破碎難采礦體的下向膏體充填法

瑪?shù)┙?王貽明 吳愛祥 艾純明 楊錫祥 周發(fā)陸

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083;2.金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083;3.招金礦業(yè)伽師縣銅輝礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 喀什 844300)

破碎難采礦體的下向膏體充填法

瑪?shù)┙?，2王貽明1，2吳愛祥1，2艾純明1，2楊錫祥3周發(fā)陸3

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083;2.金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083;3.招金礦業(yè)伽師縣銅輝礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 喀什 844300)

伽師縣銅輝礦業(yè)有限責(zé)任公司拜什塔木礦區(qū)1#礦體多年來采用無(wú)底柱連續(xù)開采分段崩落留礦采礦法進(jìn)行回采，回采過程中存在地表陷落、鋼拱架失穩(wěn)、巷道垮冒、貧化率較大、作業(yè)環(huán)境不佳等問題。針對(duì)開采過程中存在的問題，通過方案優(yōu)選和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用下向進(jìn)路膏體充填采礦法對(duì)1#礦體進(jìn)行開采。下向進(jìn)路膏體充填法很好地解決了圍巖穩(wěn)定性差，鋼拱架失穩(wěn)和巷道冒頂?shù)葐栴}。對(duì)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝進(jìn)一步優(yōu)化，采礦損失率從17%降低到4%～6%，貧化率從18%降低到5%～7%，尾砂利用率提高到90%～95%，增強(qiáng)了采礦作業(yè)的安全性，對(duì)同類礦山的生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

破碎難采礦體 膏體充填采礦法 方案優(yōu)選 安全開采

隨著我國(guó)易采資源的逐漸枯竭，礦產(chǎn)資源開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向破碎復(fù)雜難采礦體，存在開采難度大、安全隱患高等技術(shù)難題[1]。對(duì)于中厚破碎礦體，充填法能很好地控制采場(chǎng)地壓，得到了廣泛的應(yīng)用。但常規(guī)的分級(jí)尾砂充填存在采場(chǎng)脫水困難、易離析、細(xì)粒級(jí)尾泥處理難度大、穩(wěn)定差等問題，在此基礎(chǔ)上發(fā)展了全尾礦膏體充填技術(shù)。

膏體充填技術(shù)是對(duì)膠結(jié)充填的進(jìn)一步發(fā)展。膏體充填是具有良好穩(wěn)定性、流動(dòng)性和可塑性的膠結(jié)體，在重力或外加力作用下以柱塞流的形態(tài)輸送到采空區(qū)[2]。膏體充填的特點(diǎn)是料漿濃度大，質(zhì)量濃度可達(dá)到75%～85%。膏體料漿像塑性結(jié)構(gòu)體一樣在管道中作整體運(yùn)動(dòng)，固體顆粒一般不發(fā)生沉淀，不發(fā)生離析，呈柱塞狀流動(dòng)；尾砂利用率高，一般為90%～95%。由于膏體充填料漿濃度高，無(wú)需脫水，因此減少了井下充填污染及排水費(fèi)用。充填體強(qiáng)度高且水泥耗量少，可以適當(dāng)降低充填成本。充填體易于接頂，有利于采場(chǎng)穩(wěn)定和采礦作業(yè)安全性。膏體的穩(wěn)定性、和易性和可泵性，決定了進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送時(shí)不會(huì)造成堵管，從而解決了實(shí)際操作中長(zhǎng)距離輸送的問題[3]。應(yīng)用充填法采礦的基本條件是：礦體的上、下盤圍巖不穩(wěn)固或者礦石、圍巖都很破碎的礦床；開采圍巖不穩(wěn)固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體；地表不允許陷落，開采條件復(fù)雜，如水體、鐵路干線、主要建筑物下面的礦體和有自燃火災(zāi)危險(xiǎn)的礦體等，也是深部開采時(shí)控制地壓的有效措施[4]。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)范圍及發(fā)展眼光看，膏體充填技術(shù)是充填采礦技術(shù)發(fā)展的主要方向。目前在國(guó)內(nèi)外金屬礦山得到廣泛的推廣應(yīng)用。膏體充填技術(shù)1979年首先由德國(guó)格隆德鉛鋅礦[5]開發(fā)成功，隨后在國(guó)內(nèi)外日益引起重視。如澳大利亞的大型礦山卡寧頓(Cannington)礦、芒特艾薩(Mount Isa)礦業(yè)公司開采深部的3500礦體，加拿大薩德伯里地區(qū)(Sudbary)的克萊頓(Creighton)礦等礦山都使用膏體充填技術(shù)，并取得了相當(dāng)好的效果[6]。

