下向分層膠結(jié)充填采礦法在歸來莊金礦的應(yīng)用

張春旺，劉 勇， 戶瑞平

（山東黃金歸來莊礦業(yè)有限公司，山東 臨沂 273300）

山東黃歸來莊礦業(yè)有限公司歸來莊金礦開采方式為露天及地下開采，開采礦種金、銀，生產(chǎn)規(guī)模21萬噸/年，礦區(qū)面積0.29平方公里，標(biāo)高從130m-150m，豎井及斜坡道聯(lián)合開拓方式，主要采用上向分層充填采礦法，采用斜坡道及罐籠運(yùn)輸?shù)V石。目前-70m中段以上礦體進(jìn)入殘采階段， 其中Ⅱ號礦體作為主礦體外探明的具有開采價(jià)值的最大礦體，根據(jù)貧富兼采，薄厚兼采的原則，接續(xù)礦量生產(chǎn)，對Ⅱ號礦體進(jìn)行回采。

1 礦床地質(zhì)及現(xiàn)狀

1.1 礦體體征

-70m水平控制礦體長度50m，總體走向107°～120°，傾向南，傾角48°，穿脈揭露礦體（隱爆角礫巖）破碎，蝕變較強(qiáng)，礦化弱，厚度1.5m，角礫巖上盤破碎灰?guī)r，蝕變較強(qiáng)，礦化較好，平均品位3.50g/t。下盤為泥化閃長玢巖，上盤為薄層條帶灰?guī)r，灰?guī)r產(chǎn)狀走向北西，傾向40°～60°，傾角20°～35°，脈內(nèi)巷向西礦化變?nèi)?，平均品位低?.0g/t。

1.2 回采現(xiàn)狀

Ⅱ號礦體原設(shè)計(jì)采用上向分層充填采礦法。 -70m中段運(yùn)輸巷與-24m分段運(yùn)輸巷巷道已施工完畢，且已施工兩條人行通風(fēng)天井，首采層-63m分層礦體回采后充填，一號通風(fēng)天井及二號通風(fēng)天井因冒頂片幫堵塞；-24m分段巷道不同程度冒頂片幫，已進(jìn)行發(fā)碹支護(hù)。

2 采礦方法

2.1 采礦方法的選擇及應(yīng)用

Ⅱ號礦體除考慮礦體傾角、損失貧化及經(jīng)濟(jì)效益外，主要考慮兩方面原因。①充填：由于設(shè)計(jì)地表充填站充填主干管經(jīng)充填鉆孔至-70m中段，至II號礦體充填倍線大，無法利用地表充填站充填。②原有采準(zhǔn)工程及回采影響采礦方法的選擇，底柱上部拉低巷道已回采充填完畢，底部結(jié)構(gòu)遭到破壞。為滿足安全生產(chǎn)需要，針對不穩(wěn)固薄礦體的實(shí)際情況，采用下向分層充填采礦法。

2.2 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）構(gòu)成要素：礦體沿走向布置，長度50m，礦塊高度48m，寬度為礦體水平寬度，分層采高2.5m～3.0m。

（2）頂柱：混凝土假底取代頂柱，對-24m分段巷穿脈起底高度2.0m，回采首采分層，然后進(jìn)行膠結(jié)充填。

（3）采場采用電耙或人工推車，礦體經(jīng)溜井至中段出礦。

2.3 切割采準(zhǔn)

（1）天井布置在礦塊兩側(cè)的脈內(nèi)，礦體中間布置一個(gè)溜井，隨著回采分層的下降，人行天井變?yōu)榛炷帘掣蔡炀?，因礦體上盤不穩(wěn)固，脈內(nèi)溜井同時(shí)進(jìn)行混凝土背覆支護(hù)[1]。

（2）礦體中間設(shè)計(jì)施工一條溜井，規(guī)格為2.0m×1.8m，進(jìn)行混凝土澆筑，背覆后斷面規(guī)格1.5m×1.5m。

（3）一、二號人行通風(fēng)天井作為人員上下、架設(shè)充填管路的通道，且二號人行天井堵塞未能疏通，充填背覆作為安全出口，通風(fēng)天井作為通風(fēng)泄水的通道。

