1、干式充填法在五龍溝金礦薄礦體回采中的應用研究祁煥斌1 2,李新本1 2（1.青海省第六地質勘查院 2.青海省金礦資源開發工程研究中心，青海 格爾木 816000）摘要：為合理開發利用地下黃金礦產資源，做到技術經濟合理、回采率高、貧化率低、生產成本低的目的，五龍溝金礦針對傾斜或急傾斜薄富礦體回采提出了采礦方法的研究，通過對比分析無底柱分段崩落法與干式充填法，得出礦山采用干式充填法技術參數提升空間大、應用效果顯著。干式充填法的應用有效降低了礦山回采綜合損失率和貧化率，解決了以往薄礦體回采時高貧化高損失的技術難題，同時符合黃金行業綠色礦山建設規范中礦井廢石就地充填的要求，距離綠色礦山建設更近一步。關

2、鍵詞：無底柱分段崩落法；干式充填法；廢石充填；頂板回采；間柱回采Research on Application of Dry Filling Method in Mining of Thin Ore body in Wulonggou Gold MineQI Huanbin12,LI Xinben12 (1 Qinghai sixth institute of geology resources exploration 2 The research center of gold resources development of Qinghai province, Qinghai Golmud

3、816000)Abstract: In order to rationally develop and utilize underground gold mineral resources, and achieve the purpose of reasonable technical economy, high recovery rate, low dilution rate, and low production cost, Wulonggou Gold Mine proposed mining methods for the recovery of inclined or steeply

4、 inclined thin rich ore bodies In the study, by comparing and analyzing the sublevel caving method and the dry filling method, it is concluded that the mine adopts the dry filling method and the technical parameters have large room for improvement and significant application effect. The application

5、of dry filling method effectively reduces the comprehensive loss rate and depletion rate of mining, and solves the technical problems of high depletion and high loss during the recovery of thin ore bodies. It also meets the mine waste rock in the Gold Industry Green Mine Construction Code The requir

6、ement of on-site filling is one step closer to the construction of green mines.Keywords: Sublevel caving method without pillar Dry filling method Roof mining Pillar mining引言在五龍溝金礦礦山開采中，礦體賦存復雜多變，薄礦體占比重，針對薄礦體回采技術難度大，薄礦體的礦石回采率與采礦方法的選擇關系很大，直接影響著礦山的經濟效益和綠色礦山建設指標的完成率。選擇合理的采礦方法對礦山的可持續發展作用很大。結合SM2礦體賦存條件，通過對

7、比選擇出干式充填采礦法，且在礦山應用實踐。1礦體特征與開采技術條件1.1礦體賦存特征五龍溝金礦SM2礦體呈連續的條帶狀，具波狀彎曲和分支特點，且向深部礦體產狀有變陡的趨勢。礦體真厚度變化系數80.29%，礦體真厚度為0.872.76m，平均品位3.1310-6，最高品位13.510-6，品位變化系數81.79%。礦體傾向3365，傾角5768。1.2開采技術條件礦坑涌水量較小，坑道中多以滴水形式涌出，礦床開采過程產生突水危險性較小，礦體頂底板為塊狀結構堅硬半堅硬侵入巖組，圍巖穩固性差，礦體由大理巖、糜棱巖化斜長花崗巖組成，呈中細粒粒狀結構，塊狀構造，巖石質量中等，穩固性中等。2開采現狀五龍溝金

8、礦井下采用平硐+溜井的開拓方式,現主要采用空場法和無底柱分段崩落法，綜合礦石損失率為15%、礦石貧華率20%，采空區均已通過自然冒落或強制崩落圍巖方式進行處理，現基本沒有采空區。3采礦方法選擇1根據采場礦體賦存條件及開采技術條件，原則上空場法、崩落法、充填法1均可使用。本次方案將充填法與礦山現采用的采礦方法進行比較分析。礦體穩固性中等、圍巖穩固性差的薄礦體不易采用空場法。因尾礦庫離采區較遠，考慮到充填成本，不建議采用尾砂膠結充填2。因此以干式充填采礦法3和無底柱分段崩落法進行對比（表1）。表1 干式充填采礦法和無底柱分段崩落法參數對比Table 1 Comparison of paramete

