100 mm×100 mm，钢筋直径为 6 mm。 锚杆采用 ϕ20 mm 树脂锚杆，间排距为 0.8 m×0.8 m， 锚杆长度为 2.5 m。混凝土强度 C20，支护厚度为 100 mm。总喷浆支护厚度为 150 mm。然后进行锚喷网 复合加强支护，第二层锚喷网金属网网格规格为 100 mm×100 mm，钢筋直径为 6 mm。锚杆采用 ϕ20 mm 树脂锚杆，间排距为 2 m×2 m，锚杆长度为 2.5 m。混 凝土强度为 C20，支护厚度为 100 mm。总喷浆支护 厚度为 250 mm。 2. 4 底部结构回收
中关铁矿帷幕灌浆技术常见问题及预防处理措施
中图分类号 ： Ｐ ６ １ ８ ． ３ １ 文献标识 码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ 一Ｏ ０ ９ ７ ～Ｏ ３
北钢铁 集 团公 司为 解决铁矿石 原料 的短缺 问题 ， 拟建 中关铁 矿 。为合理 开发矿 产 资源 ， 保 护环境 水 资
源， 中关铁矿必须采用堵排相结合、 以堵为主的方案治理地下水， 首选的方法就是帷幕注浆 ， 帷幕注浆 在 中关铁矿 是 可行 的 ， 也是 经济合 理 的； 以中关铁矿 帷幕 注浆 工程 为例 ， 讲 述 了帷幕 灌浆 的 基本 概 念
帷幕灌 浆作为 地基 与基 础 防渗 处 理 的一 种 重要 手 段， 已越来越 多地被 应用在各 种水利 水 电建设 工 程和矿
山建设工程中， 同时帷幕灌浆技术也在不断 的发展 ， 以 适应 不 同的地层条 件 和施 工要 求 。 目前 尚无 成 功 的经 验可借鉴， 本文根据中关铁矿帷幕注浆工程施工过程中 常遇 到的问题 进行总 结和探 讨 ， 为类 似矿 山治理工 程提
２ ． ２ 钻孔 根 据 中关铁矿 矿 区的地层 情况及 钻 机性能 指标 ， 本
邯郸钢铁集团公司中关铁矿位于河北省沙河市 白 塔镇中关村附近， 北距邢台 ３ ０ ｋ ｍ， 南距邯郸 ５ ３ ｋ ｍ， 南 北长 ２ ０ ０ ０ ｍ， 宽８ ０ ０ ｍ 左右 ， 矿 床平均 厚度 ３ ８ ． ０ ｍ， 最 大 厚度 １ ９ ３ ． ０ ６ ｍ， 埋深 ３ ０ ０ ～７ ０ ０ ｍ， 总储量 ９ ３ ４ ５ ×１ ０ ｔ 。 注浆帷幕 线设计 南北 长 ｌ １ ４ ０ ｍ； 东西最 大宽度 ８ ９ ０ ｍ， 平 面上形成 环形全封 闭 的帷幕 ， 全长 ３ ３ ９ ７ ｍ， 由２ ６ ９个 注 浆孑 Ｌ ， １ ８个 观 测 孔 ， ３ ４个检 查 孔 ， ２ ０个 加 密 孔 ， 共 ３ ４ １
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河北钢铁集团沙河中关铁矿综合仓库边坡工程勘察报告华北有色工程勘察院有限公司2014年7月河北钢铁集团沙河中关铁矿综合仓库边坡工程勘察报告总经理：宋峰总工程师：刘新社审定：审核：校核：项目负责：编制人：编制单位：华北有色工程勘察院有限公司编制日期：2014 年07 月26 日目录1前言 (1)1.1边坡工程概况 (1)1.2勘察目的、要求及任务 (2)1.3勘察设计依据 (3)1.4勘察工作量布置 (3)1.5勘察方法 (3)1.6勘察日期及完成工作量 (4)2场地概况 (4)2.1位置及交通 (4)2.2气象 (5)3边坡工程地质条件 (5)3.1地形地貌 (5)3.2边坡地层结构及岩性特征 (6)4边坡岩土物理力学性质及评价 (7)5水文地质条件 (8)5.1地下水概况 (8)5.2地下水腐蚀性评价 (8)5.3场地土腐蚀性评价 (9)6地震效应 (9)6.1抗震设防烈度 (9)6.2场地液化判别 (9)6.3场地土类型和建筑场地类别 (10)7边坡工程岩土评价 (11)7.1湿陷性评价 (11)7.2地基土承载力特征值 (11)8边坡稳定性分析与评价 (11)8.1边坡稳定性分析 (11)8.2边坡稳定性计算 (12)8.2地基处理方案 (14)9基坑开挖方案................................................................ 错误!未定义书签。
10结论及建议 (15)图表名称1 河北钢铁集团中关铁矿综合仓库边坡工程勘探点平面位置图（1张）2 工程地质剖面（5张）3 钻孔柱状图（7张）4 土工试验综合成果表5 施工设计阶段工程地质勘察任务书1前言1.1边坡工程概况本次勘察边坡为河北钢铁集团沙河中关铁矿综合仓库开挖建设所形成的工程边坡。
