块石胶结嗣后充填法在于城铁矿的应用与发展

田金凯 王欣安 鲍世超

摘要：本文主要介绍块石胶结嗣后充填法在国内外的应用现状,并从安全生产形势与实际应用等方面预测了其未来发展趋势,详细介绍其应用的适用条件、范围及典型矿山，为企业解决了尾矿库、排土场的困扰，创造更大的经济效益。

关键词：嗣后，胶结，应用

Abstract：This paper mainly introduces the application status of block stone cementing backfilling method at home and abroad, makes a forecast for its future trend from the situation of production safety and the practical application, and detailedly expounds its applicable condition, range and typical mines of the application, which can solve the problem of tailings, refuse dump the for the enterprise, so as to create greater economic benefit.

Key words：subsequence; cement; application

中图分类号：P578.4+4    文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1充填采矿法的发展历程

20世纪50年代的施行干式充填,当时设备比较落后、技术水平较低;到20世纪60、70年代以分级尾砂、河砂、风沙、碎石等为骨料的水砂充填和胶结充填工艺。为了防止矿坑内因火灾，采用了碎石充填技术;为了控制采场大面积地压，使用了尾砂水力充填工艺;为了满足采矿工艺要求，首次采用分级尾砂和水泥胶结充填工艺。20世纪80年代发展起来的全尾砂高浓度胶结充填、高水速凝全尾砂固化胶结充填和块石胶结充填工艺。20世纪90年代发展起来的膏体泵送充填工艺。此后，各种新型充填技术工艺、新型胶结材料的成功应用与陆续出现,随着科学技术的发展及安全形势的要求，如何妥善处理尾矿及废石的排放，已经成为众多矿山企业及设计单位共同研究的课题。

充填采矿法根据矿体赋存条件、矿岩稳固性的特点，按采场布置、构成要素、回采顺序及采矿工艺特点等划分为分层（单层）充填采矿法、分段充填采矿法、阶段充填采矿法和嗣后充填采矿法。

1.1充填采矿法的优点

（1）适应矿体形态变化的能力强，灵活性大，矿石回采率高.（2）能够有效地维护顶板围岩，减缓围岩移动，保护地表及矿区生态环境。（3）对于极薄矿脉或多品种矿石的矿体，可进行选别回采。（4）采准工程量少。（5）能防止矿床的内因火灾，有利于深热矿井工作面降温。

1.2充填采矿法的缺点

（1）增加一道充填工艺，致使采矿成本增高（2）充填作业环节较多（3）采出矿石和充填采空区须保持基本平衡。

1.3充填采矿法的适用范围

（1）矿石和围岩破碎、稳固性较差、矿石价值高、品位较高的富矿体。（2）稀有、贵重金属矿床。（3）矿体形态变化较大，很不规则，分支复合现象严重，含夹石多的矿体。（4）地表有建筑物、铁路、公路、水体、农田、果园、风景区、村庄等需要保护，不允许陷落。（5）露天地下联合开采，露天开采需要保护。（6）地压较大、赋存深度较深的矿体。（7）矿体垂深很大，需要在垂直方向上分数个区段同时开采的矿床。（8）因某种原因，需从下而上回采的矿体。

总的来说,充填法的应用范围很广,种类很多,选择哪种充填采矿方案取决于矿体的稳固性和矿体产状及价值、取决于该企业矿山所处位置的地形地质条件和实际生产情况。

2块石胶结嗣后充填采矿法在于城铁矿的应用

2.1矿山情况简介

于城铁矿为河北钢铁集团有限责任公司所属矿山，由河北恒坤集团公司于城铁矿负责开采，下设于城、守恒两个选矿厂，矿区位于涞源县杨家庄镇和易县桥家河乡交界处，于城岭东西两侧，累计查明资源储量1373.14万吨,矿石品位TFe32.97%,矿山生产规模45万吨/年。矿石主要为所属铁选厂加工成铁精粉后对外销售。

目前于城、守恒选矿厂相配套的尾矿库设计库容分别为25万方、45万方，现已经达到约15万方、20万方，排土场的设计库容75万方，现已排至42万方，基本已经过半，这样会给以后矿山及选矿厂的持续、稳定生产带来一定的困难，尾矿及废石排放不得不重新选择新的库址，但新建尾矿库又存在着无合适的沟谷可选的局面。因此将干选出来的废石及选矿厂排放的尾矿输送到井下全部用来充填采空区势在必行。于城铁矿成功地运用块石胶结嗣后充填采矿法，解决了这一难题。

2.2矿区地质概况

地层整体为宽条带状，呈北北东（16度）方向展布，出露长度约2000米，宽近1350米。主矿体（1号矿体）呈厚大透镜体或局部似层状赋存于接触带矽卡岩中，总体产状与接触带一致，走向100度-120度，倾向NE，倾角70-80度。矿体向南东倾伏，2—8线倾伏较缓，近于水平产出，矿体沿走向长740米，沿倾斜长850米，矿体厚度0.85-3.13米，平均厚度2.01米，矿床类型为矽卡岩型矿床，工业类型为自溶性磁铁矿，矿石结构以自形-半自形粒状结构为主。

2.3.矿区工程地质及水文地质条件

矿体产状稳定，厚度较大，矿体被厚-巨厚层状、碎石条带状白云岩、石英二长岩和中西里花岗岩所包围，岩石坚硬、完整、节理、裂隙不太发育。属微弱岩溶裂隙含水层，地表长年水体，水源补给靠大气降水，主要矿体深埋地下，距地表100余米，生产实践证明坑内涌水现象极少发生，矿区水文地质条件简单，工程地质条件较好，远离居住区，附近无农田和森林。

2.4于城铁矿现状及采矿方法

1998年3月邯钢集团有限公司对于城铁矿于城岭矿段进行开发，矿区以5-6勘探线之间为界，分东西两个采区，采用平硐、竖井、盲竖井开拓，在西采区采用分阶段崩落法开采。2010年矿山西采区基本无矿可采，采矿重点放在了东采区，本采空区使用无底柱浅孔留矿法采矿,后期对大部分矿柱采用分层崩落法进行了回采，形成了大约980多万方的采空区，分布在不同中段、不同区域；由于采空区的存在，致使部分区域塌陷，已经有3号、5号、6号三个竖井井筒发生了错动、位移，现已废弃停用。目前正在使用的井筒有1号、2号、4号、7号竖井及878主运输平硐，其中1号及7号竖井担负主提升井的作用，2号及4号竖井是辅助井的作用，井下涌水均排至878米水仓后，全部由878平硐自流入洞口处10米*5米*3米的集水池，作为选矿厂生产用水。

2.5干选车间情况

在矿区900米标高5号竖井处建设了一座处理能力2000吨/日的干选车间,矿石经竖井提升及平硐出矿运至干选车间,采用两段一闭路流程,破碎机PE1080*600一台、250*1000两台及YK1836振动筛，将矿石破碎粒度为25mm的矿石和废石，经过CTB-1021磁选机将矿石、废石分开，矿石由自卸汽车运至守恒、于城选矿厂生产铁精粉，完全能满足两个选矿厂持续生产，废石同样由自卸汽车运至3号、5号、6号竖井口处的较大场地，用于临时储存废石与矿石。