安徽太平矿业有限公司残矿回收实践
赵广阔，褚吉祥
（安徽太平矿业有限公司）
摘要：安徽太平矿业有限公司在1997～2007年生产期间，对浅部铜铁矿体进行小规模回采，由于矿岩极不稳固，当时又不能充填，主要回采富铜矿体；再加上20世纪末期国内和国际铁矿石价格非常低迷等原因导致大部分铁矿体放弃回采。进入21世纪以后国际国内铁价上升，加上深部基建工程正在施工，使留下残留矿量很具有回收利用价值。本文就这些残留矿体采用进路分层回采之工艺方法进行技术总结。
关键词：铜矿石优先回采；铁矿石价格高低变化；铁矿体回采；进路式充填法；安徽太平矿业有限公司
矿山简介
1.1企业简史
安徽太平矿业有限公司是中国黄金集团公司在安徽省内唯一控股公司，地处皖北地区淮北市濉溪县四铺乡三铺村，属于淮北市重点招商引资企业。北距淮北市50km，东距宿州市13km，公路、铁路四通八达，交通十分便利。公司前身为前常铜铁矿，是合肥钢铁公司的铁矿石生产基地，1973年9月基建动工，到1979年完成主副井掘砌及部分平巷掘进工程后，因资金缺乏及国家产业政策调整而缓建。1986～1989年恢复基建工作，后因资金缺乏而再次缓建。1997～2007年期间，通过招商引资组建了安徽太平矿业有限公司，恢复部分基建和浅部进行小规模矿石回采。2007年11月，中国黄金集团公司收购了安徽太平矿业有限公司并占70%股权，由中国黄金集团公司和玛尔矿业（毛里求斯）有限公司共同出资组建了中外合资企业，此后矿山进入正规改扩建工程建设与工业生产。
1.2矿山开采技术条件
矿区地处淮北沉积平原，海拔30m左右。地表均为高产良田与稠密村庄，土地肥沃，地表以下为厚达79～118m的第四系沉积层。第四系上部和下部含水层（组）含水砂层较厚且稳定，富水性中等至强。矿床以裂隙含水层充水为主，是水文地质条件中等的矿床，水文地质类型属二类二型。区内没有湖泊，仅有几条季节性河流，由北西向南东贯穿全区。最大河流为新汴河，另有濉河、扒河等。河床较浅，约3～5m。新汴河最高洪峰29.8m，洪水量930t/s。矿体主要赋存于燕山期石英正长闪长（玢）岩体与上寒武统凤山组下段碳酸盐岩的接触带和接触界面以上岩体的碳酸盐捕虏体内，少数赋存于碳酸盐岩层间构造内。矿体的形态、产状受接触带或捕虏体的形态制约，主要呈透镜状，次为似层状、扁豆状、囊状、脉状等。矿体产状总体上看，主轴方向为北西、南东向（自60线向100线转向正南），倾向：处于背斜东翼的矿体为北东向，处于背斜西翼的为南西向。矿体为缓倾斜及倾斜矿体，倾角变化较大，西部矿体倾角一般为5°～25°，东部矿体倾角为25°～45°，一般为30°～35°。矿体厚度为中厚-厚大矿体，厚度变化为不稳定型至极不稳定型。矿体较为稳固，矿体顶底板受矽卡岩的影响，稳固性较差，矽卡岩暴露后，遇水易崩、碎化、膨胀，在无淋水的条件下，矽卡岩吸收空气中的水份，也不断崩解、膨胀、完全失去强度，岩体稳固性极差。矿石、岩石物理力学性质：矿石3.6t/m3～3.81t/m3；岩石2.75t/m3～3.04t/m3。抗压强度：矿石109.7Mpa；岩石：29.6MPa～.3MPa；松散系数：矿石1.53（参考值，实际值仅1.1～1.2左右）；矿岩自然安息角35°。
1.3采矿方法沿革
1997～2007年期间主要采用浅采房柱法，电耙和装岩机联合出矿，由于矿岩极不稳固，当时又不能充填，主要回采富铜矿体，由于矿体比较厚大其周围是贫铜铁矿体，所以，当时矿山生产能力只有300t/d，而采矿回收率约为37.5%，地质资源利用率太低了。2009年矿山经营管理主体变化之后进行改扩建工程建设与生产同步进行，并对浅眼留矿和进路充填法进行了生产实验，浅眼留矿前期回采时，顶板可以进行控制，在大量出矿时，顶板冒落非常严重，给生产带来安全隐患。进路分层充填法虽然生产能力受到限制，工艺复杂，效率较低，但是其适应性和灵活性强，能适应矿体形态的变化，对采场顶板控制和矿体回收率、贫化率有明显提高，同时也适合残矿安全回收工作。
