肖志奎

(湖北鸡笼山黄金矿业有限公司， 湖北 黄石市 435231)

根据矿床的赋存条件及围岩的特性，选择合理的开采方法，安全高效地采出矿石，有助于矿业开采的发展[1]。在岩金矿床的回采中，充填采矿技术是一种行之有效的回采方法。本文根据鸡笼山金矿床的地质构造特点及围岩的赋存情况，以及回采过程中碰到的问题，对充填法开采技术在鸡笼山金矿床回采中的应用作较详细的介绍。

1 鸡笼山金矿床赋存条件

鸡笼山金矿地处湖北阳新县富池镇，属中型矿山，年生产金铜矿石45万t。矿体主要赋存于鸡笼山酸性花岗斑岩体与三迭系大冶组碳酸盐岩的接触带及其附近，呈明显的带状分布。矿床上盘是花岗闪长斑岩，下盘是大理岩，矿石中等稳固，矿体一般倾角为75°以上，厚度一般为5～20 m，矿石出矿品位铜1%、金1 g/t。根据该矿床的实际开采情况，选择上向水平分层充填采矿法开采。

2 充填开采技术在鸡笼山金矿的应用

2.1 充填法开采的特点

充填法是将矿石回采后，用废石或尾砂充填回采后形成的空区，控制回采后采场形成的地压，为下一步回采作业创造安全和方便条件。它的最大特点是回采率高、对地表环境破坏小，能回采一些尚未开发的难采矿体。

2.2 充填采矿法构成要素

充填法特别适合开采倾斜或急倾斜的矿床，实际回采设计中，若矿块长度大于50 m，按沿矿体走向长度约50 m的间距划分采场，在采场两端布置人行通风天井，这两条人行通风天井都与上、下中段的巷道或川脉联通，以便于通风、人行，运送材料、凿岩设备、炸药等，在天井内沿竖直方向每隔一定距离掘进联络道与回采作业的采空区联通。另外，在回采的矿块内预先掘进溜矿井，在溜矿井下安装振动放矿漏斗，将采场回采的矿石放入矿车，然后将其运走。

首先在矿块底柱之上掘进拉底巷，拉底巷道掘进完成后，再扩采，采下的矿石用铲车运送到放矿溜井。对一个矿块进行回采，第一分层回采高度为4.5 m，其它分层回采高度为3 m。待该采场本分层回采结束后，进行充填工作。充填前，在原溜矿井口上接直径为1.5 m、高1.5 m的钢井筒两节，外包裹两层过滤布起滤水作用。充填完毕后，进行下一分层回采。

2.3 鸡笼山金矿充填法回采实例

鸡笼山金矿-490 m中段49122矿块的回采是充填法的典型应用。该矿块赋存于大理岩与斑岩的接触带中，矿石中等稳固。49122矿块在12～14线，-440 m中段至-490 m中段之间，走向约为129°，倾向约为39°，倾角35°～60°，矿块长50 m，矿体平均厚7 m，最大厚度为12 m。矿体的厚度由下往上变薄，在-470～-490 m约为11 m，在-440 m中段厚度为3 m。

该矿块的矿体及顶底板岩石属中等稳固—稳固。局部顶板为蚀变花岗闪长斑岩，稳固性差。结合矿山多年生产管理经验，选择上向水平分层充填采矿法回采该矿块。

(1) 矿块结构及参数。矿房沿走向布置，长度为50 m，宽取矿体的厚度(3～10 m)。-440～-490 m垂直高度为50 m。矿块的形态规整，底柱高5 m，不留顶柱，在采场中布置两条溜矿井。

(2) 采准切割。采切工程包括两条通风行人天井(即12线和14线天井)，每隔5 m掘进天井联络道1条，长2.5 m；溜矿井布置在12线和-12线；切割巷道布置在距-490 m中段穿脉巷道底板往上5 m的位置，沿矿体走向展开。

