摘要：本文主要介紹塊石膠結嗣后充填法在國內外的應用現狀,并從安全生產形勢與實際應用等方面預測了其未來發展趨勢,詳細介紹其應用的適用條件、范圍及典型礦山，為企業解決了尾礦庫、排土場的困擾，創造更大的經濟效益。

　　關鍵詞：嗣后,膠結,應用

　　1充填采礦法的發展歷程

　　20世紀50年代的施行干式充填,當時設備比較落后、技術水平較低;到20世紀60、70年代以分級尾砂、河砂、風沙、碎石等為骨料的水砂充填和膠結充填工藝。為了防止礦坑內因火災，采用了碎石充填技術;為了控制采場大面積地壓，使用了尾砂水力充填工藝;為了滿足采礦工藝要求，首次采用分級尾砂和水泥膠結充填工藝。20世紀80年展起來的全尾砂高濃度膠結充填、高水速凝全尾砂固化膠結充填和塊石膠結充填工藝。20世紀90年展起來的膏體泵送充填工藝。此后，各種新型充填技術工藝、新型膠結材料的成功應用與陸續出現,隨著科學技術的發展及安全形勢的要求，如何妥善處理尾礦及廢石的排放，已經成為眾多礦山企業及設計單位共同研究的課題。

　　充填采礦法根據礦體賦存條件、礦巖穩固性的特點，按采場布置、構成要素、回采順序及采礦工藝特點等劃分為分層(單層)充填采礦法、分段充填采礦法、階段充填采礦法和嗣后充填采礦法。

　　1.1充填采礦法的優點

　　(1)適應礦體形態變化的能力強，靈活性大，礦石回采率高.(2)能夠有效地維護頂板圍巖，減緩圍巖移動，保護地表及礦區生態環境。(3)對于極薄礦脈或多品種礦石的礦體，可進行選別回采。(4)采準工程量少。(5)能防止礦床的內因火災，有利于深熱礦井工作面降溫。

　　1.2充填采礦法的缺點

　　(1)增加一道充填工藝，致使采礦成本增高(2)充填作業環節較多(3)采出礦石和充填采空區須保持基本平衡。

　　1.3充填采礦法的適用范圍

　　(1)礦石和圍巖破碎、穩固性較差、礦石價值高、品位較高的富礦體。(2)稀有、貴重金屬礦床。(3)礦體形態變化較大，很不規則，分支復合現象嚴重，含夾石多的礦體。(4)地表有建筑物、鐵路、公路、水體、農田、果園、風景區、村莊等需要保護，不允許陷落。(5)露天地下聯合開采，露天開采需要保護。(6)地壓較大、賦存深度較深的礦體。(7)礦體垂深很大，需要在垂直方向上分數個區段同時開采的礦床。(8)因某種原因，需從下而上回采的礦體。

　　總的來說,充填法的應用范圍很廣,種類很多,選擇哪種充填采礦方案取決于礦體的穩固性和礦體產狀及價值、取決于該企業礦山所處位置的地形地質條件和實際生產情況。

　　2塊石膠結嗣后充填采礦法在于城鐵礦的應用

　　2.1礦山情況簡介

　　于城鐵礦為河北鋼鐵集團有限責任公司所屬礦山，由河北恒坤集團公司于城鐵礦負責開采，下設于城、守恒兩個選礦廠，礦區位于淶源縣楊家莊鎮和易縣橋家河鄉交界處，于城嶺東西兩側，累計查明資源儲量1373.14萬噸,礦石品位TFe32.97%,礦山生產規模45萬噸/年。礦石主要為所屬鐵選廠加工成鐵精粉后對外銷售。

　　目前于城、守恒選礦廠相配套的尾礦庫設計庫容分別為25萬方、45萬方，現已經達到約15萬方、20萬方，排土場的設計庫容75萬方，現已排至42萬方，基本已經過半，這樣會給以后礦山及選礦廠的持續、穩定生產帶來一定的困難，尾礦及廢石排放不得不重新選擇新的庫址，但新建尾礦庫又存在著無合適的溝谷可選的局面。因此將干選出來的廢石及選礦廠排放的尾礦輸送到井下全部用來充填采空區勢在必行。于城鐵礦成功地運用塊石膠結嗣后充填采礦法，解決了這一難題。

　　2.2礦區地質概況

　　地層整體為寬條帶狀，呈北北東(16度)方向展布，出露長度約2000米，寬近1350米。主礦體(1號礦體)呈厚大透鏡體或局部似層狀賦存于接觸帶矽卡巖中，總體產狀與接觸帶一致，走向100度-120度，傾向NE，傾角70-80度。礦體向南東傾伏，2—8線傾伏較緩，近于水平產出，礦體沿走向長740米，沿傾斜長850米，礦體厚度0.85-3.13米，平均厚度2.01米，礦床類型為矽卡巖型礦床，工業類型為自溶性磁鐵礦，礦石結構以自形-半自形粒狀結構為主。

　　2.3.礦區工程地質及水文地質條件

　　礦體產狀穩定，厚度較大，礦體被厚-巨厚層狀、碎石條帶狀白云巖、石英二長巖和中西里花崗巖所包圍，巖石堅硬、完整、節理、裂隙不太發育。屬微弱巖溶裂隙含水層，地表長年水體，水源補給靠大氣降水，主要礦體深埋地下，距地表100余米，生產實踐證明坑內涌水現象極少發生，礦區水文地質條件簡單，工程地質條件較好，遠離居住區，附近無農田和森林。

