全尾砂与胶结混合充填技术在会宝岭铁矿的应用研究

全尾砂与胶结混合充填技术在会宝岭铁矿的应用研究

郭同晓李保健翟利军

郭同晓李保健翟利军

山东能源临矿集团会宝岭铁矿临沂市兰陵县尚岩镇山东省277712

摘要：全尾砂充填一直是采矿方法研究的一个难题，而胶结充填的费用又相对较高。山东能源临矿集团会宝岭铁矿采用分段空场嗣后充填采矿法，本文根据会宝岭铁矿实际情况，结合分段空场嗣后充填采矿法研究了全尾砂与胶结混合充填法。该充填方法很好的解决了全尾砂充填挡墙易跑浆、危险性大等问题，同时也将充填成本控制在较低水平。该方法作为采矿充填方法的一种探索，对于采用分段空场嗣后充填采矿法的矿山具有一定的借鉴意义。

关键词：全尾砂充填；胶结充填；分段空场嗣后充填采矿法

Abstract：Thewholetailingsbackfillingisalwaysadifficult，andthecostofcementedfillingisrelativelyhigh.ShandongEnergyLinyimininggroupco.ltdHuiBaolingironoreusethesublevelopenstopingwithsubsequentbackfilling.ThispaperintroducesthestuddyinHuiBaolingironorebasedontheactualsituation，combinedwiththesublevelopenstopingwithsubsequentbackfillingismadebetweenwholetailingsbackfillingfillmixedwithcementfillingmethod.Thepackingmethodisverygoodtosolvethewholebackfillingretainingwalliseasytorunslurryfilling，atthesametime，controlthefillingcostinthelowerlevel.Thismethodasanexplorationoffillingminingmethodforusingthesublevelopenstopingwithsubsequentbackfilling，ithasacertainreferencesignificance.

Keywords：wholetailingsbackfilling；cementfilling；thesublevelopenstopingwithsubsequentbackfilling

前言

由于铁矿石产能过剩、进口量增加，导致市场疲软，产品销售不畅、价格下跌，铁矿企业经济效益普遍大幅下滑。自2012年以来，铁矿行业已逐渐进入“寒冬期”。作为矿业工作者，探索安全低成本的充填采矿方法、充填工艺和更加完善的技术管理是不可推卸的责任。笔者根据国内矿山充填工艺的研究以及山东能源临矿集团会宝岭铁矿充填工程的实践，应用了全尾砂与胶结混合充填工艺，全尾砂与胶结混合充填工艺有别于全尾砂胶结充填[1]，将陈述全尾砂与胶结混合充填在会宝岭铁矿的研究应用情况。

1工程概述

临沂会宝岭铁矿位于山东省临沂市苍山县城西约20km，西距枣庄市20km。王埝沟铁矿床为隐伏矿床，发育有两条主矿带，总体走向为280°～290°，平行展布，相向而倾，表现为不对称向斜构造特征（太白向斜东段）。两条主矿带宽度具有互补性，北翼（N）矿带沿走向自西向东呈变窄的趋势，南翼（S）矿带自西向东呈增宽的趋势。矿带顶底板围岩为黑云角闪片岩或黑云变粒岩。矿体赋存于+60～-230m标高以下，矿体顶部埋深34.82～298.37m。

根据矿体倾角陡、矿体厚度从薄到中等、矿岩稳固性好和矿石品位较低的特点，中国恩菲工程技术有限公司设计选用分段空场嗣后充填采矿法。采场沿走向布置，长60m，采场高度70m，即中段高度，采场宽为矿体厚度。每个中段分3个分段，分段高度为23.3m。待矿房矿石全部出完后，采场内架设充填管、打好隔墙、安设好泄水管，做好充填、滤水等工作，采用尾砂非胶结集中一次充填。采场的顶部0.6m厚采用灰砂比1∶6的胶结料充填，以作为上中段出矿的底板。[2]

根据生产实践情况总结出该充填采矿方法存在如下几点问题：

（1）跑浆事故时有发生。全尾砂充填固然节约了施工成本，但也隐藏着一些不稳定因素。通过生产实践发现，会宝岭铁矿应用中深孔爆破，中深孔爆破装药量大，爆破强度高，对矿房周围岩体稳定性造成一定的影响。同时，矿体呈层状、似层状产出，产状与地层产状一致。矿体沿走向或倾向呈舒缓波状延展，具膨胀收缩、分支复合的特点。所以，充填采场的各挡墙周围岩体存在较多裂隙，跑浆情况时有发生。

