工业技术 Ｃｈｉｎａ ＳＣｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 啊Ｉ 矿山充填孔及尾砂矿充填回采技术的应用与探讨 商晓燕 （山东省临朐县砂资源管理行政执法局山东２６２６００） ［摘要］现阶段，我国能源需求量不断增加，矿山开采力度正在逐渐加大，在矿山开采过程中，通常会产生废弃物，就是尾矿砂。许多尾砂在地表堆积，严重 危害了生态环境，对人们生命安全、耕地造成严重影响。对于回采区回填，是矿山开采的主要发展趋势。本文主要分析矿山充填孔要求，分析尾砂矿的填充回采技术。 ［关键词］矿山充填孔ｔ尾砂矿充填，回采技术 中图分类号；ＴＤ８０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）３２—００２７一Ｏ１ 尾矿砂作为选矿开采所产生的废弃物，一般将其堆放在地表尾砂库。根据 相关资料显示，我国矿山尾砂坝每年均会发生垮塌事故，严重影响了生态环境 与人类安全。怎样解决尾矿砂的环境灾害问题，主要是综合利用尾矿砂，将其制 作成建筑材料 再就是对尾砂采空区进行填充，目前，在矿山开采中，广泛应用 了尾矿砂填充技术，达到尾砂废物的零排放，良好保护了矿区环境与周边环境， 降低采空区的地表沉陷率，增加矿石回踩率。笔者根据自身多年的采矿经验，主 要分析矿山充填孔要求，分析尾砂矿的填充回采技术。 一．思砂充填孔施工技术与工艺要求 首先，充填孔的施工要求。在钻孔时，必须控制好偏斜率，一般小于１％。控 制好孔口中心的定位，确保误差小于１０咖，确保岩心采取率大于７０％。对于充填 孔的成井结构，一般采用三层无缝钢管，选择串联方式构成，包含充填管、护壁 管与孔口管，控制好充填管的内径，一般大于ｌ｛Ｌ－＇ｍ，选择耐磨性较好、高强度的 充填管。对于充填管、护壁管，均采取全孔下入方式，外部设置水泥固井。 其次，充填孔布置。对于充填 Ｌ的布置，必须根据布置要求进行设计，通常 采取两孔一组方式，控制好两孔之间的距离，一般为４ｍ左右，两组充填孔之间 的距离为１４ｍ左右，采取垂直钻孔方式，在充填孔下部，设置充填孔硐室。 第三，充填 Ｌ施工工艺。其一，钻孔结构。按照尾砂设计填充量与尾砂粒径， 确定钻孔结构。其二：，施工流程。充填孔的施工流程如下：平整场地、放样孔位、 安装钻机、复测孔位坐标、下入孔口管开孔、钻进取心、控制钻孔轨迹、钻孔测 斜、确定钻孔指标、扩 Ｌ、外套管下人、水泥固井、透空、充填管下入、固定密封管 口、完井与验收等。其三，钻进方式。通常选择１Ｉｃｍ双管钻，具备合金钻头、外肋 骨钻头，与单管无泵钻结合钻进。对于完整基岩，选择单管金刚石进行取心钻 进，选择３５ｃｍ牙轮钻头进行扩孔，孔深为ｌｍ １９ｍ。 第四，充填孔施工技术要点。其一，确定钻孔坐标。对于钻孔坐标，必须确保 其准确性，设计充填孔时，通常在主巷道一侧的２ｒｏ．￣右位置，在施工之后，根据 钻孔坐标，探寻孔底部 如果钻孔坐标不够准确，则就不能知道钻孔。因此，必须 保证钻孔坐标准确性。在钻孔开孔过程中，需准确测量准孔口坐标，控制好钻孔 测斜，选择小顶角测斜仪，每隔２４ｍ进行一次测斜，在下孔之前，需检验好仪器 精度，复测孔内的同点位置。在钻孔时，必须同时测量顶角数据与方位角。其二， 控制好钻孔轨迹垂直度。准确开孔，对于施工场地，需选择水泥进行固化与平 整，在钻机安装时，按照三点～线原则，选择小规程进行钻进，确保导正钻具能 够不断家常。同时，控制好钻具级配 对于钻进钻，必须具备防斜特性，确保刚 度、满与保直。选择钻铤对 Ｌ底进行加压。在扩压过程中，钻具需上部带有扶正 器，下部带有导正器。在钻进时，如果遭遇软硬互层，选择小规程参数进行钻进。 其三，井管选择。对于充填孔井管，主要由充填管、护壁管与孔口管构成，应选择 无缝钢管，特别是充填管，需选择耐磨性较好、高强度无缝钢管，市场多采用 １６ｍｍ钢管，设计管串连接时，需选择内外平结构。