充填法在缓倾斜、极薄矿体中的应用

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[摘 要]在矿产资源的开采中，开采缓倾斜、极薄矿体地带矿产环境与资源条件较为复杂并较高的技术要求。为此要根据矿山岩层稳定性以及极薄矿体倾角的不同采用不同的采矿方法。本文结合自己的工作实践就充填法在缓倾斜、极薄矿体开采应用进行简要的探讨。

[关键词]填充法缓倾斜薄矿体应用

中图分类号：TD853.34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0031-01

在矿山开采过程中，选择合适的采矿方法至关重要。合适的采矿方法决定着采矿的劳动生产效率和矿产资源的回收利用率，直接影响矿山企业的经济效益。因此制定采矿方案前要进行多方讨论研究分析，进行模型计算，设计出合理，节省资源，提高效率，提高矿产资源回收利用率，提升经济效益的合适方法。并且应对不同矿体采用不同的采矿方式，本文就填充法在缓倾斜、薄矿体中的应用进行探讨。

一、缓倾斜薄矿体采矿开采困难

缓倾斜薄矿体在我国金属矿山中占有相当大的比例，由于该类矿体倾角较小，使用传统空场法采矿时，受到地质条件的限制，崩落矿石不能借助自重在底部完全放出，需采用机械搬运或人工扒运，机械化程度较低，作业效率低，使用普通的采矿技术，则会造成采场水平面积较大，顶板管理困难，生产时有较大安全隐患。矿体较薄，采切比大，岩石巷道工程量多，影响矿石成本。

目前对于缓倾斜薄矿体常采用传统壁式崩落法，房柱法，全面法等方法开采。这些方法经多方实验及实践仍存在较多问题，主要表现在：

1、采用各类壁式崩落法进行缓倾斜薄矿体的开采，回采工序复杂，工效低，材料消耗高，即采矿成本高。

2、使用房柱法采集缓倾斜薄矿体则矿柱损失较大，矿石回采率较低，资源利用程度低，有时需要锚杆支护，工序复杂，且工作人员工作区域处于采空区或是崩落岩层下方，安全性较差。

3、使用全面法采集缓倾斜薄矿体时，采场顶板暴露面积大，地压管理困难，作业安全难以保证。

4、缓倾斜薄矿体采用传统的台阶式露天采矿方式必然会引起矿体的损失或贫化，并且生产效率较低，且要排土较为麻烦。

二、充填法在缓倾斜、极薄矿体开采应用及探讨

针对缓倾斜薄矿体的开采现状及矿石资源特征，采用多方实验模拟提出较为可行的采矿方法即充填采矿法。充填采矿法属人工支护采矿法。在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。充填法的优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表。

充填采矿法依据充填材料的不同可分为：干式充填法、水砂充填法、胶结充填法。其发展经历了由干式充填到最初为不含胶结剂的水砂充填，以后发展了胶结充填，并使充填体的浓度逐步提高，逐步发展到高浓度的似膏体充填、膏体充填。

根据采场结构回采方向和回采工艺充填采矿法又分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法及方框支架充填法。

1、上向分层充填法

将矿房或矿块在垂直高度上水平地或倾斜地划分分层，由下向上逐层回采。每采完一个分层，随即进行充填。并在充填体中顺路构筑放矿溜井和行人天井。在矿块中布置充填天井，用来下放充填料；有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。回采过程是凿岩、崩矿、出矿、架设行人天井和矿石溜井，建造隔墙，充填和铺盖胶结底板等。

2、下向分层充填法

回采顺序是由上向下逐层回采、逐层充填。回采分层水平或倾斜布置，不留顶柱和底柱。矿块中布置矿石溜井和充填、行人天井。采下矿石经溜井放至下部阶段运输巷道。充填料自上部阶段运输巷道经充填天井下放至采场。随分层回采，在充填体中顺路构筑充填、行人天井。回采分层时，先掘进切割巷道与充填、行人天井和溜井连通。自切割巷道用进路或长壁工作面回采矿石。工人在每一分层水砂充填体下部构筑的胶结假顶下或胶结充填体下作业，作业安全。

3、壁式充填法

壁式充填法，回采工作面长度较长；工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道；回采工作面向前推进时，必须不断支护；采空区要随工作面推进按一定方法及时处理；回采工作面的运输方向与工作面矿壁平行。

4、削壁充填法

削壁充填法是开采极薄矿脉的一种干式充填法，在回采过程中分别崩落围岩和矿脉，采下矿石则经溜井放出，崩落的废石则存留在采空区进行充填，支撑围岩并作为回采工作平台。

5、方框支架充填法

用方框支架和充填料来维护采空区。回采时，每次将体积与方框体积相等的矿石崩，并立即架设方框支护顶板，然后向方框中填入干充填料，以保证安全。

三、上向分层填充法在缓倾斜薄矿体中的运用

根据缓倾斜薄矿体的地理特性，选择较为合适的上向分层填充法的方式进行回采。矿房的长轴方向可沿走向布置、沿倾斜布置或沿伪倾斜布置，以适应所采用的运搬设备。回采作业按进路逐个进行，每一进路的回采作业是相同的。回采作业自分段巷开始，沿矿体倾向用进路回采方式回采。回采时将矿块内矿体划分成矿房和矿柱，先采矿房后采矿柱。对暴露顶板进行管缝式金属锚杆和金属网联合支护，顶板破碎的采巷道要用锚杆、金属网和喷浆联合支护。进路回采结束后，对采空区进行全尾砂胶结充填。采场之间的间柱，待两个采场回采结束后，再进行回采。为了保护主要穿脉工程所留的矿柱，待主穿中上下对应的矿房回采结束后，再回采。采矿的顺序和进程保护了工作人员的作业面安全，同时可以高效有序进行回采。

四、削壁充填采矿法在缓倾斜薄矿体采矿中的应用

沿走向推进的抛掷爆破削壁填充采矿，根据矿块沿矿脉走向布置，依据作业总长度进行合理间距划分，抛掷爆破采用矿岩分爆分采，留连续间柱先用抛掷爆破技术将下盘围岩采下，就地抛入踩空区。区中填充，以支撑采场顶板，再用小药量逐一松动爆破。底板运输巷道沿推进抛掷爆破的走向布置，分别设置掘进溜矿井及人行天井至矿体。回采作业面与矿体相平行，利用靠近削壁底板的炮眼和中间炮眼组成柱状平面岩分次爆破，先削下盘围岩后落矿。每次削壁抛掷逆向倾斜，按回采水平分段由矿块的底部向顶部推进。填充采空区时，每个回采水平分段自矿块中央向两端填充。

五、充填法在缓倾斜薄矿体采矿中的优势

1、保证矿山生产安全。上向分层填充法及削壁充填采矿法均采用分段式回采，锚杆护顶，较好地解决了矿岩稳固性差，顶板容易坍塌的问题，为矿山工作人员提供了安全保障。

2、提高了回采效率。

3、降低了矿石的贫化和损失，节约了矿产资源。

4、有效防止岩层移动和地表陷落。

5、利用尾砂和废石充填，解决了矿山开采尾矿和废料排放的问题，使得资源循环利用，节约地表资源，减少采矿场土地占用。

综上所述，充填法适用于缓倾斜薄矿体的采矿，可在类似条件下进行矿山采矿技术推广，同时进行技术升级及改进。

参考文献

[1]百度百科

[2]刘汉福.张万超.于清军. 缓倾斜中厚矿体进路式充填采矿方法研究与应用[J]中国矿业，2010

[3]李中彪. 削壁充填采矿法在桂花铜矿缓倾斜极薄矿体中的应用[J]采矿技术，2012