山东金洲矿业集团有限公司 山东乳山 264500
摘要：某金矿上下盘围岩稳固性较差，属于难采矿体。原采用空场法和崩落法试采，贫化损失率高达20%〜40%，采出矿石品位低，资源利用率低，技术指标与经济效益差。为了降低采矿的损失贫化率，提高经济效益，选用上向水平分层进路充填采矿法，有效减少采矿过程中的矿石损失，回采率达94%，贫化率为6%；采场布置简单，减少采准切割工程量，节省工程费用，缩短采场准备周期，降低采矿综合成本；简化回采工艺，提高劳动生产率，降低生产或非生产性材料的消耗，实现低成本生产；提高资源利用率，延长矿山生产年限的同时，提高矿山经济效益，符合当前绿色矿山建设的要求。
关键词：上向水平分层进路充填法；贫化率；经济效益
1开采技术条件
该工程矿体倾角一般为43°-76°，平均为65°，倾角变化大，以急倾斜为主，具备在回采工作面实现重力放矿的基本条件。金矿体分布于I#含金破碎蚀变带岩屋沟7-12线，受寒武系水沟口组第二岩性段底部层间破碎带控制。矿体由弱褐铁矿化碎裂板岩、碎裂硅质板岩、硅化硅质板岩、泥质板岩硅质板岩揉皱破碎带组成。上盘围岩为寒武系水沟口组第一岩性段肉红色硅质岩，矿体及直接顶底板围岩稳固性差。矿区以基岩裂隙、岩溶裂隙水充水为主，间接进水，水文地质条件简单-中等，勘探类型为二类一型。
2采矿方法选择
由于西段矿体及上下盘围岩稳固性较差，不宜选用空场法和崩落法，通过开采技术条件、开采现状分析，结合矿山建设现状，并参考国内外同类矿体开采情况，提出上向水平分层进路充填采矿法。
3采矿方法应用
3.1矿块构成要素
中段内矿块沿矿体走向布置，矿块长50m，矿块宽度为矿体的水平厚度，矿块高度为阶段高度40m。矿块间不留间柱，上下中段间也不留顶底柱，实行自下而上、连续或间隔进路回采，所有进路均采用高灰砂比胶结充填料浆进行充填。
3.2采准切割工程
主要采切工程有下盘脉外沿脉运输平巷、穿脉平巷、采区斜坡道、分段联络道、分段平巷、矿石溜井联络道、下盘脉外矿石溜井、分层联络巷道等。首先在中段内矿体下盘35~40m处沿矿体走向掘进下盘脉外沿脉运输平巷，并沿矿体走向每间隔50m布置一条穿脉巷道穿透矿体，划分出矿块。该矿各中段下盘脉外沿脉运输平巷均已形成，采区斜坡道坡度10.5°、和各种联巷的规格都是2.4×2.4，铲运机是0.75立方米。在采区斜坡道内，距离中段沿脉运输巷道底板之上+10、+20和+30m处分别设分段联络道和分段平巷，分段平巷沿矿体走向布置在矿体下盘15~20m处。在下盘脉外沿脉运输平巷内，靠近穿脉处向上掘进矿石溜井，连接上中段下盘脉外沿脉运输平巷和分段平巷；各分段平巷通过溜井联络道与矿石溜井连接；矿石溜井断面为圆形，净直径为2.0m。在穿脉内靠近矿体下盘向上掘进充填通风天井，并与上中段穿脉巷道连通；充填通风天井断面为圆形，净直径为1.5m。随着分层回采的上移，从下中段穿脉平巷位置向上顺路架设悬挂钢筒作为顺路滤水井，直达阶段最下分层。所悬挂的钢筒采用钢模焊接而成，钢模厚4mm，直径为1.2m，每节高度1.0m左右。
3.3回釆作业
从最下部分层开始，自下而上分层实行进路回采；采场内回采进路沿矿体走向布置，进行一、二步骤间隔回采；先回采一步骤进路，然后封闭进路口，采用分级粗尾砂胶结充填至接顶，经养护后再回采相邻二步骤进路，当分层内最后一进路充填时，一同充填分层联络道，即本分层回采结束；由采场一端开掘上一分层联络道，上下相邻分层联络巷错开布置于采场两端，按前述工艺转入下分层进路回采。回采时，沿回采进路从矿块两端的穿脉巷道或分层联络道向矿块中部进行回采，矿块长50m，一条进路回采长度为25m。回采凿岩使用YT28型凿岩机，采用筒形掏槽顺序微差爆破方式落矿。炮孔直径为38~40mm，孔深2.0-2.5m，孔距为0.8~0.9，排距为0.7~0.8m，采用2#岩石乳化炸药，非电雷管导爆管起爆，崩下的矿石用0.75m³铲运机装运至下盘脉外溜井。为保护相邻矿体或充填体的完整性，边孔采用光面爆破，炮孔距充填体最小距离不少于0.4m。