我國(guó)也非常重視膏體充填技術(shù)的研究。金川公司于1991年就建立和鑒定了膏體充填試驗(yàn)系統(tǒng)，并于1996年建成了正式膏體充填生產(chǎn)系統(tǒng)[7]，其他如武山銅礦、大冶銅綠山銅礦[8]、云南會(huì)澤鉛鋅礦等，也積極籌建膏體充填系統(tǒng)[9]。其中，云南會(huì)澤鉛鋅礦膏體充填系統(tǒng)是我國(guó)最先進(jìn)、最成功的膏體充填系統(tǒng)。它主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用全尾砂充填，且充填后不用脫水，充填體強(qiáng)度高。同時(shí)通過對(duì)全尾砂、水淬渣的利用，可實(shí)現(xiàn)礦山廢棄物的零排放。隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)礦產(chǎn)資源開發(fā)的要求越來越高，膏體充填技術(shù)在我國(guó)具有廣闊的應(yīng)用前景[10]。

1 礦山開采技術(shù)條件

1.1 礦床賦存條件

拜什塔木礦區(qū)出露的主要地層有下泥盆統(tǒng)、上石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)、白堊系、古近系、新近系及第四系；全礦區(qū)共圈定了7個(gè)礦體，大山口礦段圈定了2個(gè)礦體，拜什塔木—天源騰礦段圈定了3個(gè)礦體，西克爾礦段圈定了2個(gè)礦體。其中拜什塔木—天源騰礦段是主要礦段，含礦層中共圈出大小工業(yè)礦體3個(gè)，由西向東編號(hào)Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3，其中Ⅰ-1礦體規(guī)模最大，為主礦體，Ⅰ-2和Ⅰ-3號(hào)礦體規(guī)模較小。拜什塔木及天源騰礦段960～633 m標(biāo)高間Ⅰ-1、Ⅰ-2號(hào)礦體，地質(zhì)資源量為348.02萬(wàn)t。設(shè)計(jì)范圍內(nèi)Ⅰ-2號(hào)礦體可利用礦量為22 765 t，且其距離Ⅰ-1號(hào)礦體較遠(yuǎn)，不利于開拓及采準(zhǔn)工程布置，因此暫不考慮利用。

I-1礦體：分布在37～4號(hào)勘探線，礦體在0～15號(hào)勘查線直接出露地表，標(biāo)高為1 300～1 330 m。礦體控制最低標(biāo)高為711 m，控制最大傾斜深度500 m。礦體呈層狀—似層狀，地表出露長(zhǎng)度650 m，沿走向控制長(zhǎng)度達(dá)1 050 m。礦體平均厚度6.24 m，屬厚度穩(wěn)定型礦體,礦體地表傾向195～199°，傾角80°。礦體厚度在走向上由西向東有由薄變厚再變薄的趨勢(shì)，即中部較厚兩端變薄的趨勢(shì)。礦體(或含礦層)中上部主要為中細(xì)粒砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖，局部夾砂質(zhì)泥巖，底部為砂礫巖。礦體直接頂板圍巖為細(xì)粉砂泥巖，底板為含粉砂泥巖。巖層一般比較堅(jiān)硬，韌性較好，但層理較發(fā)育，泥巖遇水易軟化穩(wěn)固性較差，易片幫坍塌，坑道掘進(jìn)需要進(jìn)行支護(hù)。隨著礦山采深加大，坑道中涌水量可能增大，會(huì)對(duì)礦山開采帶來安全隱患，采礦難度較大。此外，如開采塌陷影響到斷裂裂隙構(gòu)造含水帶，將有可能會(huì)發(fā)生突水。