9、rs between dry filling mining method and pillar less sublevel caving method指標名稱無底柱分段崩落法干式充填采礦法備注生產能力/（td-1）200250150200千噸采切比/(mkt-1)138礦石損失率/159礦石貧化率/2013采礦成本/元1013未考慮運輸成本充填成本/（元m-3）35對于開采品位較高的富礦、價值較高的貴金屬以及國家稀缺金屬的礦石時采用回收率較高的采礦方法，在回采時不僅要提高礦石質量和合理利用地下資源，還需降低貧化率和損失率，從而保證金屬礦山企業獲得最大經濟效益。綜上分析，再考慮綜合利用地下礦產資

10、源及黃金屬于貴金屬，故選用干式充填法。4干式充填法實施方案4.1采場結構礦房采用沿走向布置的干式充填法(圖1)，先采礦房再采礦柱，礦房自下而上分層回采，隨著工作面的向上推進，逐層充填采空區來維護圍巖。此次采用上向水平分層充填法4，采場寬40m、階段高度40m、頂柱和底柱厚4m、回采間柱7m。(a)干式充填法正投影圖(b)干式充填法側投影圖(c)干式充填法平面投影圖圖1 礦房沿走向布置的干式充填采礦方法示意圖Fig.1 Schematic diagram of dry filling mining method arranged along the strike of the mine hous

11、e4.2采準切割工作采準工作主要有運輸巷、人行井、溜井、沿脈巷、充填井、聯絡巷等。運輸巷，利用現有各中段運輸巷，斷面尺寸能夠滿足使用；人行井，每個采場需兩個人行井，人行井布置在下盤礦體邊界處，斷面為圓形，內徑1.5m，傾角大于60，在回采間柱時改用為充填井；溜井，為增大生產能力及以免一個溜井發生堵塞或破壞影響生產，即采場設置兩個溜礦井，斷面為圓形，內徑1.5m，用混凝土澆灌，澆灌厚度200mm，傾角大于60，下口與放礦沿脈相通，并設置放礦閘門；沿脈巷，沿礦體走向設置，供鏟運機或小型礦用汽車運礦；充填井，布置在礦房中央靠上盤，有利于充填料在礦房中的自然鋪設，上部出口與上中段運輸巷間接連通，斷面為

12、圓形，內徑1.5m，傾角大于60便于充填料因重力順利傾倒至采空區內,同時充填井擔負升降設備和爆破器材作用；聯絡巷，在人行井每隔5m垂直高度布置一條，斷面1.52m，兩個人行井內的聯絡巷交錯布置,在回采采場礦石時作為人行通道,在回采間柱時作為施工炮孔的作業空間。4.3回采工作4.3.1回采順序回采工作按分層逐層進行回采，每采完一層立即充填一層，工作空間保持在2m的高度，每一次回采作業是相同的，包括落礦、撬毛、拉運礦石、充填、澆灌混凝土底板、護壁及溜井。4.3.2鑿巖爆破1）采場下部拉底部巷道（自由空間），首先以拉底空間水平的聯絡巷施工切巷和采場溜井連通，并施工至礦體邊界處（底部空間邊界），以切巷

13、作為補償空間，利用無切井拉槽法（采用楔形對稱平行深孔5拉槽）和扇形中深孔聯合爆破6（圖2），裝藥爆破逐次形成落礦底部自由空間。圖2 無切井拉槽法和扇形中深孔聯合爆破示意圖Fig.2 Schematic diagram of the combined blasting without slot cutting method and fan-shaped medium and deep holes無切井拉槽法楔形對稱平行深孔（圖3）拉槽，以采場切巷為自由面，用楔形對稱平行深孔進行爆破，逐次爆破至拉底邊界高度。以楔形對稱平行深孔爆破形成的空間為自由面，對扇形中深孔依次爆破，最終形成底部空間，并在地板

