空场嗣后充填采矿法矿柱回收实践.pdf

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2015年4月中国矿山工程第44卷第2期ChinaMineEngineering·9·空场嗣后充填采矿法矿柱回收实践Practiceofpillarrecoveryinopenstopingwithsubsequentfill上_广恁-t．4a-年(西北矿冶研究院地质矿产研究所，甘肃白银730900)摘要：针对空场嗣后充填采矿法矿柱回采过程中出现的顶柱顶板破碎严重、大块率高、回收效果差．间柱充填体混入．底柱无覆盖层等问题，应用顶柱加固、微差爆破、高分段落矿、低贫化控制放矿、转借覆盖层落矿等先进技术，成功解决了技术难题，实现了安全、高效开采。关键词：顶柱加固；微差爆破；高分段落矿；低贫化控制放矿；转借覆盖层Abstract：AimingatsomeproblemsexistingintheprocessofpillarrecoveryinmineusingopenstopingwithsubsequentfiU．suchasseriousbrokencrownpillarandroof，highboulderyield，poorrecoveryeffect，intermediatepillarwithmixedfillingbody，sillpillarwithoutcover，someadvancedtechniques，suchascrownpillarstrengthening，millisecondblasting，highsublevelcaving，oredrawinginlowdilution，transferredcovercaving，wereused．Itresolvedtheseproblemssuccessfully，andrealizedsafeandhigh．efficientmining．Keywords：crownpillarstrengthening；millisecondblasting；highsublevelcaving；oredrawinginlowdilution；transferredcover1空场嗣后充填采矿法简介白银有色集团股份有限公司深部铜矿是一座露天转地下开采的续建矿山，主要采矿区域分布在原露天矿1采场边坡和坑底。1987年建成投产，设计采用无底柱分段崩落法进行开采，因该方法损失率、贫化率偏高．在矿体东部富矿地段引入空场嗣后充填采矿法进行采矿方法技术改造，其典型方案如图1所示矿块分为矿房、顶柱、间柱、底柱4个部分。矿块长50～80m，宽30m，阶段高度60m，凿岩分段高度12～14m，矿房宽度20rn，间柱宽度10m，顶柱高度10m，堑沟拉底分段高13m。回采顺序是先采矿房．矿房采空区用尾砂胶结充填，然后回采顶柱、间柱．最后回采底柱文章编号：1672—6o9Xf2015)02-0009-022矿柱回收中出现的主要问题中图分类号：TD853．391．1顶柱在矿房回采形成大面积空区长时间暴露下．会文献标志码：B产生应力释放，造成顶板岩石破碎、节理和裂隙进一步发收稿日期：2014—05—08育，在回采过程中出现了中深孔错位变形、爆破效果差、作者简介：王建军(1968一)，男，大块产出率高、损失率、贫化率偏高问题。顶板破碎严甘肃白银人，高级工程师。主要从重，时常垮塌、冒落。顶柱底板在充填体上．由于强度不事采矿技术管理工作。够，铲运机在充填体上运行一段时间后，路面开始下陷．凹凸不平，影响出矿效率。间柱两侧是矿房采空区尾砂胶结充填体，由于强度不够，在回采过程中充填体垮塌从侧面混入间柱崩落矿岩，导致贫化率偏高。底柱在充填体正下方，没有散体覆盖层，无法实现安全生产 ·10·中国矿山工程2015年(第44卷)．．．．．．1：4(1m1一顶柱?充填体：／口：20m10m／1：10(。。c一’}}口玉1：4f＼：／／／—／fI‘。‘。●一ffl}图1分段凿岩阶段空场尾砂胶结充填采矿法采场示意图放到边界品位(0．2％)为止。3矿柱回收技术(5)布孑L方式优化技术。正常回采进路边孑L角3．1顶柱回采为40。，为了提高回收率，将边孑L角调整为5。，同时(1)顶柱加固技术。顶柱采用喷锚支护加固，将前后排炮孑L平行布置形式调整为交错布置形式，喷射混凝土厚度为50mm，锚杆长2．Om，网度两排炮孑L同时起爆时．爆轰气体相互作用，有利于改1．2m×1．Om，采用水泥卷锚固，锚杆布置形式为刺善爆破，降低大块率。猬状。(6)新型矿渣路面施工技术。由于顶柱底板为(2)孑L底孑L中起爆多排微差爆破技术。①微差尾砂胶结充填体，虽然结顶部分是按1：4灰砂比进爆破技术。多排微差爆破与多排同段微差爆破不行的．但充填强度达不到铲运机路面强度要求，运行同，同时爆破多排，排间毫秒微差。该技术的特点是一段时间后，路面下陷、凹凸不平，严重影响出矿效同排之间、排与排之间采用不同段别的毫秒延期雷率。将采场破碎矿石、沙子、水泥、添加剂按一定配管起爆孔内炸药，已经破碎的岩石二次得到挤压和比搅拌均匀后铺设新型矿渣路面，为铲运机出矿创碰撞，有利于降低大块产出率，改善爆破效果。每次造条件。爆破两排，抵抗线1．2m，同时爆破层厚度2．4m。3．2间柱回采②孑L底、孑L中同时起爆技术。