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
王爱民：两步骤分段空场嗣后充填采矿法充填体混入研究
23
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。

参考文献：
[1] 周爱民.矿山废料胶结充填(第二版）[M ].北京:冶金工业出
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).
[3] 王施璐，袁锦锋，王志鸿.嗣后充填法矿柱稳定性分析[J ].铜 业工，2014(2).
[4] 黄明发.分段空场嗣后充填采矿法在龙江亭铜矿的应用[J ]. 采矿技术，2015,15(7).
[5]
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 :
wamdys @ 〇
n l f
50M O i
o。