2.4 回采工藝

回采方式：（1）采用水平分層，沿礦體走向回采，回采分層高度2.5m～3.0m，上盤下三角礦體后退式回收，巷道可根據(jù)礦體寬度進(jìn)行調(diào)整，礦體低于2.5m，一次性全斷面施工。待首采層回采充填后養(yǎng)護(hù)5天～7天由人行天井或溜井轉(zhuǎn)入下一分層。

（2）首采層的選擇及回采：利用分段巷穿脈進(jìn)行起底聯(lián)巷到達(dá)礦體后沿礦體走向布置進(jìn)路，首采層采高2.0m，全部回采后進(jìn)行膠結(jié)充填，作為下一分層的假頂。

2.5 充填工藝

（1）簡易充填系統(tǒng)。露天-6m混凝土充填站，采用混凝土拖泵，型號為HBT160-13-90S，混凝土輸送 量 ：40m3/h-60m3/h，最大泵輸送混凝土壓力(高壓/低壓)13/7Mpa，最大理論輸送距離（垂直/水平）270/1200m。

（2）采場充填。①每分層回采結(jié)束后，回采結(jié)束后應(yīng)及時(shí)清理，按照腰線下1.0m整平，兩幫底角礦石清理干凈，底板鋪設(shè)塑料薄膜。②充填管路及架設(shè)：采用管徑為129mm耐磨鋼管，輸送管的接頭應(yīng)嚴(yán)密，有足夠強(qiáng)度，并能快速裝拆。接頂充填時(shí)充填管口向里并選擇充填區(qū)域附近的高處，回氣管管口應(yīng)選在充填區(qū)域的最高處且高于充填管并確保管口位置穩(wěn)定，保證回氣管正常出漿，確保接頂質(zhì)量[2]。

（3）充填配比。歸來莊金礦混凝土膠結(jié)充填標(biāo)號分為三種：C7.5，C15，C20。通過實(shí)驗(yàn)選擇及經(jīng)濟(jì)性分析，采用C15標(biāo)號膠結(jié)充填代替人工鋼筋混凝土假底，取消了鋼筋網(wǎng)及連接錨桿，減少了人工假低成本。

3 問題及處理

3.1 膠結(jié)充填體的分層問題

下向水平充填采礦法在我礦運(yùn)用時(shí)間較短，且假底取消傳統(tǒng)的鋼筋混凝土底板，改變了充填料的配比，轉(zhuǎn)層后出現(xiàn)充填體分層脫落，危害同冒頂一樣，存在較大安全隱患。

膠結(jié)充填體分層產(chǎn)生的原因：①砂漿流動較快，進(jìn)入采場產(chǎn)生離析，砂石沉降，砂漿形成一層水泥層，強(qiáng)度較差，易產(chǎn)生分層離析。②架設(shè)管路導(dǎo)致塑料薄膜破損，充填砂漿壓力較大流入薄膜下方，且從塑料薄膜與兩幫接觸處流入塑料薄膜下方，導(dǎo)致分層。

3.2 問題處理

分層后對回采極為不利，但是可以通過各種方式來避免分層，也可以同通過回采時(shí)的敲幫問頂及安全支護(hù)措施來消除安全隱患?；夭沙涮铙w下進(jìn)路時(shí)做好安全確認(rèn)，加強(qiáng)敲幫問頂工作，未能排除分層充填體的需修小炮修掉，或者采取鋼支架混凝土及澆筑支護(hù)。

4 結(jié)語

下向分層膠結(jié)充填應(yīng)用取消了鋼筋混凝土假底，減少假底制作時(shí)間及成本，加快了回采效率。浮石、冒頂、片幫等安全隱患較少，安全性較高，只需嚴(yán)格控制假底質(zhì)量及充填接頂。對于回采經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的礦巖破碎礦體具有很好的效果，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。