上向分层尾砂充填法在窄幅矿脉中的应用研究

童玉升

（招金矿业股份有限公司夏甸金矿，山东 烟台 265418）

在对窄幅矿脉矿山进行开采的过程中经常出现顶板破碎、矿山富水等问题。因此，在开采过程中要根据矿山地质结构特征、矿山产量等相关信息对矿脉采测进行布置、以提高矿区结构的稳定性，在此基础上对窄富矿脉矿区开采现场进行科学合理的布置，并根据现场实际情况的选择适合的采矿方法、获取和判定采场周围相关的结构参数等，结合上向分层尾砂充填法对矿山开采技术进行优化，以提窄幅矿脉的采矿效率、达到无废害采矿的目标[1]。在开采过程中使用机械化进行矿山开采，以便对窄幅矿脉矿山的开采安全进行保障。

1 窄幅矿脉采场布置

图1 窄幅矿脉采场布置工程图

在通常情况下，不同的窄幅矿脉矿体结构不同，开采方法和现场布置参数也各不相同，因此在进行大量调查后设置了采场布置的平均参数，仅作参考，在实际工作中仍要以实际情况作为参考。本文中设置采场的阶段高度为42m。窄幅矿脉矿体的走向布置为由运输平巷垂走向，并沿着窄幅矿脉内的运输道向两翼分布设置施工巷道拉低矿底[2]。在矿体被拉底后，采场铺设0.8m的钢筋混凝，以便作为才长回收顶柱的假底，另外，为方便施工，要在每个窄幅矿脉采场中需要设置至少一条2＊2m的人行通风天井和漏斗以及充填井。窄幅矿脉采场布置工程如图1所示。

通常情况下，在窄幅矿脉采场中，由于矿体大多存在于蚀变破碎带中，因此在对窄幅矿脉进行开采过程中易出现矿岩界线不明显等问题。若某窄幅矿脉矿区的矿体走向长为275米，倾角为73°，则在进行矿区开采的过程中，为保证开采过程中能够避免破坏矿岩界限，需采用长锚索加固技术进行开采，开采过程中，网度要低于6＊6m，另外，在部分矿岩发育和构造较为特殊的部位，可结合喷锚网支护方法进行勘探开采，并根据窄幅矿脉的实际情况设置条带状矿柱，在结束回采主矿体后收回矿柱[3]。若窄幅矿脉采场的矿体岩性为中等硬度但十分稳固的绿泥石化硅化岩等矿体时，要根据矿体节理裂隙发育情况进行上向分层尾砂充填处理，以此缓解矿区开采压力，提高开采过程中的管理效果，同时达到节能环保目标，保障资源开发与环境保护的和谐统一，减少资源损失。

2 尾砂充填法在落矿中的应用

在对窄幅矿脉采场进行勘探的过程中的落矿步骤通常情况下回选择使用凿岩机钻进行凿浅孔爆破落矿的方式。在落矿过程中需对炮孔进行平行布置，保持孔距在1m～1.2m之间，排距约为1m，孔深在1.8m～2m之间，布孔保持以矩形布孔或梅花形分布。在落矿过程中若需要进行崩矿，首先需要在窄幅矿脉孔内装入适量的岩石炸药以及导爆管等进行安全起爆，随后水平孔压顶的方法以便对采场顶板进行保护，提高落矿过程的安全性[4]。由于崩矿采用粗暴的爆破模式，因此需要进行松石处理，运用铲运机完成出矿落矿步骤，再由经采场分段巷道等及时将矿石卸入脉外溜井，在进行上向分层尾砂充填法对窄幅矿脉矿山进行开采的过程中需要结合机械化设备进行开采，以便后续进行分层尾砂充填工作。

3 上向分层尾砂的充填过程

通过大量的调查和分析发现，在通常情况下窄幅矿脉的回采方式通常选用留顶柱的方法，这种方法对矿产的采出率影响相对较小，同时可以有效减少浇筑混凝土假巷，极大的节约了生产成本，同时能够为上向分层尾砂充填的工作赢得更多的宝贵时间。上向分层尾砂充填工作在窄幅矿脉采场中的应用需要在完成每一分层回采和出矿的基础上进行。充填材料通过窄幅矿脉采场管道经运输平巷至填充井，随后输送到采场进行上向回采分层。其中，分层下部高度通常设置为1.2m～1.4m采用低强度的方式进行充填，分层上部的填充高度约为0.5m，用高强度方式进行充填。在填充过程中需要沿窄幅矿脉的走向对矿段进行布置，若窄幅矿脉采场的总长度为60米，开采宽度于矿体厚度一致，则总分层高度为3m～10m。在进行上向分层尾砂充填的过程中，开采及分层充填顺序都为从上向下进行的，但回采顺序则为由两端向中央的方式进行。

4 尾砂充填法在出矿中的应用

在进行出矿步骤时，矿块的布置要与走向一致，通常情况下，矿体走向长度约为45m～50m，在出矿过程中为了更好的保障出矿安全一定要留底柱，通常情况下窄幅矿脉顶柱高度约在6m～8m之间，中段高度约为30m～40m之间。在上向分层尾砂充填过程中要对尾矿进行水力旋流分级处理，通过充填搅拌站输送到井下进行充填，以提高作业安全性。

5 结语

采用上向分层尾砂充填法对窄幅矿脉勘探工程进行研究，在使用上向分层尾砂充填法进行充填的过程中要最大限度的增强充填尾砂的强度，在保障作业安全的同时，使用该方法可有效控制生产成本，提高上向分层尾砂充填采矿法有效解决矿山突水等问题的能力，实现快速回采的目标，优化窄幅矿脉的采场结构，避免了施工安全隐患。通过大量研究调查证实，基于上向分层尾砂填充法的窄幅矿脉勘查工作相对比当前的矿山勘查工作效果显著提高，可带来更好的社会环境和企业效益，有效控制和管理窄幅矿脉抵押，降低顶板破碎、采场富以及底板突水等风险。