推行充填采礦_實現綠色開采

1、推行充填采礦推行充填采礦 實現綠色開采實現綠色開采 匯報的主要內容匯報的主要內容 一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢二、我公司地下鐵礦山采用充填法的必要性二、我公司地下鐵礦山采用充填法的必要性三、我公司采用充填采礦法的可行性三、我公司采用充填采礦法的可行性四、充填法推進路線的基本思路四、充填法推進路線的基本思路五、我公司推進充填法需關注的問題五、我公司推進充填法需關注的問題六、公司推行充填法的相關建議六、公司推行充填法的相關建議一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢 一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢一、我國地下鐵礦山開

2、采方法的發(fā)展趨勢1 1、國家和地方對征地拆遷要求更加嚴格，表現突出的山東、國家和地方對征地拆遷要求更加嚴格，表現突出的山東、安徽等地，地下采礦不允許地表塌陷。故山東、安徽等安徽等地，地下采礦不允許地表塌陷。故山東、安徽等地的地下鐵礦開采基本屬于充填采礦。地的地下鐵礦開采基本屬于充填采礦。 如金嶺鐵礦（如金嶺鐵礦（150150萬噸萬噸/ /年），萊鋼的萊蕪鐵礦、白象山年），萊鋼的萊蕪鐵礦、白象山鐵礦（規(guī)模鐵礦（規(guī)模150150萬噸萬噸/ /年）。年）。2 2、地表有河流、鐵路、公路、良田及建筑物，不允許塌陷。、地表有河流、鐵路、公路、良田及建筑物，不允許塌陷。如南京的棲霞山礦上方是九鄉(xiāng)河，安徽的

3、李樓鐵礦如南京的棲霞山礦上方是九鄉(xiāng)河，安徽的李樓鐵礦（530530萬噸萬噸/ /年）上方是良田，均采用充填法。年）上方是良田，均采用充填法。一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢 3 3、地表不允許建尾礦庫，尾礦必須處理，如安徽的若普、地表不允許建尾礦庫，尾礦必須處理，如安徽的若普鐵礦（鐵礦（220220萬噸萬噸/ /年）。年）。 4 4、安全上的考慮：、安全上的考慮： 防止井下泥石流，如草樓鐵礦（防止井下泥石流，如草樓鐵礦（300300萬噸萬噸/ /年）地表第四系年）地表第四系 覆蓋層過厚，達覆蓋層過厚，達120120米以上。米以上。 防止自燃，如新橋硫鐵礦

4、；防止自燃，如新橋硫鐵礦； 防止過深出現巖爆，如冬瓜山礦。防止過深出現巖爆，如冬瓜山礦。 5 5、節(jié)約資源，充分利用資源。、節(jié)約資源，充分利用資源。 如洛鋼的張馬屯鐵礦、唐山東安鐵礦等通過充填采礦，提如洛鋼的張馬屯鐵礦、唐山東安鐵礦等通過充填采礦，提高礦石回收率，節(jié)約資源，延長礦山壽命。高礦石回收率，節(jié)約資源，延長礦山壽命。 一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢一、我國地下鐵礦山開采方法的發(fā)展趨勢 我國地下鐵礦床開采受內外部條件影響，受主客我國地下鐵礦床開采受內外部條件影響，受主客觀原因，從粗放型的崩落采礦法逐步轉化為集約觀原因，從粗放型的崩落采礦法逐步轉化為集約型環(huán)保的充填采礦法。型環(huán)保的充

5、填采礦法。趨勢的特點：趨勢的特點： 清潔生產清潔生產 無廢排放無廢排放 綠色開采綠色開采 資源資源產品產品再生資源再生資源 循環(huán)流動模式循環(huán)流動模式 2003 2003年至年至20102010年進口長協(xié)礦價格趨勢年進口長協(xié)礦價格趨勢 1 1、充填采礦成本不再是充填采礦法推廣的攔路虎。、充填采礦成本不再是充填采礦法推廣的攔路虎。 雖然充填工藝導致采礦成本增加雖然充填工藝導致采礦成本增加25253535元元/ /噸（按原礦噸（按原礦量），但從綜合效益來看，采用充填采礦法經濟效益明顯。量），但從綜合效益來看，采用充填采礦法經濟效益明顯。 通過通過建立精礦價格與綜合效益比較的模塊和函數關系式建立精礦價

6、格與綜合效益比較的模塊和函數關系式測算測算 以程潮鐵礦為例，目前礦石回收率、貧化率分別為以程潮鐵礦為例，目前礦石回收率、貧化率分別為80%80%和和21%21%，采出品位，采出品位35.5%35.5%，原礦規(guī)模，原礦規(guī)模“十二五十二五”期間將達到期間將達到340340萬噸萬噸/ /年。用充填法，礦石回收率、貧化率分別達年。用充填法，礦石回收率、貧化率分別達90%90%和和10%10%，采出品位可達，采出品位可達40%40%，在保持金屬產出量一定的條件，在保持金屬產出量一定的條件下，原礦只需下，原礦只需298298萬噸萬噸/ /年，充填成本按年，充填成本按3535元元/ /噸，精礦噸，精礦（67