3.4采场通风
新鲜风流从中段巷道通过分段平巷、分层联络道进入采场，清洗采场后的污风经顺路架设的充填通风天井进入上阶段平巷回风系统排出。采场采用独头巷道型通风，通风效果较差，设计采用Y132S1-2型局扇（5.5kW）加强通风，改善工作面通风效果。
3.5采场充填
在进路回采完毕并验收合格后，清理完工作面残矿，立即进行采场充填准备工作，于进路顶板中央架设充填管，并尽量靠近顶板，以利于充填接顶，充填管通常采用增强型塑料管；充填料中的泌出水通过分层联络道排至中段或分段巷道边沟流出，局部位置可采用小型水泵进行抽取；在采场进路口构筑充填滤水挡墙。充填挡墙结构见图1。充填挡墙制作完成后，在充填料浆制备系统完全准备好的情况下，即可开始充填工作。充填工作步骤依次为检查准备-管道充水洗管T充填T管道充水洗管T充填工作结束。充填时采用采用分级粗尾砂做为骨料，在选矿厂附近建成了分级尾砂充填系统，建有一个200m³的立式砂仓。充填所需的水泥由水泥罐车运至充填制备站，用压风输送至成品水泥仓内，水泥经料仓底部的螺旋给料机输送至水泥计量秤，按充填强度的配比要求向双轴搅拌机内给料。充填料浆灰砂比按（1：6）~（1：20），50t钢结构成品水泥仓能满足约3d充填水泥用量要求。在水泥仓上部安装除尘器。为了解决放料过程中可能产生的料拱问题，在仓底部周围安装高压风喷嘴或仓壁振动器，漏斗下接变频调速螺旋给料机。水从矿山高位水池内自流至搅拌站，经流量计计量后加入搅拌机内。充填站旁设计一个事故池，事故池尺寸为2mx2mx2m，为混凝土结构。碎石、水泥和水在双卧轴搅拌机中充分搅拌后，卸料至高浓度搅拌槽，进一步充分搅拌均化后制成充填料浆成品，然后通过充填泵加压，经充填管道输送至充填区域进行充填。充填前先润管，充填后再洗管。
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图1充填挡墙结构
4技术经济指标
4.1采场生产能力
根据该采场回采工艺进行计算，单个回采进路生产能力为40t/d，一个采场可布置2~3条回采进路，单个采场生产能力为80~120t/d0采切比为23.02m/kt。
4.2损失率
损失率主要受矿体边界、倾角等形态的影响，炮孔难以控制的矿量损失。靠近矿体上下盘的采场会出现该类损失，损失率为6.0%。
4.3贫化率
（1）上下盘围岩的混入主要在是沿走向布置时的采场，靠近矿体最上盘和最下盘的进路回采时混入废石，贫化率为3.0%左右。（2）受矿体边界、倾角等形态的影响，采下的废石贫化，该类贫化率为2.0%左右。（3）二步骤采场充填体混入贫化，受充填质量、爆破振动等影响，二步骤回采时，两侧充填体会有不同程度的垮塌，混入矿石造成贫化。经测算，该类贫化率为2.0%。（4）其他贫化率按1%计算。综上分析，一步骤采场矿石贫化率为5%，二步骤采场矿石贫化率为7%。一步骤采场与二步骤采场矿量比按1：1计算，其综合矿石贫化率为6.0%。
5结语
针对某金矿难采矿体，采用上向水平分层进路充填采矿法，取得了很好的技术经济指标，有效提高了回采率，降低了损失贫化率，节省了生产成本，增加了生产效益；还符合当前绿色矿山建设的大方向。控制地表塌陷，避免地表和地下巷道的破坏，有效改善地下开采环境。减少安全风险，实现无废开采。
参考文献：
[1]蒲鹏.浅谈充填采矿法的优势[J]，科技与创新，2015（12）：156.
[2]马元磊，高原，刘忠文.机械化盘曲下向分层进路胶结充填采矿法在马庄铁矿的应用[J]，河北冶金，2013（S1）：152-154.
[3]张钦礼，王新民.采矿概论[M].北京：化学工业出版社，2008.
[4]王运敏.现代采矿手册[M].北京：冶金工业出版社，2011.