　　2.4于城鐵礦現狀及采礦方法

　　1998年3月邯鋼集團有限公司對于城鐵礦于城嶺礦段進行開發，礦區以5-6勘探線之間為界，分東西兩個采區，采用平硐、豎井、盲豎井開拓，在西采區采用分階段崩落法開采。2010年礦山西采區基本無礦可采，采礦重點放在了東采區，本采空區使用無底柱淺孔留礦法采礦,后期對大部分礦柱采用分層崩落法進行了回采，形成了大約980多萬方的采空區，分布在不同中段、不同區域;由于采空區的存在，致使部分區域塌陷，已經有3號、5號、6號三個豎井井筒發生了錯動、位移，現已廢棄停用。目前正在使用的井筒有1號、2號、4號、7號豎井及878主運輸平硐，其中1號及7號豎井擔負主提升井的作用，2號及4號豎井是輔助井的作用，井下涌水均排至878米水倉后，全部由878平硐自流入洞口處10米*5米*3米的集水池，作為選礦廠生產用水。

　　2.5干選車間情況

　　在礦區900米標高5號豎井處建設了一座處理能力2000噸/日的干選車間,礦石經豎井提升及平硐出礦運至干選車間,采用兩段一閉路流程,破碎機PE1080*600一臺、250*1000兩臺及YK1836振動篩，將礦石破碎粒度為25mm的礦石和廢石，經過CTB-1021磁選機將礦石、廢石分開，礦石由自卸汽車運至守恒、于城選礦廠生產鐵精粉，完全能滿足兩個選礦廠持續生產，廢石同樣由自卸汽車運至3號、5號、6號豎井口處的較大場地，用于臨時儲存廢石與礦石。

　　2.6選礦廠情況

　　2009年，受鐵精粉市場價格的影響，為降低運輸及選礦成本;將礦石經過干選后，再運往選礦廠加工處理。集團公司現有處理能力1000噸/日的守恒選礦廠及600噸/日的于城選礦廠，工藝流程基本相似，即粗碎—細碎—磨礦—高頻篩—磁選機。距離礦山分別7.5公里、2.5公里左右，由于距離較近，采空區充填均可就地取材，非常適合將尾礦(尾砂分級別處理)、廢石混合,以適當比例的砂漿排入井下,充填采空區，在地表尾礦多余的水經過水池澄清后，返回選礦廠再利用。

　　3塊石膠結嗣后充填采礦方法應用情況

　　3.1充填工藝

　　該礦山由于使用的是無底柱淺孔留礦采礦法和分段崩落采礦法，礦巖屬于中等穩固，屬急傾斜礦體，礦塊布置沿走向60米劃分一個礦塊，寬度為礦體的水平厚度，階段高度40米,平均厚度2.01米。根據不同的工程采用不同的充填方式。(1)對于廢棄的斜井、豎井，采用干式充填的方法，不再使用膠結充填。(2)對于已經采完的采場采用塊石膠結嗣后充填,塊石由汽車從干選車間廢石場運至廢棄的3號豎井、5號豎井、6號豎井空場地。塊石由溜井溜放至通往采空區充填井的懸吊式皮帶，將塊石輸送到每個采場礦塊頂部的3個充填井，在此處塊石、砂漿混合在一起，放入采場充填井，在下放過程中塊石和砂漿充分混合后充入采空區。砂漿制備中，采用于城選礦廠的-20mm重介質尾砂經棒磨而成的-3mm人工砂，采用425號普通硅酸鹽水泥或425礦渣硅酸鹽水泥，在地表攪拌成砂漿后利用直徑133mm的主運輸管道經豎井和充填天井輸送至井下，充填料漿及塊石進入采場采空區時，屬多點同時下料，這樣使充填料均勻上升，形成良好的充填體。水泥砂漿質量濃度68%，礦房下部10米用灰砂比1:8的充填料充填，待固結后用灰砂比1：(10-15)的充填料充填其余部分。塊石:砂漿比為3:1，使采場內無多余積水和充填泄水，脫水量較少，該礦的塊石膠結充填技術成功地用在了廢棄的豎井、斜井及嗣后采空區,在采空區將砂漿三支管分流，三點同時下料的充填方式,工藝簡單、可靠、易行,便于操作。

　　3.2塊石膠結嗣后充填系統

　　4塊石膠結嗣后充填采礦法的發展前景

　　干選廢石和兩個選礦廠的尾礦在采空區有計劃地排放，經過統籌安排、定期凝固與沉淀,這樣對選礦廠、干選車間來說，減少了廢物(廢石、尾礦)排放壓力，充填了采空區，在一定程度上降低了巖石移動給豎井、斜井帶來的安全隱患,又可緩解尾礦庫、排土場的建設壓力，不僅成本低廉，而且可以減少占地，緩解對環境的污染，為創造無廢礦山樹立了典范，為構建生態采礦環境創造了條件.根據礦山、選礦廠生產能力，需建設兩座四等尾礦庫和一座庫容30萬方的排土場，征山、征地、砍伐樹木、設計、建設費用、監測監控設備等計劃投資約1000多萬元。將尾砂及干選的廢石充填采空區，購買輸送設備、攪拌設施、水泥、管路、鏟裝設備、運輸機械及運輸等費用共計投資了300多萬元，這樣不僅為企業產生了巨大的經濟效益和社會效益，而且又符合目前國家礦業鼓勵政策及安全形勢發展方向。

　　5結語

　　從尾礦庫、排土場的選址與建設,井下采空區施行塊石膠結嗣后充填采礦法的應用，可以看出將干選出來的廢石及選礦廠排放出來的尾礦攪拌、混合后充填到采空區，確實給于城鐵礦帶來了較大的經濟效益和社會效益，同時也給選礦廠的選址與建設指明了一定的方向,具有廣闊的發展空間與應用前景。

　　參考文獻

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