1.2 礦山目前存在的問題

拜什塔木銅礦礦體及上下盤圍巖具有遇水泥化、崩解特性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，距離礦體約93、115和217 m共計(jì)有3個(gè)含水帶。如果繼續(xù)沿用現(xiàn)有崩落采礦法，一旦崩落區(qū)與含水帶貫通，則極有可能出現(xiàn)已有開拓、采準(zhǔn)巷道大面積失穩(wěn)、乃至淹井事故等，存在極高的開采風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。此外，礦山地應(yīng)力大，現(xiàn)有支護(hù)方式單一，且支護(hù)強(qiáng)度低；無(wú)法封閉巖面。井下木背板1～2 a后腐朽引起承載力降低，承擔(dān)支架與圍巖之間承擔(dān)應(yīng)力傳遞載荷的背板木的作用大大消弱，支護(hù)對(duì)圍巖的約束作用逐漸減小，圍巖在地應(yīng)力作用下逐漸松動(dòng)、脫落，最終導(dǎo)致巷道失穩(wěn)。

2 采礦方法選擇與回采方案設(shè)計(jì)

2.1 采礦方法選擇

針對(duì)拜什塔木銅礦礦體穩(wěn)定性很差的特點(diǎn)，最佳的采礦方法是利用充填法控制上下盤圍巖移動(dòng)和地壓，鑒于礦體厚度不大，傾角較陡，可選用的采礦方法有上向進(jìn)路膠結(jié)充填和下向進(jìn)路膠結(jié)充填法。

從表1可以看出若采用上向進(jìn)路膠結(jié)充填采礦法，采礦進(jìn)路的支護(hù)及穩(wěn)定性問題將非常突出，人員、采礦設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)高，一旦發(fā)生冒頂，也會(huì)引起盤區(qū)生產(chǎn)能力降低、損失貧化指標(biāo)增大，采礦成本提高等一系列問題。因此，擬采用下向進(jìn)路膠結(jié)充填采礦法，膏體充填是拜什塔木銅礦最佳充填方式。

根據(jù)礦區(qū)礦床賦存特征、開采技術(shù)條件及礦山開采現(xiàn)狀，擬采用下向傾斜進(jìn)路膏體充填法開采，進(jìn)路傾斜角度為6°，傾斜進(jìn)路主要是為了充填接頂，同時(shí)有利于礦石運(yùn)搬。依據(jù)礦體厚度不同，布置不同數(shù)目的進(jìn)路。當(dāng)?shù)V體厚度小于6 m時(shí)，采用單進(jìn)路回采，當(dāng)?shù)V體厚度大于6 m時(shí)，布置2條或多條進(jìn)路回采。

表1 上、下向進(jìn)路膠結(jié)充填采礦法比較(針對(duì)該銅礦現(xiàn)場(chǎng)條件)Table 1 Compare of uphand and underhand drift paste backfill method(Aimed at the mine site conditions)

2.2 回采方案設(shè)計(jì)

(1)礦塊布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)。盤區(qū)尺寸為200 m×60 m，盤區(qū)長(zhǎng)200 m，中段高度為60 m，沿走向每200 m劃分1個(gè)盤區(qū)，盤區(qū)寬度為礦體水平厚度，盤區(qū)之間不留頂?shù)字烷g柱，每個(gè)盤區(qū)分為兩個(gè)礦塊，每個(gè)礦塊單獨(dú)回采，共用1條礦石溜井和回風(fēng)充填井。該采礦方法分段高度為12 m，每個(gè)中段布置5個(gè)分段，每個(gè)分段服務(wù)3層進(jìn)路回采。分段平巷之間用盤區(qū)斜坡道相連，分段平巷與礦體通過分層聯(lián)絡(luò)道相連，垂直礦體走向布置分層聯(lián)絡(luò)道。回采進(jìn)路沿走向傾斜布置，傾斜角度為6°，進(jìn)路高度4 m，進(jìn)路寬度根據(jù)礦體厚度而定，但不小于3 m，不大于6 m。進(jìn)路回采完畢后進(jìn)行膏體充填。