14、上澆灌一層0.3m的鋼筋混凝土作為下階段回采的保護層。圖3 無切井拉槽法楔形對稱平行中深孔示意圖Fig.3 Schematic diagram of wedge-shaped symmetrical parallel mid-deep hole without slot cutting method2）采場回采，中段高度40m，4m為一個分層，每個中段由10個分層組成，回采時暫不回采頂、底柱所在分層，采用上向平行炮孔落礦，孔深4m，孔距1.5m，孔徑42mm，前后炮孔錯開排列，以充填井為自由面布置炮孔（圖4），邊孔孔距1.8m布局，距離間柱0.5m，邊孔采用光面爆破，每個回采分層一次性或多次爆

15、破，適當的加大炮孔密度，減少大塊率。圖4 炮孔布置示意圖Fig.4 Schematic diagram of blast hole layout在技術上和炮孔施工及爆破時嚴格控制，炮孔間距、孔底距等參數的選擇，和爆破效果有直接的影響，從而影響施工進度和生產能力，同時也大大降低了企業的經濟效益。4.3.3出礦出礦采用電耙+溜礦閘門+小型礦用汽車運輸至主溜井中，平均每班生產能力可以達到120噸，在充填時電耙可以將礦房中的充填料和鋪設混凝土底板料鋪平。4.3.4充填工作礦房充填時采用干式充填7-8，充填料采用地表堆積的廢石及掘進巷道所產生的廢石，經破碎處理后通過充填井，溜至采空區內，由電耙鋪設至所需

16、高度。在充填之前先澆筑混凝土間柱護墻、溜礦井井壁。礦房內礦石全部運輸完畢后，先進行溜井井壁和間柱護壁支模板，采用不拆卸混凝土預制板，再進行混凝土澆筑，待混凝度強度符合要求后進行充填工作。支護溜井井壁0.25m，間柱護壁為0.5m，間柱施工護壁是為了下一步回采間柱時，防止礦房內的充填料混人礦石內，增大貧化率。充填至所需高度后進行澆灌混凝土底板，作用是避免粉礦掉入充填料內從而使礦石貧化和損失，同時為下個回采分層回采時提供有利條件以提高生產率和降低采礦成本，混凝土厚度8cm，在澆筑5cm后鋪設一層鋼筋網片（6.5mm 鋼筋間距 30cm30cm），再在鋼筋網上部澆筑3cm混凝土。為降低回采時間應采用

17、噴漿法，水泥和砂的體積比例為1:3，選用強度等級為C325的水泥，加入適量的石膏，再下一次落礦作業之前混凝土軸向抗壓強度應不小于20 kg/cm，即鋪設2個臺班后能達到相應效果。設備采用JZC-500型混凝土攪拌機進行攪拌，插入式振動棒進行振搗。澆筑時先墻后拱、分層澆筑、充分振搗，墻部澆筑要求均勻進行，以防跑模。4.3.5頂、底柱的回采 在一個中段回采結束后回采頂柱（圖5）,頂柱與上中段采場底柱聯合回采的方式,將頂、底柱分為2個分層回采，每層4m，回采頂柱時以充填井為自由面，回采上中段采場底柱時以溜礦井為自由面進行回采，充填時通過沿脈巷將充填料送入采場空區。圖5 頂柱回采示意圖Fig.5 Sc