(3) 回采工艺。首先沿矿体走向掘出切割巷道，然后沿矿体全厚拉底，形成3 m高的拉底空间。将采下的矿石用0. 7 m3铲运机运到矿石溜井，待矿石搬运完后，再往上钻凿浅孔，炮孔交错布置，孔深1.5～2. 0 m，排距0.5 m，孔间距0.6～0. 8 m，爆破使用2#岩石硝铵炸药，用非电毫秒雷管起爆。每分层回采炮孔施工完毕后，分2～3次装药爆破。爆破时做好警戒，通知临近采场的作业人员和离爆破点较近的人员撤离到安全的地方躲避。爆破后，过30 min方可解除警戒。

(4) 采场充填。充填料采用废石和尾砂胶结充填，每次充填铺以灰砂比1∶8的500 mm厚的胶结面。待胶结面形成强度后，再向上回采下一个分层，并用铲运机出矿。为了减小采场的暴露面积，要求该矿块两侧邻近的49102矿块和49142矿块的回采与49122矿块回采不处于同一分层，要求错开5～6个分层，即49122矿块回采时采场底板标高与两侧邻近的49102矿块和49142矿块的回采采场底板标高相差18 m左右。另外， 49122矿块回采完一分层后进行充填时，在矿房两侧形成500 mm厚的胶结层，以便于随后两侧邻近的49102矿块和49142矿块的回采。

(5) 采场通风。新鲜风流由人行天井下部经联络道进入采场，污风由人行天井上部排至上中段巷道中，若采场通风困难，可在上中段巷道与本采场连通的人行天井上口增加7.5 kW局扇排出污风

(6) 采场支护。对局部不稳固地段采用锚杆或锚杆加金属网支护，以确保凿岩巷道和出矿通道的稳固和安全。回采完一分层后，进行充填。加强采场安全管理至关重要，下一班凿岩作业之前，必须进行橇顶检查，对浮石、裂隙应做到及时处理。

2.4 存在的主要问题

随着充填该采矿法在鸡笼山铜金矿的推广，也逐渐爆露出一些问题。

(1) 充填质量难以符合要求。深部矿岩复杂，地应力大，资源开采强度也不断增大，由此导致采充循环时间缩短，再加上充填时的水力势能大，从而使充填的强度难以及时形成，充填的质量往往难以满足安全开采的要求。

(2) 从深部开采所涉及的高采深或高位能状态分析，深部充填亟待解决的主要技术问题有：浆体输送中的质能传递及突变机理和控制方式；管道在高流速作用下磨蚀，振动、爆管、堵管机理及控制措施。

(3) 对高位能条件下浆体进入采空区后浆体的沉降和流动特性、强度特性、对构筑物的安全影响等。

3 进一步完善充填采矿法的建议

(1) 改进过滤方式以及提高浆液的输送浓度，从而提高充填体的强度，必须加强研究应用高效浓密设备，如高效浓密机、陶瓷过滤机、真空过滤机、盘式过滤机等，为高浓度全尾矿浆的制备提供有效保证。

(2) 采用压排设备输送调节各中段输送压力，防止输送堵管现象。提高充填卸料浓度和物料流量控制的自动化，最为关键的是要研制和引进适用于矿山应用的自动化设备和仪表[2]。

(3) 一旦充填料离开浆体供给管路，输送机卸料端或车辆铲头，充填料质量控制可能不再受到矿山工作人员制约，应尽量缩小充填料移动距离，从而使充填质量下降的趋势得到缓解。

4 回采方法改进及实施效果

对鸡笼山铜金矿床回采方法的改进，关系到鸡笼山铜金矿床安全高效生产的稳定发展。2010年，由生产技术部、采矿车间配合充填站成功进行了充填系统改造。于2012年着手浆液配比的改造。

回采方法的正确带来矿块生产的稳定，产生的效益是十分明显的，由于这些改造是在原来的基础上进行的，整个投资只有200万元。但取得的效益都十分显著。2010年上半年，-490 m中段生产矿石8万t，比上年同期多生产3.5万t，多创效益140万元；-440 m中段生产矿石10万t，比上年同期多生产3万吨，多创效益110万元。同样，由于采矿方法的合理使用以及全体人员共同努力，安全事故也显著降低。

参考文献：

[1]《采矿手册》编辑委员会．采矿手册(第4卷)[M] ．北京：冶金工业出版社，1990.

[2]王运敏．冶金矿山采矿技术的发展趋势及科技发展战略[J] ．金属矿山，2006(1):19-26.