边坡工程的两段边坡均为挖方形成的土质边坡，边坡高度为3-12m ，图1.1-1.3为本次勘察期间两段边坡的现状图片。
图1.1 1段边坡（南-北俯视） 图1.2 2段边坡（西-东俯视）图1.1 1-2段边坡交汇处（东-西） 2段边坡 1段边坡 1、2段边坡交汇处根据边坡类型、高度及可能破坏后果，按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）中第3.2.1条划分本边坡工程安全等级为二级。
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）第3.1.1~3.1.4条的规定，结合本边坡工程的工程安全等级，确定本次岩土工程勘察等级为乙级。
1.2勘察目的、要求及任务勘察目的为：查明边坡的工程地质和水文地质条件，评价其稳定性，为边坡支护结构设计提供地质资料和设计参数。
技术要求如下：⑴查明边坡范围内地层结构、空间分布情况及不良地质作用，查明岩土层的物理力学性质指标；查明边坡的岩土类型、成因、性状、覆盖层厚度和坡度等；⑵划分场地土类别，划分对抗震有利、不利或危险的地段；进行场地地震效应的岩土工程勘察，提出勘察场地的抗震设防烈度，设计基本地震加速度和设计特征周期分区；判别可液化的土层，确定液化指数和液化等级；查明场地内是否存在软土分布层，判别震陷的可能性并估算震陷量。
⑶对边坡的稳定性进行分析评价；⑷查明边坡可能的失稳破坏形式，并提出治理措施建议；⑸为边坡治理设计提供相关的设计计算参数；⑹提出潜在的不稳定边坡的整治措施和监测的建议。
1.3勘察设计依据⑴甲方提供的边坡范围内的地形图⑵施工设计阶段工程地质勘察任务书⑶执行的相关规范、标准有：《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92)《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）等相关规范及规程。
1.4勘察工作量布置根据甲方提供的边坡地形图，任务要求及相关规范，本次工程共施工3个勘察孔，孔深15.00~25.00m，都为取土标贯孔。
取样孔设计取原状土试样间距为1.00~2.00m，原状土样采用薄壁取土器静压取样，标准贯入试验间距为1.00~2.00m，持力层范围内取小值。
1.5勘察方法勘察方法和测试手段采用钻探、标准贯入试验、重型动力触探试验等；室内试验包括常规物理力学性质试验、压缩试验和剪切试验等。
钻探设备采用ZY-150型钻机采用泥浆护壁回转钻进。
原状样取样方法：采用薄壁取样器静压取样，取样质量等级为Ⅰ～Ⅱ级，满足规范要求。
1.6勘察日期及完成工作量外业工作于2014年7月23日开始，2012年9月19日完成，土工试验至2012年9月24日完成，工作数量及工作质量均满足设计要求。
完成工作量见表1。
表1 工作量统计表项目单位数量备注钻孔个 3 总延米：65米动力触探米 1 N63.5标贯试验次20取原状土样件15 钻孔取扰动样件10 钻孔常规试验组15 物理力学指标压缩试验组12剪切试验组12颗粒分析组10 筛分法工程放点组日 1 放点及高程测量勘察点的测放由甲方完成。
各勘探点位置和高程采用全站仪测量放位。
引测点为甲方提供的基点，位于本场地西南方110m。
高程为绝对高程（黄海高程系统）。
其具体数据见表2：表2 各勘探点坐标高程一览表孔号ZK01 ZK04 ZK05 ZK06 ZK07 ZK08 ZK09坐标X 4084492.9 4084468.9 4084468.9 4084468.9 4084497.0 4084445.1 4084430.1 Y 522343.3 522343.3 522367.3 522391.3 522322.2 522343.9 522387.5高程228.4 232.4 227.1 227.0 229.3 239.1 233.2 2场地概况2.1位置及交通本场地位于邢台市沙河市白塔镇中关村南，紧邻公路，交通十分便利。
2.2气象本区属大陆性季风气候区。
春季干旱，夏季炎热，秋季凉爽，冬季寒冷。
区内年降水量430～700mm，多年平均降水量为540mm，年最大降水量出现在1963年，沙河气象站1402.8mm，武安气象站1472.7mm。