其四，管外固井 在完井之后， 为确保充填 Ｌ能够长期使用，可选择高强度水泥进行固孔。 ：，尾砂矿填充回采技术 目前，对于现代矿山开采，尾砂矿充填是一种新型的环保性、经济性技术， 对于尾砂矿填充，主要是地表填充于钻孔填充，铺设充分管道，设置脱水设施。 首先，尾砂矿充填回采方法。对于金属矿山而言，充填回采法是主要采矿 方式，主要在稀有矿、富矿等开采中应用。近些年来，由于矿石价格不断上涨， 填充技术与回采技术的不断提升，国家环保标准不断提高，对于黑色金属矿 山，大多多选择充填回采法。对于房矿柱空场回采，主要是尾砂胶结充填与尾 砂充填，主要流程：开采矿房、尾砂胶结、矿房填充、矿柱预留，最后选择尾砂 填充矿柱采空区。 其次，尾砂充填工艺。其一，选择充填方式。按照所选采矿方式，必须确保胶 结充填，充填料主要为选矿厂尾砂、掘进废石。对掘进废石进行破碎加工之后， 可制作成建筑材料。因此，对于尾砂充填，可选择尾砂最佳，可达到经济、环保的 目的。对于尾砂充填，可分为全尾砂、分级尾砂两种胶结充填方式。采用分级填 充时，主要选择两相流管道进行输送，以解决填料脱水，因为尾砂填料具有极高 的渗透系数要求，因此必须分级尾砂，尾砂粗粒在井下充填使用，将细泥沙排人 至尾砂库。而采用全尾砂填充，尽管粒度不同，均可作为充填材料，无需分级尾 砂。 第三，全尾砂充填。对于全尾砂充填，主要由沉降造浆与放砂、填料搅拌机、 水泥工料与自动控制系统构成。按照矿山生产能力标准。选择高速活化搅拌技 术，浓密脱水之后，选矿尾砂根据一定灰砂比，选择适量水、水泥进行混合，选择 双轴搅拌机进行初步搅拌，再由高速搅拌机实施强力活化搅拌，制作成浓度为 ６５％左右的全尾砂料浆，选择１２０ｒａｍ充填管输送至采空区，使充填体的自立高 度可达到６５ｍ，确保良好稳定性。国内的尾砂充填均用沉砂，经常出现沉砂量不 足，溢流尾砂不能筑坝，需采石筑坝，费用较高，细粒级溢流尾砂对环境污染。采 用全尾砂充填可以避免和改善上述问题。 第四，全尾砂充填的综合评价。选择高速活化搅拌工艺，可实现粒级细、泥 化严重尾砂，实现不分级而全部充填，无需设置尾砂库。同时，可及时充填采空 区，具有良好稳定性、直立性，提高抗爆破冲击强度，代替矿柱的控制地压，达到 不留矿柱开采的目的，极大提升了矿石回采率，使矿山寿命得以延长，提升矿产 资源利用率，最大化社会效益、经济效益。但在全尾砂充填时，需注意两点：其 一，尾砂给料不均匀问题，因为尾砂是一种粘性、高细度物料，经过压滤之后，呈 现块状，经过振动漏斗给料十分不均匀，使得皮带秤计量误差较大，对料浆浓 度、灰砂比具有一定影响。其二，自流输送，无法满足倍线增加需求。随着矿区逐 渐延伸至远处，充填倍线也逐渐增加，当充填浓度大于５５％时，物料难以自流， 为提升自流率，必须降低冲突浓度与充填体质量。 兰．结柬谱 综上所述，对于尾砂矿的充填开采，是矿山开采的重要研究问题，在矿山充 填孔施工过程中，必须严格施工流程，按照施工要求进行施工。对于尾砂矿充填 与回采，目前均采用全尾砂充填与回采技术，可达到良好的充填与回采效果，最 大化经济效益与社会效益。 参考文献 ［１】朱恒银，庞计来，漆学忠等．矿山充填 Ｌ及尾砂矿充填回采技术的应用 与探讨［Ｊ］＿探矿工程～岩土钻掘工程，２００９，３６（ｚ１）：３５４－３５９． ［２】庞计来，朱恒银．尾砂矿充填矿山充填孔施工技术【Ｃ】．２０１０￣全国采 矿科学技术高峰论坛论文集．２０１０：３１７－３１９． ［３】容振华．大厂难选老尾矿综合利用与生产实践［Ｊ］．企业科技与发展， ２０１３，（２４）：３３—３６． 【４】贾剑青，王宏图，胡国忠等．南川市石英砂岩资源的开发及利用［ｎ矿 业研究与开发，２００５，２５（４）：３７－３９． 科技博览｛ ２７