将装有起爆毫秒雷管(1)高分段落矿工艺。由于间柱采用的是平行的起爆弹壳分别置于孔底和孔中，进行反向孔底和布置方式，两侧为尾砂胶结充填体，类似无底柱分段孔中同时起爆，以增加爆轰气体作用时间，提高炸药崩落法单进路回采。为提高回收效果，采用高分段能量利用率，改善爆破效果。③大孑L底距小抵抗线落矿工艺，上分段崩矿、下分段出矿，在垂直方向上，孔网参数。为防止炮孔之间相互影响，提高爆破质上分段崩矿超过下分段2～3排，有利于降低损失、量。将小孑L底距大抵抗线孔网参数调整为大孔底距贫化率。小抵抗线孑L网参数，即将孑L底距1．6～1．8m、抵抗线(2)低贫化控制出矿技术。为了防止两侧充填1．5m、孔网系数1．07～1．2m的孔网参数调整为孔体因强度不够垮落、混入间柱矿石回采，采用低贫化底距2～2．2m、抵抗线1．2m、孔网系数1．7～1．8m的孑L网参数l3]。控制出矿技术．当废石漏斗在出矿口出现时停止放矿，残留矿石转移到下一分段进行回收]。(3)全断面控制出矿技术。为了使放矿椭球体均匀下降。沿出矿进路全断面均匀出矿，即出矿设备3．3底柱回采在矿石爆堆左侧、中央、右侧按顺序依次铲出相等的(1)转借覆盖层落矿技术。底柱位于充填体正矿石量。下方，没有散体覆盖层，也不具备崩落围岩形成覆盖(4)边界品位放矿工艺。由于顶柱下面为矿房层的条件，为实现安全回采，需要人为形成覆盖层：尾砂胶结充填体，因此顶柱矿石应最大限度回收。否一是崩落充填体；二是向相邻进路“转借”覆盖层。则会造成永久损失。对传统的截止品位放矿方式进由于覆盖层的块度越大越有利于放矿。应尽可能利行调整．由截止品位放矿方式调整为边界品位放矿用块度较大的废石作覆盖层，因此选择从相邻进路方式，当放到截止品位(0．5％)时，继续放出，直至“转借”覆盖层的技术。(下转第26页) ·26·中国矿山工程2015年(第44卷)据，参数选用类似项目的试验数据进行计算，泵站能管道的内径及相应的水力坡降。依据某矿山利用钢力分别按送往一期尾矿库和二期尾矿库两种情况进管进行大比重尾矿压力输送的实际数据．分析了大行复核。输送距离分别以900m(一期尾矿库)和比重尾矿压力输送的计算．认为利用B．c．克诺罗兹1500m(二期尾矿库)考虑。按上述条件，利用修正公式进行计算与实际差别较大，应慎用，如果采用杜后的公式进行计算，结果如表3。兰德公式和类似项目的试验数据进行计算，计算结表3利用杜兰德公式进行输送计算果和实际情况较为接近。由于本项目选厂规模小，与尾矿库距离近且初期可采用自流输送等便利条件，设计仍采用经验公式和类似项目的试验数据进行矿浆压力计算，并在选厂处理量／(L／d)l500l5o0设备选型中预留了输送能力。在实际生产过程中，输送管线+159×10钢管+159×10钢管矿浆量／(m／h)70～8070—8O验证了原有计算结果，并为二期工程提供了经验数重量浓度／％35～3835—38据。遇到大比重尾矿输送项目，特别是距离长、高扬输送压力／MPa0．37～0．400．6～0．7程的大比重尾矿输送项目．建议设计者最好采用工由表3可得出以下结论。业试验，并参照已有类似的试验资料及生产实践来(1)利用杜兰德公式和类似矿山的试验数据进行综合确定输送管径及水力坡降。管道压力输送得出的结果和现场实际f青况较为接近。[参考文献][1]《尾矿设施设计参考资料》编写组．尾矿设施设计参考(2)利用现有泵站基本能满足全尾矿输送至二资料[M]．北京：冶金工业出版社，1978．期尾矿库的需要。『2]丁宏达，等．浆体管道输送原理和工程系统设计『M]．4结语北京：中国金属学会浆体输送学术委员会．1990．矿浆压力输送水力计算的目的是为了确定输送(上接第10页)效率达到126t／台班。损失、贫化率明显降低，顶柱“转借”覆盖层的方法如图2所示．先用长炮孔平均损失率为12％，平均贫化率为18．6％；间柱平回采相邻的①、③号进路，再用短炮孑L回采充填体正均损失率为19．2％，平均贫化率为7．6％；底柱平均下方的②号进路，此时②号进路的回采条件如图2b损失率为15．2％，平均贫化率为15．6％。所示，随着矿石的崩落与放出，斜上方A、曰两个区4结语域的散体可借助重力流人采空区，形成覆盖层。针对空场嗣后充填采矿法矿柱回收过程中存在诸多技术难题，通过分析，确定了相应的先进技术，应用到生产实际后，成功解决了问题，取得了较好效果。[参考文献][1]张金凯．胶结充填采矿法在深部铜矿的应用『A]．白银矿业开发科技论文集[c]．《世界采矿快报》编辑部，a相邻进路炮孔布置形式b转借覆盖层条件1997．图2胶结充填体正下方进路转借覆盖层方法示意图[2]翟登社．深部铜矿支护方法[A]．白银矿业开发科技论文集[c]．《世界采矿快报》编辑部，1997．(2)截止品位控制出矿技术。底柱采用截止品位[3]廖美来．爆破孔网参数的优化[J]．世界采矿快报，控制出矿技术，当废石漏斗在出矿口出现时继续放出．2000，(5)．直到达到截止出矿品位(0．5％)时，停止放矿。[4]解世俊．金属矿床地下开采[M]．北京：冶金工业出版3．4应用效果社．1986．通过采用以上先进技术，矿柱回收取得了较好[5]王建军．无底柱分段崩落法的改进[J]．有色矿山，效果，实现了安全回采。经济技术指标明显改善。矿2001，(2)．柱平均大块率降低到6．5％以下，铲运机平均出矿