高效绿色开发、推动创新发展

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[摘要]地下开采矿山，废石的堆放与采空区的处理一直是影响各矿山长期稳定生产的两大难题。推广实施井下产出废石充填采空区的方法，达到矿山废石与井下采空区处理实现有机结合，废石充填采空区不仅有效控制矿区开采过程中地压活动对井下工程的破坏，同时降低了生产成本，保护了环境，优化了采场结构、提高了回收率、降低了贫化率、提高了生产能力，进而达到优质高效、安全低耗的安全生产目的。

[关键词]高效开采 地压控制 绿色环保

[中图分类号] TD803 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-70-2

0前言

随着现代化矿山的发展，在矿山生产中，确保安全、高效开采，要求绿色生产，做到降低生产成本，废石不出坑、尾矿不入库，已成为国内外矿山企业发展的必然趋势。

1地下矿山开采产生的废石生产成本及环保效益分析

矿山生产过程中产生的废石主要是地质、生产勘探、开拓、采场脉外采准及采场隔废所产生（如塘子凹坑每年的地质、生产勘探、开拓进尺均1万米以上）。

云锡矿山所产生的废石主要是运出地表集中堆放，随着生产不断发展运输距离不断增大，运输功能大小已成为制约矿山发展的瓶颈，如：塘子凹坑1800中段运输线长达15公里多。在此过程中，主要的费用有：需要建设与基建和采掘产生的废石总量相适应的废石场，以及产生的废石从井下运输到废石场的运输综合费用。

（1）基建投资包括：征地费用、补偿费用、安置费、折迁费、废石场的防排洪设施，废石场的建设，排废运输道路修建及相关的排废设备等。

（2）生产期间的费用：主要是井下的提升转运、地表运输费用，废石场内的平整和道路设施等的维护费用。

（3）环保费用包括：废石的填土、草场植被恢复，对周边环境污染后所需的综合治理费用。

在矿山生产过程中，处理废石产生的费用与所处理的废石量、运输距离成线性正比，即排放的废石越多，产生的费用就越多。只有当排放的废石量减少，所产生的费用也才会减少，同时提高了环境保护的社会效益，避免了对周边环境污染以及减少了环境污染后的综合治理费用，进而达到开发与环保、高效与低耗的企业、社会综合效益。

2废石充填采空区的方法及充填成本分析

2.1废石充填采空区的方法

（1）矿休规模小的矿体，在回采结束，嗣后一次性充填采空区。

（2）开采中厚矿体，矿石品质较好，矿、岩力学条件较差的矿体时，采取矿石回采与废石充填交替进行，即依次划分为矿房、矿柱回采，当回采工作进行第二个步骤时，即对回采形成的采空区进行废石充填。

（3）开采中厚矿体，矿、岩力学条件较好的矿体时，视实际开采后采空区稳定程度，采取采场或盘区开采结束后嗣后充填。

（4）充填设施及系统，应充分应用原设计施工的开拓及有关采矿工程，如利用切顶、通风、人行、材料及有关措施工程进行充填，对于围岩力学条件好、空场稳定的采空区可采用铲运机铲运废石进行充填，也可采用矿车运输废石翻入充填。

2.2充填成本分析

对采空区进行充填，必然是要产生一定的费用，如需要建设一定的充填系统、废石运输系统、废石溜放系统所产生的费，增加井下废石搬运设备的费用。在生产期间，将废石通过提升系统或溜放系统运输到充填中段，再通过充填平巷将废石运到需充填的采空区上部翻入空区内完成充填。

3废石排放和废石充填成本分析

从成本比较分析表可以看出，排放废石所产生的费用与废石排放量成正比的项目较多，充填废石是在初期对充填工程的施工需要有一定的投入，但在充填废石的过程中，充填产生的费用与充填废石量成正比的项目少于排放废石所产生的费用。也就时说明，充填废石量越大所产生的费用比排放废石所产生的费用越少。如下图：废石排放量与充填成本的关系

从以上分析可以得出，在采用废石充填采空区当达到一定量时，废石充填采空区产生的费用比废石排放废石场少，降低了生产成本，同时减少了环境污染，保护了环境。我们作为地下矿山生产应积极推广采用废石充填采空区。