残矿调查
残留矿体部分调查结果
作者对安徽太平矿业有限公司上部中段部分残留矿体进行调查，其结果见下面表1所示。
表1对安徽太平矿业部分残留矿体调查结果表
中段 采场编号 矿石储量 地质品位 空区状态 -150 副二 63638 49.12 -130m层以上铜金已经回采,顶部存在空区 -150 副三 34987 39.76 -130m层以上铜金已经回采,顶部存在空区,周遍有-180m中段回采的老空区 -180 18012采场 22277 41.17 原太平公司对-157m分层以上高品位矿体进行回采,并且周遍存在-220中段回采过的老空区 -180 18011采场 42387 42.53 原太平公司对-180m层以上高品位矿体进行回采 -220 2203采场 2000 50 在-220m层大部分矿体进行回采，部分只在-210m层进行回采 -220 32709采场 15000 42.6 从-228m分层开始将大部分矿体进行回采 -220 0-14线采场 3300 47 在-220m层大部分矿体进行回采 -240 2线残采 33202 38 原太平公司已将运输巷周边大部分矿体进行回采 -240 42707残采 4000 45.8 原太平公司对-228m以上大部分进行回采，以下有部分进行回采 合计 220791 39.22 2.2残矿回收原则
残矿回采安全性能比较低，条件限制比较多，同时要求技术比较高，在回采区域和回采方案方面，必须保证达到以下几个方面要求。采矿方法选择原则主要有如下几点。【1】
第一是做到安全生产，保证有良好的作业条件和环境。贯彻国家“安全第一、预防为主”的安全生产方针确保安全是残矿回收工作应遵循的原则，安全工作摆在一切工作的首位，决不能冒险作业，要强化安全确认制度的实施。但对安全参数的界定，应突破成规思维，根据具体的工程地质条件，合理确定采空区稳定的暴露面积。
第二是适应性和灵活性强，能适应矿体形态的变化。矿体变化比较复杂，加上空区资料不全，条件限制比较多，选择进路分层回采参数需要经过实践检验之后才能确定。
第三是有利于地压管理，能保证采空区不贯通第四系含水层。特别是回收-150m中段残矿，控制采场回采高度，保证正常充填高度，确保采空区不与第四系含水层贯通。
第四是合理安排，统筹规划。每个矿块的残矿回采要一次性规划，合理确定回采顺序，使各残采点、正常回采段在时间和空间上相互兼顾，相互衔接，防止顾此失彼，留下安全隐患，尽量不给邻近残采或下中段正常生产留下隐患。
第五是先大后小，先易后难。在兼顾大局的情况下，宜先大后小先易后难，并优先回收价值高的残矿，有利于增强信心、增加效益并积累各方面的经验，为顺利回收其它资源打下一个良好的基础。
2.3残采前准备工作
原太平公司主要回采富铜矿体，其周边的贫铜铁矿体基本很少回采，由于岩石破碎，空区回采范围比较小，回采后冒落比较严重。加上原太平公司因民采期间技术力量有限，设计资料不全，没有采场档案，空区情况不明确，所以我们在回采周边的残矿过程中，必须摸清空区范围。通过已有老采场设计,和现有的工程揭露空区情况，分析原有的采场设计资料，推断空区的发展方向，同时可以利用钻机，进行上下和水平，不同的方位，控制空区状态。摸清空区情况后,具备充填条件的首先进行空区充填工作，充填完成之后，进行统筹规划采切工程设计，采用巷道进路分层进行回采；如果上个中段不具备施工平巷条件，根据空区情况，留5m厚的间柱，在边缘位置施工进路分层进行回采。
2.4具体采场回收实例