(2)采切工程布置。采用下盤脈外無(wú)軌采準(zhǔn)方式，以盤區(qū)為回采單元布置采切工程，主要采切工程包括分段平巷、盤區(qū)溜井、分層聯(lián)絡(luò)道和切割巷道等，主要采切工程規(guī)格如表2所示。

表2 盤區(qū)無(wú)軌采準(zhǔn)系統(tǒng)主要采準(zhǔn)工程規(guī)格Table 2 Mainly mining engineering specification table of panel trackless mining system

盤區(qū)斜坡道形成后，在高度方向上每隔12 m掘進(jìn)下盤分段平巷，其斷面規(guī)格為3.6 m×3.2 m，分段平巷與階段運(yùn)輸巷道之間由折返式斜坡道連接，坡度為11°。而后自分段平巷每隔100 m向礦體掘進(jìn)分層聯(lián)絡(luò)道。自分段平巷礦塊中央位置垂直礦體掘進(jìn)分層聯(lián)絡(luò)道直至礦體下盤，其斷面規(guī)格為3.6 m×3.2 m，分層聯(lián)絡(luò)道最大坡度為10°。分層聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)礦體后，自礦體下盤掘進(jìn)切割巷道至礦體上盤，切割巷道斷面為4 m×4 m。

盤區(qū)礦石溜井布置在礦體下盤，卸礦口與分段平巷之間由溜井聯(lián)絡(luò)道相連，原則上每個(gè)盤區(qū)布置1條礦石溜井，卸礦口與分段平巷相通，井筒規(guī)格為2 m×2 m，放礦硐室與階段運(yùn)輸巷道相通。巷道掘進(jìn)中的廢石可排入相鄰的廢棄分層聯(lián)絡(luò)道中。每一階段布置1條廢石溜井，用于排出巷道掘進(jìn)中的多余廢石。該采礦方法采切工程量如表3所示。

表3 下向進(jìn)路膏體充填采礦法采準(zhǔn)切割工程量Table 3 Preparation and cutting work′s ratio of underhand drift paste backfill method

(3)回采工藝。自礦塊中央切割巷道向兩翼前進(jìn)式回采，逆傾斜掘進(jìn)。采用MERCURY-14單臂式鑿巖臺(tái)車打傾斜炮孔，角度與進(jìn)路傾斜角度相同，與水平面夾角為6°，孔深3.5 m，炮孔直徑φ38 mm。采用角錐形掏槽，并用控制爆破技術(shù)，確保進(jìn)路形狀規(guī)整，并減少對(duì)上分層充填體及圍巖的破壞。

采用2號(hào)巖石乳化炸藥，人工裝藥。藥卷直徑32 mm，周邊眼設(shè)計(jì)采用22 mm的小直徑藥卷，長(zhǎng)度均為200 mm。起爆采用非電微差導(dǎo)爆管起爆。

爆破通風(fēng)完畢后，人工撬除浮石，而后采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，鏟裝的礦石直接卸入盤區(qū)溜井。每個(gè)盤區(qū)4個(gè)作業(yè)面同時(shí)回采。

(4)采場(chǎng)通風(fēng)。進(jìn)路回采完畢充填時(shí)，在盤區(qū)兩側(cè)分別預(yù)留1條充填回風(fēng)井(采用架設(shè)模板方式)，作為采場(chǎng)回風(fēng)井。新鮮風(fēng)流經(jīng)分段巷道→分層聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場(chǎng)，作業(yè)面的污風(fēng)由回采進(jìn)路→充填回風(fēng)井至上中段回風(fēng)系統(tǒng)。