18、hematic diagram of top pillar recovery4.3.6間柱的回采回采頂、底柱結束后，首先施工拉底巷，利用無切井拉槽法（采用楔形對稱平行深孔拉槽）和扇形中深孔爆破，裝藥爆破逐次將自由空間抬至設計高度，形成間柱落礦底部自由空間，并在地板上澆灌一層0.3m的鋼筋混凝土作為下階段回采的保護層。回采間柱（圖6），利用人行井聯絡巷作為作業空間，傾斜扇形中深孔爆破落礦方式回采間柱，隨著落礦高度的提升，下部人行井已破壞，鑿巖設備、爆破材料的運送從人行井，從上中段自上而下送至作業面，逐次提升至回采完畢上中段間柱，最終出礦完畢后一次性廢渣充填回采間柱所形成的空區。圖6 間柱回采示意

19、圖Fig.6 Schematic diagram of mining between pillars5技術經濟指標1)采礦損失率礦房、礦柱、頂板全都能回采，因礦體屬薄礦體,充填法回采時采礦損失率會相對增大。設計要科學合理，并嚴格按照設計施工，回采過程中加大技術監管力度，盡可能的降低損失率。礦石損失率為9 %。2)礦石貧化率礦房回采時，礦體邊界處進行光面爆破，在充填過程中杜絕充填料的溢流，盡可能的降低礦石貧化率。礦石貧化率為13 %。3)礦石質量指標礦石損失率為9%，回收率為91 %，采出礦石品位為2.85 g/t。干式充填法對支撐圍巖和管理地壓是一種較有效方法，混凝土護壁和廢石破碎充填9整個采

20、空區,確保了圍巖的穩固性，保證了井下安全生產作業，同時相對于無底柱分段崩落法降低了損失率6%和貧化率7%，尤其是對于回采薄礦體優點更突出。利用礦山廢渣就地充填，減少了井下廢石的運輸費用，緩解了井下運輸、提升的壓力，扭轉了采掘比例失調的被動局面。6結論隨著國民經濟的發展，國家對礦產資源利用和綠色礦山建設的要求增大，同時對相關指標提出了要求，干式充填法的應用有效的解決了損失、貧化大的問題，廢石就地充填符合綠色開采技術。五龍溝金礦干式充填法應用效果很好，在回采時各參數的選擇、落礦工藝、充填工藝是可行的，為五龍溝金礦回采傾斜或急傾斜薄礦體時，解決了貧化高損失多的技術難題，干式充填法的初步應用取得了良好

21、的技術指標。參考文獻：1解世俊.金屬礦床地下開采M北京：冶金工業出版社，2008.Xie Shijun. Underground mining of metal deposits M. Beijing: Metallurgical Industry Press, 2008.2. 李一帆,張建明,鄧飛,等.深部采空區尾砂膠結充填體強度特性試驗研究J.巖土力學,2005(6):865-868.Li Yifan，Zhang Jianming，Deng Fei，et alExperimental study on strength characteristics of tailings cement

22、backfilling at deep-seated mined-out areaJRock and Soil Mechanics，2005 (6)：865-8683 黎學勤.干式充填法在厚婆坳錫礦的應用J.有色金屬（礦山部分）,1993,(1):7-10.Li Xueqin. Application of Dry Filling Method in HouPoAo Tin Mine J.NONFERROUS METALS(Mining Section),1993,(1):7-10.4 傅長懷,楊香月.低分段傾斜工作面干式充填法試驗研究J.有色金屬（礦山部分）,1996,(6):9-13.Fu

23、 Changhuai, Yang Xiangyue Experimental research on dry filling method of low section inclined working face J.NONFERROUS METALS(Mining Section),1996,(6):9-13.5 祁煥斌.VCR采礦法在五龍溝金礦的應用J.黃金,2017,38(3):32-36.Qi Huanbin.VCR high efficient mining technology in WuLongGou gold application and implementation planJ.GOLD,2017,38(3)：32-366 HYPERLINK /Books/allbook/allauthor.asp?stype=author&sbook=%CE%CC%B4%BA%C1%D6%D2%B6%BC%D3%C3%E1 翁春林，葉加冕.