日最大降水量出现在1963年8月4日，沙河气象站115.3mm，武安气象站286.3mm。
年最小降水量出现在1999年，沙河气象站264.6mm，武安气象站307.8mm。
年内降水多集中在7、8、9月份，这三个月的总降水量一般相当于年降水量的70～80%。
年平均蒸发量1090mm ，最大蒸发量2178.7mm（1962年），最小蒸发量为951.8mm（2003年）。
年平均气温在12.4～13.8o C，元月份最低平均气温-3.3o C，7月份最高平均气温为27o C左右，历年最高气温42.6o C（1963年6月26日），最低气温-24.3o C （1958年1月10日）。
冻土深度0.32～0.42m，冻结期105天左右。
历年平均风速2.4～3.1m/s，平原区风速较大，山区较小。
3边坡工程地质条件3.1地形地貌本区位于太行山中段东麓，地势自西向东倾斜，西为山区，东接平原。
按地形高程可分为中低山区、丘陵区和山前倾斜平原区。
中低山区分布于西部，海拔300～1100m，最大标高1898.7m，基岩裸露，植被稀少，断裂发育，沟谷切割强烈，多有悬崖峭壁，地貌景观壮丽；丘陵区处于本区中部，地形起伏不大，冲沟也较发育，海拔120～400m；倾斜平原位于东部，地形平缓，海拔55～100m，地表为冲积、洪积物掩盖，地面坡度一般为1～2‰。
中关矿区位于中部丘陵区，地面标高200～280m，地表多被第四系松散堆积物覆盖，多为梯田，基岩零星出露地表。
3.2边坡地层结构及岩性特征根据场地地层时代、成因类型、岩性特征及物理力学性质等，将勘察孔控制深度内的岩土划分为8个工程地质层，各层土的分布规律特征如下：①层耕土：黄褐色，以粉质黏土为主，含少量砂粒、碎屑及植物根系。
该层在ZK08钻孔未揭露。
该层层厚0.40～0.60m，层底埋深0.40～0.60m，层底标高225.17～231.96m。
②层黄土状粉质黏土：黄褐色，可塑状，无摇震反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等，土质不均匀，局部含砂量高，夹卵石，分布连续。
该层在ZK08钻孔未揭露。
该层层厚2.10～3.50m，层底埋深2.50～5.20m，层底标高222.57～229.86m。
②1层黄土状粉土：黄褐色，稍湿~湿，稍密~中密，摇震反应中等，干强度低，韧性低，土质较均匀。
该层仅ZK01和ZK07钻孔揭露。
该层层厚2.50～6.50m，层底埋深3.00～10.00m，层底标高219.30～225.38m。
③层卵石：褐黄色，主要成分为花岗岩，次圆状，密实，湿~饱和，一般粒径3～10cm，最大约25cm，质硬，间隙填充约35%-40%的砂和粉质黏土，分选性较差，分布连续。
该层ZK09钻孔未揭露。
该层层厚3.00～7.00m，层底埋深6.10～10.20m，层底标高215.57～233.00m。
④中砂：褐黄色，主要成分为石英长石，中密~密实，饱和，该层在该层在ZK07和ZK09钻孔未揭露。
层厚2.10～7.00m，层底埋深8.80～16.00m，层底标高210.76～230.4m。
④1层黄土状粉土：黄褐色，稍湿~湿，中密~密实，摇震反应中等，干强度低，韧性低，含细砂较多，约30%，土质不均匀。
该层仅在ZK01钻孔钻孔揭露。
该层层厚0.20～3.30m，层底埋深10.7～11.5m，层底标高215.06～216.88m。
⑤粉砂：褐黄色，主要成分为石英长石，密实，饱和，该层只在ZK01、ZK07和ZK09底部揭露，层厚1.30～4.10m，层底埋深15.90～20.00m，层底标高208.38～217.30，其中ZK01和ZK07未能揭穿。
⑥粉质黏土：褐黄色，可塑状，无摇震反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。
该层只在ZK08和ZK09底部揭露，揭露层厚4.10～16.20m，层底埋深20.00～25.00m，层底标高213.20～214.10m，未能揭穿。
4边坡岩土物理力学性质及评价根据土工试验资料及原位测试资料统计，给出各层土的物理力学指标，统计过程中删去了个别异常值，统计结果见物理力学指标统计表，现就各地基土层工程性质评价如下：①层耕土：结构松散，工程性质差，不能作天然地基持力层。
②1层黄土状粉土：为中压缩性土。
②层黄土状粉质黏土：为中压缩性土。
③层卵石：密实，工程性质良好。