(5)采場(chǎng)支護(hù)。巷道頂板以濕噴混凝土結(jié)合錨桿支護(hù)為主，局部特別破碎地點(diǎn)用錨桿加金屬網(wǎng)支護(hù)。采場(chǎng)一般不需要支護(hù)，局部破碎地點(diǎn)采用水壓支柱護(hù)頂或錨桿支護(hù)。具體支護(hù)形式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石破碎程度而定。

2.3 膏體充填工藝

2.3.1 充填材料

(1)水泥。采用32.5普通硅酸鹽水泥。

(2)全尾砂。拜什塔木銅礦選廠尾礦-200目含量占70%，粒級(jí)較細(xì)，排放濃度為20%～25%?？梢娫摰V尾砂粒級(jí)組成適宜于膏體充填；但由于其濃度較低，須經(jīng)濃縮脫水進(jìn)一步提高礦漿濃度。

(3)粗骨料。粗骨料改善充填物料的級(jí)配，可形成更高濃度的膏體。添加粗骨料使充填系統(tǒng)的濃度更容易保證在膏體范圍內(nèi)，充填工藝更加可靠。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，擬采用戈壁集料，通過人工篩分方式，控制物料最大粒度小于10 mm。

(4)冶煉水淬渣。冶煉水淬渣是一種可用的膏體制備材料，拜什塔木銅礦冶煉水淬渣產(chǎn)量約2萬(wàn)t/a。

2.3.2 強(qiáng)度及材料配比

設(shè)計(jì)采用下向進(jìn)路膏體充填，鋪底層2.0 m厚采用高強(qiáng)度充填，28 d充填體強(qiáng)度4～5 MPa，其余部分膏體強(qiáng)度1～2 MPa。根據(jù)當(dāng)?shù)乜捎酶囿w制備材料，可采用2個(gè)方案，即全尾+水泥+廢石和全尾+水淬渣+水泥的膏體制備方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，推薦膏體充填料配比如下。

(1)全尾+水泥+廢石膏體。采用全尾+水泥+廢石制備膏體，28 d強(qiáng)度要求為4～5 MPa時(shí)，建議灰砂比為1∶5，廢石與尾砂用量比為1∶(3～5)，膏體濃度73%～76%。

28 d膏體強(qiáng)度要求1～2 MPa，建議灰砂比為1∶(10～12)，廢石與尾砂用量比為1∶(3～5)，膏體濃度為74%～76%。

(2)全尾+水淬渣+水泥膏體。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，水淬渣作為膠凝材料對(duì)于膏體強(qiáng)度貢獻(xiàn)并不明顯，因此，不建議水淬渣作為膠凝材料使用。

當(dāng)水淬渣作為粗骨料制備膏體時(shí)，需要28 d膏體強(qiáng)度為4～5 MPa，建議灰砂比1∶5時(shí)，淬尾比1∶(7～9)，膏體濃度75%～76%。

需要28 d膏體強(qiáng)度為1～2 MPa，建議灰砂比1∶8時(shí)，淬尾比1∶5；灰砂比1∶7時(shí)，淬尾比1∶8，膏體濃度均為75%～76%。

2.3.3 采場(chǎng)充填

每條進(jìn)路回采完畢后，立即進(jìn)行膏體充填，順傾斜充填。在切割巷道內(nèi)用空心磚修筑充填擋墻對(duì)進(jìn)路進(jìn)行封口，并噴射30～50 mm厚的混凝土。

充填管自充填回風(fēng)井進(jìn)入采場(chǎng)。充填準(zhǔn)備工作包括清理進(jìn)路礦石、修筑充填擋墻、敷設(shè)鋼筋、鋪設(shè)充填管等。充填前在進(jìn)路內(nèi)沿進(jìn)路軸向和垂直于進(jìn)路軸向敷設(shè)縱橫筋，同時(shí)敷設(shè)豎筋，使充填后形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，增加充填體強(qiáng)度。

