归来庄金矿充填配比试验研究

刘 勇，孙德山，王 宁

（山东黄金归来庄矿业有限公司，山东 临沂 273307）

山东黄金归来庄矿业有限公司位于临沂市平邑县境内，西南部地势较陡，东北部地形平缓。区内地质构造较复杂，岩体结构以块装和厚层状为主，矿体开采稳定性较好。矿区工程地质勘探类型为第三类第二型，即层状岩类为主工程地质条件复杂程度中等型的矿区。

1 充填尾砂的物理力学性质

归来庄金矿充填料主要是尾砂和胶凝材料。通过对尾砂物理力学性质测算，其表观密度为2.72 g/ml，松散堆积密度为1.315 kg/m3；紧密堆积密度为1.421 kg/m3，松散孔隙率为51.7%，紧密空隙率为47.8%。

采用振动筛分析方法测D50在0.50mm左右，小于100目占比为4.1%，说明充填尾砂较粗。

2 浓度对充填体影响

以表中灰砂比1:8的试验结果为例，分析7天强度随浓度变化规律，散点图和拟合曲线图如图1。

由散点图可见，浓度对强度的影响规律基本是线性关系，但在浓度超过某一值后，，强度值增长幅度变小。通过数学处理可得浓度对强度的影响规律。

7天强度随浓度变化关系：

其中:

y1：试块7d强度值，单位MPa；

x：充填料浆浓度，单位%。

数据结果显示灰砂比一定时，浓度越高，充填体强度越大。

2.1 浓度对泌水率和流动性影响

分析表1试验结果，由于试验中取样的变化，同样灰砂比下，浓度对泌水率的影响有一定分散性，，浓度对泌水率的影响可用一个数学关系表示：

其中：y4:泌水率；

xc：浓度。

由于表1中灰砂比1:6的泌水率测定较分散，使用精确方法单独测了浓度对泌水率的影响。

同样可见，浓度对泌水率影响的敏感性。当浓度77.5%降到73%时，泌水率从4.8%增加到11.9%，增加1.5倍。

两者也基本呈线性关系：

表1 灰料比1:6时部分浓度的泌水率变化

拟合数学关系式：

其中：

y——料浆泌水率，

x——料浆浓度，单位均为%。

用料浆扩散度表示料浆的流动性，由图3可见，扩散度与浓度的关系线性良好。

其中：

y5:扩散度；

xc：浓度。

3 单位立方用料消耗

图1 7d强度随浓度变化关系曲线

在实验理论的基础上，通过不断的井下充填实验，最终获得合理的充填参数，针对不同的回采顺序及位置，采取对应的充填参数。最经常应用的充填配比有一步采进路充填灰砂比为1:8、后退式逐步采进路充填灰砂比为1:10，顶板胶结层为1:8，另外针对特殊位置部分采用1:6和1:15等。其中1:8及1:10充填用料消耗关系如下：

3.1 灰砂比1:8

胶固料单位立方用料随浓度变化公式:

y1=3.2735x1-92.195

尾砂单位立方用料随浓度变化公式：

y2=26.218x2-738.39

水单位立方用量随浓度变化公式：

y3=1526.1-14.216x3

3.2 灰砂比1:10

4 经济效益与评价

通过充填配比优化，为公司实现科学化充填、合理化充填、节约化充填提供了宝贵的科学依据，同时确保了充填体的强度能够满足采矿工艺技术的要求。根据目前的生产能力，年可节约成本近200万元，具有良好的经济效益。