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：為了實現(xiàn)低費高效、安全地開采焦家金礦望兒莊礦區(qū)的急傾斜極薄富礦脈，通過對該礦區(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，并用于兩個采場實驗，出礦品位由1.65 g/t提高到7.55 g/t，經(jīng)濟效益分別增加了138萬和142萬，實現(xiàn)了安全、高效地開采。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)濟指標

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采主要立足于簡化回采工藝、提高采礦強度和質(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)固的開采條件，回采工藝簡單，便于管理；木材損耗比較少，所需設(shè)備簡單，采礦成本相對較低；人員生產(chǎn)能力比較高；缺點是礦石貧化大。分采類著眼于減小貧化，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，機械化水平相對較低，需要根據(jù)礦石和圍巖的穩(wěn)固性，確定礦巖開采順序及削壁位置，且工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜，貧化率指標不理想［1-6］。

1 分采膠結(jié)充填采礦法

針對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質(zhì)問題，為了解決這些問題，對削壁充填采礦法進行了優(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，施工時先崩落下盤圍巖高度1.5m，將毛石出凈，再擴幫崩落上盤礦體，并進一步崩落礦體高度1.5m，此時達到分層高度3.0m，采場控高5.0m，將礦石及粉礦全部清理干凈后，崩落剩余下盤圍巖充填部分采空區(qū)高度2.5m，上接溜井和泄水井后，先采用全尾砂進行充填來填補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。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，間隔裝藥松動爆破；崩落礦石必須采用間隔裝藥松動爆破，崩落圍巖時靠近礦體一側(cè)的炮孔必須采用空氣間隔裝藥，裝藥量少，且起爆順序為最后，減小爆破對礦體的破壞。

1.2分采膠結(jié)充填的優(yōu)點

（1）回采層高為3m，小分層高度1.5m，交替崩落礦體和圍巖，進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了直接的經(jīng)濟效益。

（3）通過計算，嚴格控制崩落圍巖的厚度，按照設(shè)計充填采空區(qū)，同時先采用全尾砂充填空隙，再施工高強度的膠結(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，又能實現(xiàn)高強度的作業(yè)平臺。

（4）高強度的膠結(jié)面，為上采提供了安全穩(wěn)固的作業(yè)平臺，也為分層回采結(jié)束時粉礦的清掃提供了堅固的“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采場實驗成功以來，得到了推廣運用。應(yīng)用該方法進行回采的采場，及其取得的效益如下。

（1）W12230020采場回采的是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)過現(xiàn)場調(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)充填采礦法進行回采，實踐證明：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得到了充分開發(fā)，工業(yè)價值達138萬元。

（2）W12052036采場回采的是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。通過對地質(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)價值高達142萬元。主要技術(shù)經(jīng)濟指標為：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 社會及經(jīng)濟效益

（1）實踐表明，分采膠結(jié)充填采礦法是開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，施工高強度的膠結(jié)面提供了堅固的作業(yè)平臺，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，進一步降低了礦石的貧化率和損失率。

（3）隨著回采進度的不斷加強，厚大礦體減少，薄或極薄富礦體的回采、殘采工作步步加強，該采礦方法的應(yīng)用范圍會進一步擴大，將可帶來顯著的經(jīng)濟效益。

（4）通過優(yōu)化回采工藝，截止目前可實現(xiàn)工業(yè)價值280萬元。

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)為礦山實現(xiàn)工業(yè)價值280萬元，可為類似礦山的高效生產(chǎn)提供參考。

參考文獻：

［1]張云鵬.爆破工程［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2011：25-28.

［2]解世俊.金屬礦床地下開采［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008：88-90.

［3]張富民.采礦設(shè)計手冊（礦山開采卷）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987：289-294.

［4]張富民.采礦設(shè)計手冊（井巷工程卷）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989：435-440.

［5]黃業(yè)英.關(guān)于礦山勞動生產(chǎn)率問題的淺見［J］.長沙礦山研究院季刊，1988，8（1）：10-19.

［6]傅家驥，仝允桓.工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟學［M］.北京：清華大學出版社，1996：64-70.

收稿日期：（2016-03-22）

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