縱橫筋布置：縱橫筋規(guī)格均為φ14 mm的A3圓鋼?？v筋沿進(jìn)路走向布置，間距為1.00 m；在縱筋上布置垂直進(jìn)路走向方向布置橫筋，間距1.00 m，形成1.00 m×1.00 m的主筋網(wǎng)度，縱筋與橫筋之間采用綁扎絲綁扎，橫筋長(zhǎng)度為長(zhǎng)出進(jìn)路寬度0.5 m，并將長(zhǎng)出部分彎向充填體；而后在每2根主筋之間鋪設(shè)2根φ8 mm副筋，主副筋之間用綁扎絲捆綁，形成0.33 m×0.33 m的鋼筋網(wǎng)度。

沿進(jìn)路方向每隔4.0 m布置3根φ16 mm的A3圓鋼豎筋，豎筋下端彎勾勾在縱橫筋搭接處，并用扎絲將吊筋與縱橫筋牢固綁扎在一起，豎筋上端與上分層充填體底筋相連，并用扎絲綁扎牢固。頂板打錨桿固定充填管路。

采用分層充填，共分上下2層，下層打底充填高度為2 m，充填體強(qiáng)度為4～5 MPa；上層為接頂充填，充填體強(qiáng)度為1～2 MPa。

將膏體從充填回風(fēng)井送入待充填進(jìn)路，充填應(yīng)盡可能連續(xù)進(jìn)行，以有利于形成整理充填體。充填體側(cè)部礦體經(jīng)過7 d即可開始回采作業(yè)，下部則至少要經(jīng)過28 d才能進(jìn)行回采作業(yè)。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

采用下向進(jìn)路膏體膠結(jié)充填采礦法，將會(huì)為礦山帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，見表4。

4 結(jié) 論

(1)系統(tǒng)分析拜什塔木銅礦礦體遇水變軟，穩(wěn)定性差，礦巖破碎等開發(fā)安全問題，通過方案優(yōu)選和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用下向進(jìn)路膏體充填采礦法對(duì)1#破碎礦體進(jìn)行開采。

表4 采礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Table 4 Main technical and economic indicators table of mining

(2)下向進(jìn)路膏體充填法很好地解決了圍巖穩(wěn)定性差,鋼拱架失穩(wěn)和巷道冒頂?shù)葐栴}；采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝進(jìn)一步優(yōu)化；損失率從17%降低到4%～6%，貧化率降低到5%～7%，尾砂利用率提高到90%～95%。

(3)選用下向進(jìn)路膏體充填采礦法，采用全尾+水泥+廢石制備膏體，該法大大提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益、減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)保證井下員工及設(shè)備的安全作業(yè)。

(4)膏體充填技術(shù)在破碎難采礦體開采掘進(jìn)中取得了良好的應(yīng)用效果，提高了采礦作業(yè)的安全性，增加了采礦收益，并且可實(shí)現(xiàn)礦山無(wú)廢、綠色開采。

[1] 韋龍明,孫肇均,周學(xué)禹.我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀及建議[J].礦床地質(zhì),2002,12(S1)：1-3. Wei Longming,Sun Zhaojun,Zhou Xueyu.Posture and suggest of mineral resources for nonferrous metals[J].Mineral Deposits,2002,12(S1)：1-3.

[2] 劉曉輝,吳愛祥，王洪江,等.深井礦山充填滿管輸送理論及應(yīng)用[J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013,35(9):1113-1118. Liu Xiaohui，Wu Aixiang，Wang Hongjiang，et al.Full-flow transport theory and its application in deep mine backfilling[J].Journal of University of Science and Technology Beijing，2013,35(9):1113-1118.

[3] 周華強(qiáng),侯朝炯,孫?？?等.固體廢物膏體充填不遷村采煤[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,33(2):154-158. Zhou Huaqiang，Hou Chaojiong，Sun Xikui，et al.Solid waste paste filling for none-village-relocation coal mining[J].Journal of China University of Mining & Technology，2004,33(2):154-158.

