浅析全尾砂胶结充填采矿法的泄水

佟英海

（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司 克拉玛依 834025）

1 引言

充填采矿法是在矿产资源的地下开采过程中，随着矿石的采出，其矿石原来占据的空间即采空区用具有一定物理力学性能的材料进行及时填充，从而一方面对采空区围岩提供支撑，另一方面可为相邻矿体的开采提供条件的一类采矿方法。其意义主要有：

⑴可为矿床开采的整体安全提供支撑。

⑵可有效地保护矿区及周边生态环境。

⑶地下矿产资源可得到充分回收利用。

⑷可提高矿床开采全过程的技术经济指标。

⑸具有良好的社会效益。

⑹使尾矿的存放有了去处，为打造绿色、环保矿山营造了良好条件。

2 矿山地质条件

矿区位于新疆托里县境内。准噶尔优地槽褶皱带，玛依勒-扎伊尔山复向斜北西翼。扎伊尔-达拉布特向斜北翼。

2.1 出露地层

中-上石炭统，包古图组C2-3b、太勒古拉组C2-3t。

2.2 构造

矿区位于向南东倾斜的单斜构造内，安齐断裂位于矿区东南部，是该矿的主要控矿构造，以次级断裂与金矿化关系密切。

2.3 岩浆岩

以浅沉-喷发的基性玄武岩、辉绿岩为主，二者呈相变化。

2.4 围岩蚀变

毒砂化、黄铁矿化、碳酸盐化、硅化、绢云母化、绿泥石化。其中金矿化、黄铁矿化、毒砂化与金矿关系密切。

矿体由石英脉及少量蚀变凝灰岩组成，一般呈致密块状，比较坚硬。但局部受后期构造影响，矿体有些破碎。矿体宽为2～8m不等，矿体平均倾角为75°左右，硬度系数f为12～13。围岩主要为玄武岩，少数为凝灰岩，为致密块状，节理不发育。其围岩硬度系数f：顶板为6～14；底板为10～11。一般情况下矿体与顶、底板围岩均较稳固，不需支护，但遇断层或两个构造交汇处的破碎带，围岩就不稳定，需进行支护。

3 水文地质条件

矿区内无地表水系，地下水为基岩裂隙水（潜水、脉状水），接受区域性裂隙潜水运流和大气降水的渗透补给。基岩水微弱，属含水量极微弱的岩体。

4 矿山概况

哈图金矿是一个采、选、冶为一体的黄金生产企业，采用向上全尾砂充填采矿法。此采矿法工艺结构简单管理方便、回采时可以选别，符合本矿的地质条件和采矿条件。

4.1 采矿方法确定及矿房构成要素和采场布置形式

充填采矿法其采场构成要素：矿块沿走向布置，长40～50m、段高40～50m、矿块宽为矿脉宽、间柱宽度为6.2m。其矿块底部结构为下盘人工假底柱，高度为3～5m。不留顶、底柱。采用人工假底运输巷道其巷道净断面尺寸为：2.1m×2.3m，f=1/3的三形拱。自沿脉约30m设置两个钢板漏斗。

根据电耙的有效趴矿距离，在间柱3～5m处分别放两顺路溜井漏斗。顺路溜井漏斗根据矿体赋存条件靠底板布置。

4.2 凿岩爆破及回采

使用的凿岩工具是7655或YT-28风钻进行凿岩穿孔工作。根据岩石的性质孔深一般在1.8～2.5m、孔距和排距在0.8～1.2m，采用Z字或梅花型排眼。

采用人工装药，非电雷管起爆，分段微差爆破，导爆管连接，用MFd-150/200型发爆器激发起爆。

4.3 通风

采场爆破完后，采用机械强制通风。

通风路线：新鲜风从675中段➝19.5通风天井➝采场➝污风➝20.5通风天井➝725中段排出，见图1。

图1

4.4 矿石搬运

崩落的矿石，在矿房里通过两台型号为2DPJ-7.5的电耙将矿石分别扒入到两条顺路溜井中，在人工假底巷道中将矿石装入1.2m3矿车中，由电机车运往到马头门处。

4.5 充填

以上工作完成后就进行充填前的准备工作。充填前的准备工作包括：清理和残收底板上的粉矿、架设顺路溜井和人行顺路天井、预埋天井泄水管道、用吊链提升电耙等工作。

顺路溜井和人行顺路天井是用3mm钢板卷成一头为φ1050cm，一头为φ1000cm，长为1.2m的圆台型筒，在地表焊接而成，在采场进行对接。

充填料用尾砂胶结进行充填，其浓度为68%、灰砂比为1∶3～1∶4和1∶6～1∶8。为防止崩落的矿粉渗入充填料，在每次充填接近尾声时可在尾砂上铺以灰砂比为1∶3～1∶4的300～500mm厚的胶结底板铺垫，为今后电耙扒矿创造良好的条件。

充填结束经7天后进行泄水和晾干，就可进行下次的循环作业。

5 问题的解决方法

这种采矿法可全面考虑,既控制了地压的安全管理，也降低了矿石的贫化与损失。避免了在回采过程中大暴露面下作业，提高了回采过程中的安全性，利于采场地压控制。回采率可达到96%以上，避免了地下有限资源的浪费。对于本矿贵金属脉的开采，是技术上可行、经济上可靠的一种行之有效的采矿方法。

此种采矿法其缺点就是循环时间过长，达不到对矿块强采强出的目的。其主要的原因就是泄水道太少，只是在一侧的天井预埋泄水管道进行泄水，故泄水时间过长。充填结束后要经过7天的泄水、晾干才可进行下次的采矿等循环作业。

如何缩短泄水时间，我们就在两条顺路溜井和一条顺路人行天井上想办法。因顺路溜井和顺路人行天井是用3mm钢板卷成的长为1.2m的圆台型筒，见图2。

图2

在地表长为1.2m的园台型筒钢板上用气割割出多处φ50mm的圆孔，在采场进行对接使用。对接完成后在用100目的尼龙滤布在园台型筒钢板上缠绕一圈。在尾砂充填时水可滤掉，水就沿着顺路天井、溜井流入运输巷里，水泥和沙子留在矿房里对矿房起到了充填作用。

6 结论

此方法的实施使经过7天的泄水、晾干才可进行下次的采矿等循环作业，缩短为2天泄水、晾干就可进行下次的采矿等循环作业。其意义就是：

⑴缩短了采矿作业循环时间，避免了矿房长时间的暴露使矿岩发生变化，给下一步的采矿作业安全创造了良好的条件。

⑵实现了对矿房强采强出的目的。

⑶地下矿产资源可得到充分回收利用。

⑷可提高矿床开采全过程的技术经济指标。

⑸提高了矿房回采过程中的安全性。