18011采场-177m分层以上已被原太平公司回采并未充填，-182m分层的1号、2号、3号、5号进路，我们采用进路回采嗣后胶结充填采矿方法，进行了回采并充填，4号进路位于3号和5号进路中间。上面是原来回采的空区，空区内是废石填充，如果回采过程中与-177m分层底板挑透，废石全部涌下来，采出矿石全部被废石压在底下。周边是3号和5号进路都已经充填，而且充填都没有接顶，充填体强度也很差。针对这样情况，我们吸取以前的教训，先刷帮再压顶，在刷帮过程中先由外向内进行刷帮（便于铺轨道，利用装岩机出边帮矿石），针对两边的充填体，预留1m的护壁矿，间隔刷开充填体，刷帮宽度为根据矿体的稳固情况，以及两边充填体情况来确定。刷帮结束后，开始进行压顶采矿，采矿采用后退式，由内向外进行回采，在压顶采矿过程中，利用钎杆对采场的顶板进行探顶，探顶后，必须保证有1.5m顶柱（顶柱厚度根据矿体稳固情况来定）不能回采，保证不能和上一分层空区采透，回采过程中局部顶板存在废石暴露，及时进行挂网喷浆支护。回采的高度根据矿体的稳固情况，以及-177m分层空区底板的高度来确定。为了保证18011采场4号进路的矿体顺利回收，我们紧跟现场情况变化，及时进行调整设计。
1—3#进路(充填)2—4#进路3—5#进路(充填)
4—-177层回采进路5—-177层回采进路(已冒落)
图1进路分层充填回采残矿示意图
残采空区处理
残矿回采完毕后，采空区利用分级尾砂进行胶结充填。充填前，将采空区下部的拉底平巷通道口封闭，通过构筑钢筋混凝土墙或木板墙进行封闭。并在采场内架设滤水管，如果采场存在反充填,在采场的顶部架设排气管,采场分两次充填，第一次充填高度2～3m，待充填体养护至一定强度后进行第二次充填，第二次进行采场的连续充填并直至接顶。采场充填时。地面充填站制备的充填料浆通过管道输送到采空区进行自流充填，充填管道经过路线为：地面充填站→风井→中段平巷→中段充填联络平巷→进路采场。
4残矿回收价值分析
上述地质资料提供残采采场储量为220791t，金属量88316t,2009～2010年已经回收了67452t，金属量为26643t，按2010年上半年铁平均价1100元/t计，采出金属价值2930万元。同时我们还有153339t矿石储量，需要继续开采。这对于我们来说其回收价值比较高，需要进一步在金属价格高位徘徊的情况下加快残矿回采步伐，为公司创造更大经济效益。
5结语
安徽太平矿业有限公司目前正在深部基建，为了保证企业的经济效益，残矿回收工作的必要性还是比较大的。在今后的工作中我们要加强对残矿回采、安全生产、质量管理、政策调整等方面积累经验，同时也不能把思维停留在固定的模式上；残矿资源的回收，不但对已知的资源给予足够的重视，而且要对未知的资源也应进行勘探，以扩大残矿回收的成果；残矿二次开采，安全工作尤其重要，应首先在安全的条件下开展残采工作。安全为了生产，生产必须安全。
据有关资料介绍，残矿回采和空区处理应该遵循以下原则【2】：即（1）统一性。残矿回采是矿块开采过程中紧密互相联系的互为条件之两个步骤。一般来说能否合理地解决残矿回收问题是两步骤采矿法诸方案的优劣所在；当矿体厚大并矿石价值高者更是如此。虽然铁矿石价值不高，但是，如果不兼顾残矿回采与空区处理问题，矿山很难做到安全、有计划地回收资源，提高地质资源利用率；（2）及时性。残矿能否及时回采其效果迥异。残矿如果不及时回采，上部作业中段无法结束，巷道维护费用继续增加，开采条件变的更加恶劣，导致下部中段也不能正常生产；（3）合理性。为了促进及时回采残矿和处理空区，应该从资源利用、安全生产、经济效益等方面进行全面的技术经济分析。残矿回采的技术条件比矿房回采复杂的多，也困难的多，回采技术经济指标也远远低于矿房，而残矿回采成本仅由回采所需要追加的采准、回采、以及其它相关费用所组成。因此，其经济效果未必低于矿房回采，在很大程度上取决于所采用的回采方法和回采是否及时。
参考文献：
1尚精华·金山金矿残矿回采技术及思考[J]·黄金，2010年（31卷）10月增刊：55～59。
2采矿手册编委会·采矿手册（第四卷）[M]·北京：冶金工业出版社，1989年12月。
11
|
|