[4] 王湘桂，唐開元.礦山充填采礦法綜述[J].礦業(yè)快報(bào),2008(12):1-4. Wang Xianggui,Tang Kaiyuan.Over view of cut and fill method for mines[J].Express Information oa Mining Industry，2008(12):1-4.

[5] Helms W.The development of backfill techniques in German metal mines during the past ecade[C]∥MINEFILL 93.Johan-nesburg：SAIMM,1993：323-331.

[6] 劉同有，蔡嗣經(jīng).國(guó)內(nèi)外膏體充填技術(shù)的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀[J].中國(guó)礦業(yè),1998,7(5):1-4. Liu Tongyou,Cai Sijing.Satus quo of application and research of paste fill technology in China abroad[J].China Mining Magazine,1998,7(5):1-4.

[7] 陳長(zhǎng)杰,蔡嗣經(jīng).金川二礦膏體泵送充填系統(tǒng)可靠性研究[J].金屬礦山,2002(1):7-9. Chen Changjie，Cai Sijing.Study on the reliability of paste pumping-filling system in Jinchuan No.2 Mine[J].Metal Mine，2002(1):7-9.

[8] 何哲祥，鮑俠杰，董澤振.銅綠山銅礦不脫泥尾礦充填試驗(yàn)研究[J].金屬礦山,2005(1):15-18. He Zhexiang，Bao Xiajie，Dong Zezhen.Tests on undeslimed tailings backfill at Tonglushan Copper Mine[J].Metal Mine，2005(1):15-18.

[9] 王 劼,楊 超,張 軍，等.膏體充填管道輸送阻力損失計(jì)算方法[J].金屬礦山,2010(12):33-36. Wang jie，Yang Chao,Zhang Jun，et al.Calculation method of the resistance loss in pipeline transportation of paste filling slurry[J].Metal Mine，2010(12):33-36.

[10] 肖云濤,吳愛祥,翟永剛,等.會(huì)澤鉛鋅礦膏體充填鉆孔優(yōu)化研究[J].金屬礦山,2011(4):32-35. Xiao Yuntao，Wu Aixiang,Zhai Yonggang，et al.Optimization research on paste backfill drilling system Huize Lead-zinc Mine[J].Metal Mine，2011(4):32-35.

(責(zé)任編輯 徐志宏)

Underhand Drift Paste Backfill Mining in Broken and Refractory Mines

Ma Danjiang1，2Wang Yiming1，2Wu Aixiang1，2Ai Chunming1，2Yang Xixiang3Zhou Falu3

(1.SchoolofCivilandEnvironmentEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China; 2.TheKeyLaboratoryofHigh-EfficientMiningandSafetyofMetalMines，MinistryofEducation，Beijing100083，China;3.ZhaojinMiningJiashiCountyTonghuiMiningLimitedLiabilityCompany，Kashi844300，China)

1#ore body of Baishitamu copper mine in Jiashi County Tonghui Mine Co.，Ltd.adopted non pillar continuous mining with sublevel caving stoping method，and there are such problems in mining as surface fall，steel arch lost stability，roof caving of roadway，high dilution rate，poor operating environment.Aiming at the problems existing in the mining process，the underhand drift paste backfill method was adopted to exploit 1#ore body after plan optimization and comparison of technical and economic characteristics.Results show that this mining method commendably solved the safe problems，including poor stability of surrounding rock，instability of steel arch and roof caving of roadways.Stope structural parameters and mining process were optimized with the loss rate decreasing from 17% to 4%～6%，dilution rate reduced from 18% to 5%～7%.While tailings utilization rate increased to 90%～95%.The underhand drift paste backfill mining enhanced the safety of mining.It is of great significance to the production of other similar mines.

Broken and refractory mine，Paste backfill mining，Plan optimization，Safe mining

2013-11-14

長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：IRT0950)，國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2012BAB08B02)。

瑪?shù)┙?1989—)，男，碩士研究生。

TD853.34+3

A

1001-1250(2014)-03-021-05