关于新型全尾砂胶结充填采矿工艺技术的探讨

■石强 杨国徽

（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院甘肃兰州730000）

关于新型全尾砂胶结充填采矿工艺技术的探讨

■石强 杨国徽

（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院甘肃兰州730000）

随着采矿工作的不断开展，对采矿工艺技术的应用也提出更高的要求。本文在研究中主要选取全尾砂胶结充填方式，结合具体的采矿项目，分析该工艺技术应用下采矿方法、充填系统以及充填工艺的具体要求，研究发现，该工艺技术对与现行采矿工作水平的提高可起到明显作用。

全尾砂 胶结填充 应用

作为现行采矿工作中重要技术之一，充填采矿技术本身具有工艺复杂、成本高等特点，实际应用中多集中在有色金属矿山、贵重金属矿山等方面，而对于高品位金矿并未真正普及。但在当前充填采矿方法不断完善以及国家倡导节能减排的背景下，要求在预防地表塌陷、尾砂排放等方面，将充填工艺引入其中。因此，本文对全尾砂胶结充填技术的相关研究，具有十分重要的意义。

1　全尾砂胶结充填工艺应用的项目介绍

本文在研究中，主要选取大水金矿为实例，该金矿周围居民居住稀少，为藏族牧民赖以生存的放牧区，地表草场保护尤为重要，矿山已开采25年，矿区内采空区较多，为防止地表开裂塌陷，探索采用充填采矿法势在必行。通过调查发现，矿山区域为藏区高原草甸区，气候寒冷。加上矿区位于黄河上游，要求利用充填工艺使环境保护及水土流失防治目标得以实现。同时，结合该矿区的岩体特点，建议在具体充填中选择砂、废石作为充填料[1]。

2　全尾砂胶结充填工艺的具体应用研究

2.1采矿方法确定与矿块布置

结合该矿区特征，在实际开采中可考虑将充填法、崩落法以及空场法等引入其中。但相比之下，崩落法应用中很可能造成矿石过多损失，成本较高，而空场法应用下，由于金矿矿石具有较高的品位，很容易在开采中出现矿体压垮情况，所以建议在该矿区将充填法引入其中。考虑到开采中可能出现塌陷问题，要求在采矿中做好方法的选择。由于整个矿体较为规整，所以将空场嗣后充填方式应用于设计选用阶段，并在充填系统方面，考虑以全尾砂胶结充填为主。根据矿体的特征表现，要求引入顶板处理、采准布置、采空区处理以及分层充填法等方式。同时，在采场布置中，应注意做好相关结构参数的控制，如矿房矿柱交替布置情况下，应考虑设置10m的宽度，并保证采场布置中与矿体走向相互垂直，并以矿体水平厚度作为长度，且在宽度上保持为20m，实际装矿中建议将电耙方式与人工方式引入其中。另外，为使矿山经济效益得以提高，要求以实际地质条件、采场结构参数为依据进行采矿方法的合理选择，并在实际开采中进行适当调整。

2.2充填系统的应用

根据该矿区主要特征，在应用充填系统中选择以全尾砂结构充填系统为主，该系统在构成上主要可细化为：第一，全尾砂存储。可考虑将两个充填系统设置于充填站中，并保证各填充系统中有立式砂仓装设与其中，砂仓以850m3作为容积。实际进砂中，砂仓底部将会有部分尾砂颗粒沉降其中，而水会向尾矿库流入。为使进砂得到有效控制，还需将监测报警装置设置于砂仓上部，一旦沉降中到达设定位置，装置便会自动进行报警信号的发出，使砂仓进砂过程停止。另外，充填过程中还需将压气造浆作业引入其中，该作业过程的实现主要依托于砂仓底部的相关装置，如其中进气与排气阀门，可通过阀门操作完成尾砂造浆过程。在全尾砂造浆结束后，便需传送至搅拌机，同时要求检测放砂量，若存在不合理现状，需做好调节工作。

第二，水泥给料线。在该充填工艺运用下，要求在胶结剂应用方面以硅酸盐水泥为主。操作中可利用水泥罐车将散装水泥向充填站运输，在吹灰管应用下将水泥存储于水泥仓中。但需注意吹灰中可能有杂物一同被送入水泥仓中，所以应将过滤装置设置于吹灰管上，并考虑将袋式收尘器、雷达料位计设置于水泥仓顶位置。而底部位置则以给料机、螺旋闸门为主，具体充填过程中仅需打开阀门即可，并利用给料机对给料量进行控制。除此之外，充填系统设计中，还应保证充填料浆制备、调浓水供给线得以实现。

第三，自动控制系统。在充填过程中往往面临配比、流量以及料浆浓度等问题，要求引入自控系统，适时检测与调整其中的参数，包括水泥给料量、放砂流量以及料浆流量等。同时，该系统运行中要求将其中的参数能够显示出来，确保整个系统运行得到监控与管理[2]。

2.3充填工艺的引入

充填工艺应用下，首先应保证全尾砂胶结充填能够满足金矿山开采要求。该工艺应用下采用的全尾砂充填系统，其能够使充填料浆浓度得以提高，保证工艺技术运用中满足采场不脱水，有利于充填质量得到保障。其次，应保证充填工艺下满足管道自流输送要求。技术应用下要求对料浆输送阻力进行计算，并尽可能维持在71% -72%的充填料浆浓度上，以此满足料浆自流输送要求。再次，脱水制备技术。对于浓度保持在8%-10%的尾砂，将其运输至充填站中，能够满足自然沉降脱水要求，整个尾砂脱水能耗较小。最后，自动控制技术应用下，可满足运行参数检测与调整要求。通过填充系统的应用以及填充工艺的引入，可发现，对于该区域采矿中充填工艺的应用，最终得到的料浆浓度能够保持68%-71%之间，结构流体稳定性较强，能够满足大倍线自流输送要求。同时，对于充填体，其在强度上较高，与实际矿山安全要求相吻合。另外，该充填采矿工艺应用下，对于传统充填成本过高等问题也可解决，整体重填成本都下降许多。由此可见，将充填采矿工艺引入实际采矿工作中，具有较多明显优势，建议在实际矿山开采中充分利用该项技术[3]。

3　结论

全尾砂胶结充填技术的应用是提升现代采矿水平的重要途径。实际应用该技术中，应正确认识充填技术的基本内涵，结合采矿区域实际情况，做好充填系统的设计，保证其中全尾砂存储、自动控制系统、调浓水供给线以及水泥给料线等发挥其应有的功能。通过文章研究发现，无论从充填质量角度，还是充填成本上看，该技术应用优势都较为明显，能够推动采矿水平的整体提高。

[1]王喜兵,庞计来,李红桥.新型全尾砂胶结充填采矿工艺技术研究与应用 [J].采矿技术,2010,03:1-5.

[2]徐飞.“三下”矿体开采全尾砂胶结充填体强度研究 [D].长沙矿山研究院,2014.

[3]张德明.深井充填管道磨损机理及可靠性评价体系研究 [D].中南大学,2012.

P61[文献码]B

1000-405X（2016）-7-343-1

石强（1971～），男，中专，地矿工程师，研究方向为采矿技术。