4云锡矿山的阶段开采、矿块开采顺序及采矿方法的应用分析

云锡矿山在过去的生产开采过程中，阶段开采顺序普遍是采用下行式开采，随着生产的不断推进，采空区的数量不断地增多，采空区一直留在上部。矿块的开采顺序主要为前进式和混合式联合使用，在开采过程中形成的采空区对我们所使用的巷道或是一此工程会存在一定程度的影响，增加了保护工程的费用投入。另一方面，当对上部老采空区进行矿石收采时，由于采空区的存在给矿石的收采带来了难度，安全危胁大、矿石回收率低、采矿成本投入大，制约了矿山的快速发展。

在生产过程中，我们要扩宽思路，结合生产实际引进适合我们生产的新方法、高效方法。在我们的生产中，对地质勘探程度高，认知程度可靠的矿段，尽可能采用上行式开采方法进行开采，充分利用上中段开拓掘进产生的废石对下部的采空区进行充填。对矿体赋存条件好，特别是矿体顶板及矿石稳固性好的矿体，设计应选择空场连续、高效开采。一步骤开采完成后随即对采空区进行充填，既保证连续开采，同时有效控制弹性地压显现、中段开拓废石处理。

5采用废石充填采空区优化了采场结构、提高生产能力、提高回收率、降低贫化率

在矿段开采过程中，利用废石充填采空区后进行后续矿块开采，能有效控制矿区大面积地压显现，有利于较大范围选择采矿方法，优化采场结构，有效保障安全、低耗、低贫损开采。对地质勘探程度高，认知程度可靠的矿段，尽可能采用上行式开采方法进行开采，达到矿块疏水及快速有效利用上中段开拓工程所产生的废石进行充填。

在采矿方法上可以选择向上分层或向上分段充填采矿方法进行回采。另外，还可以采取矿石回采与废石充填同时进行，回采必须超前于充填2-3个矿房，在采用房柱采矿法时，矿房和矿柱交替布置，当第一个矿房回采结束后，进行第二个矿房回采时，随即对第一矿房形成的采空区进行废石充填，随之进入下一循环。

利用废石充填采空区，根本目的就是控制矿区地压大面积显现、改善矿区地压应力状态、优化采场结构、降低运输成本及其有效保护环境。

充填体达到支撑采空区，改善围岩受力状态，快速有效管理采空区。避免矿柱的留设，达到提高矿石回收，控制矿石贫化，充分利用矿山有限资源，延长生产期限，增加企业、社会整体效益。

云锡的矿山所产生的废石主要是运出地表集中堆放，并且运输距离都比较长，若采用废石充填采空区，废石就不需运出地表，既有效缓解了运输压力，提高了矿石的运输量，同时增加了矿山生产能力，提高安全保障、创造必备条件。

6云锡矿山选择废石充填采空区的条件分析及施工方法

云锡矿山以前的老采空区已无法进入和观察，若进行充填安全危胁大，组织困难，故选择正在开采的5#矿体南盘区一采场进行废石充填。

5#矿体南盘区一采场矿体主要赋存于1650m中段至1700m中段之间，整个矿体与1650中段、1675中段及1700中段相互贯通，有少部低品位矿带超过1700m中段，但由于达不到开采品位，对1700m中段向上少部分矿石不再进行开采。

南盘区一采场设计采用有底部结构小分段空场采矿法进行回采，先在1675中段采用浅孔进行切顶回采，控制好整个采空区的完整性，然后在1650中段一分段建底部结构，采用中深孔进行落矿，在一分段漏斗受矿，电耙耙运至1650中段电机车运出。整个采场回采结束后，方可进行废石充填。

在矿体回采设计时，设计充填井（通风井）从开采的最上分层通1700中段，当矿石开采结束后先把1650中段的通口封闭，然后利用1700中段运输平巷作为充填平巷进行废石充填。主要采用矿车运输到1700中段充填平巷，翻入充填井内靠废石自重溜放到采空区内充填采空区。若在1700中段掘进的废石可以直接运输充填，若不在1700中段的废石，可以通过运输平巷运至斜井提升或下放到1700中段进行充填。

7结论

采用废石充填采空区有效地控制矿山地压大面积显现，改善围岩应力状态，提高安全开采保障能力，降低生产成本，达到高效开采、绿色环保，开发与利用并存的生产目的。参考文献

[1]采矿手册编委会.采矿手册（4）.北京：冶金工业出版社，2000年.

[2]周崇仁.矿柱回采与空区处理[M].北京：冶金工业出版社，2009年.