（2）一旦发生跑浆，堵塞跑浆通道较困难。随着充填的进行，采场内的尾砂会逐渐增多，压力也会随之增强，当达到一定压力时，挡墙周围的部分岩体裂隙将会越来越大，尾砂浆以这些裂隙作为通道喷出。由于压力较大，浆液喷出速度较快，堵住跑浆通道非常困难。同时，清理跑浆的泥沙也较困难。

（3）存在一定的安全隐患。由于采用全尾砂充填，尾砂与挡墙并未连成一体，充填尾砂始终对挡墙存有压力。随着时间的延长，挡墙势必会出现裂缝和位移等情况，对井下安全生产产生一定的威胁。

这些问题制约着会宝岭铁矿井下的安全生产，同时也影响着企业的整体效益。因此，为了确保安全生产，减少不稳定因素，改进充填工艺是当务之急。

2全尾砂与胶结混合充填工艺

由于会宝岭铁矿采用分段空场嗣后充填采矿法，该采矿法上下共分为三个分段，每个分段的凿岩道底板往上5m范围为充填工程的薄弱地段，通过实践发现这部分地段极易发生跑浆，所以将采场这部分空区采用胶结充填，其他空区部分采用全尾砂充填。全尾砂与胶结充填工艺共分为5个步骤，具体实施步骤如下：

1）第一步：挡墙施工。在各分段凿岩道口和出矿进路口合适位置进行挡墙施工。挡墙施工位置要择围岩较稳固地段，底板刻槽、施工的锚杆、混凝土搅拌及配合比等均要符合设计要求。

2）第二步：第一分段充填。待各分段挡墙施工完毕并达到养护要求后开始进行第一分段充填，第一分段即最低分段，首先进行胶结充填，灰砂比为1：4，充填高度为5m。第一阶段胶结充填完毕后进行全尾砂充填，全尾砂充填高度至第二分段底板。

3）第三步：第二分段充填。待第一分段充填完毕后开始进行第二分段充填，首先进行胶结充填，灰砂比为1：6，充填高度为5m。待胶结充填完毕后进行全尾砂充填，全尾砂充填高度至第三分段底板。

4）第四步：第三分段充填。待第二分段充填完毕后开始进行第三分段充填，首先进行胶结充填，灰砂比为1：8，充填高度为5m。待胶结充填完毕后进行全尾砂充填，全尾砂充填高度至上中段底板下0.6m。

5）第五步：上中段底板充填。上中段底板充填采用胶结充填，灰砂比为1：4，充填高度为0.6m，要求最后充填地面较平整。

充填设施及混合充填示意图

3存在问题及解决方案

通过实践摸索，实施该采矿法时还要注意以下各项：

1）全尾砂与胶结混合充填的挡墙施工质量是重中之重，挡墙前时应合理设计，根据现场情况选择合适施工位置，做好现场施工的监督检查工作；

2）全尾砂与胶结混合充填要确保有序进行，以保证达到充填预想效果；

3）施工人员在作业过程中要经常检查顶板浮石，发现不安全隐患及时处理，进行充填作业过程中要及时采取安全支护措施；

4）采场充填过程中要加强挡墙巡视和记录工作。发现危险情况立即撤至安全区域并上报管理人员。现场发现问题要及时与工程技术管理人员取得联系，严禁现场违章指挥、违章作业，保证充填作业安全。

4结论

全尾砂与胶结混合充填法在会宝岭铁矿的应用不仅解决了全尾砂充填易跑浆和安全性低等问题，同时将充填成本控制在最低限度。该方法为山东能源临矿集团会宝岭铁矿取得很好的经济和社会效益，对于国内外采用分段空场嗣后充填采矿法的矿山也具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]于润仓.我国胶结充填工艺发展的技术创新[J].中国矿山工程，2010，39（5）：1-3，9.

[2]周爱民.矿山废料胶结充填[M].北京：冶金工业出版社，2007

作者简介：

郭同晓（1990-），男，助理工程师，学士学位，毕业于山东理工大学，现任山东能源临矿集团会宝岭铁矿采矿队队员，从事矿山采矿工作。