7、%67%）價格按）價格按750750元元/ /噸測算，總服務年限內充填法采礦噸測算，總服務年限內充填法采礦將增加經濟效益將增加經濟效益182562182562萬元，折算到每年萬元，折算到每年42724272萬元。萬元。 充填法綜合經濟效益占優(yōu)勢，其主要原因是充填法綜合經濟效益占優(yōu)勢，其主要原因是鐵礦鐵礦價格上漲價格上漲，通過建立鐵礦石價格與兩種采礦方法，通過建立鐵礦石價格與兩種采礦方法綜合經濟比較模型和函數關系式，可測算在精礦綜合經濟比較模型和函數關系式，可測算在精礦價格為價格為516.1516.1元元/ /噸時，充填法與崩落法經濟效益噸時，充填法與崩落法經濟效益出現平衡點，精礦價格低于出現平

8、衡點，精礦價格低于516.1516.1元元/ /噸時，崩落噸時，崩落法占效益優(yōu)勢。具體的測算過程見下表。法占效益優(yōu)勢。具體的測算過程見下表。 2 2、隨著充填材料、工藝技術的進步和采掘及鑿巖、隨著充填材料、工藝技術的進步和采掘及鑿巖設備的發(fā)展，生產規(guī)模能夠保證。設備的發(fā)展，生產規(guī)模能夠保證。 規(guī)模能否保證在于以下三個因素：規(guī)模能否保證在于以下三個因素： 礦塊能力礦塊能力 設備能力設備能力 充填能力（程潮三套）充填能力（程潮三套） 3 3、目前充填技術的發(fā)展可確保地表不塌陷，不沉降。、目前充填技術的發(fā)展可確保地表不塌陷，不沉降。 采用高效充填技術，確保充填體的強度（灰砂比），采用高效充填技術，確

9、保充填體的強度（灰砂比），保證充填體的接頂工作和封閉墻的完好，地表不塌陷，保證充填體的接頂工作和封閉墻的完好，地表不塌陷，不沉降。不沉降。 如南京棲霞山銀礦礦體正上方是九鄉(xiāng)河，使用充填如南京棲霞山銀礦礦體正上方是九鄉(xiāng)河，使用充填開采時安然無恙，屬于典型的三下開采；另外如冬瓜開采時安然無恙，屬于典型的三下開采；另外如冬瓜山銅礦、草樓鐵礦、張馬屯鐵礦，金嶺鐵礦開采時，山銅礦、草樓鐵礦、張馬屯鐵礦，金嶺鐵礦開采時，地表均完好。地表均完好。 4 4、尾礦足以充填采空區(qū)，廢石進塌陷區(qū)、尾礦足以充填采空區(qū)，廢石進塌陷區(qū) 以程潮鐵礦為例，目前原礦規(guī)模以程潮鐵礦為例，目前原礦規(guī)模280280萬噸萬噸/ /年，

10、井下年，井下產生空區(qū)為產生空區(qū)為71.871.8萬萬m m3 3, ,需充填尾砂量為：需充填尾砂量為： 71.871.8* *1.91.9* *78%78%* *8/9=94.588/9=94.58萬噸萬噸 實際程潮鐵礦每年產尾砂量實際程潮鐵礦每年產尾砂量100100萬噸，只有少量尾萬噸，只有少量尾礦進尾礦庫礦進尾礦庫。（尾砂與井下空場互為資源）（尾砂與井下空場互為資源）同時，由同時，由于采用崩落法形成了較大的塌陷坑，便于廢石排放，于采用崩落法形成了較大的塌陷坑，便于廢石排放，也有利于塌陷坑的安全也有利于塌陷坑的安全。（塌陷區(qū)變?yōu)榱巳萜髻Y源）（塌陷區(qū)變?yōu)榱巳萜髻Y源） “十二五十二五”期間以充填

11、采礦試點為主。期間以充填采礦試點為主。并按充填采礦方并按充填采礦方法開展下個中段的設計和基建法開展下個中段的設計和基建. . 即在大冶東采即在大冶東采-120-120至至-180m-180m、金山店鐵礦余華寺采區(qū)、金山店鐵礦余華寺采區(qū)-270-270以下、程潮以下、程潮-430m-500m-430m-500m水平西區(qū)部分采區(qū)作為試點，并水平西區(qū)部分采區(qū)作為試點，并在大冶深部開采、金山店在大冶深部開采、金山店-410m-410m以下開采、程潮以下開采、程潮-500m-500m以下以下開采按充填法設計和基建。公司在開采按充填法設計和基建。公司在“十三五十三五”期間可全面期間可全面推行充填采礦法。推

12、行充填采礦法。 大冶鐵礦：大冶鐵礦：東采目前在東采目前在-84m-84m水平，水平，-84m-84m至至-108m-108m共有共有120120萬噸萬噸礦石，預計崩落法生產礦石，預計崩落法生產3.53.5年，年，-108m-108m至至-120m-120m作為頂板礦作為頂板礦柱柱（采礦方法轉換時的隔離帶）（采礦方法轉換時的隔離帶），至，至20132013年開始在東區(qū)年開始在東區(qū)- -120m120m至至-180m-180m采用充填法。采用充填法。預計預計20172017年，年，-180-180以下大冶鐵以下大冶鐵礦全采場使用充填法。礦全采場使用充填法。程潮鐵礦：程潮鐵礦：目前采至目前采至-37

13、7m-377m水平，建議于水平，建議于20132013年在年在-430m-430m至至- -500m500m西區(qū)部分采區(qū)開展充填法試驗，該采區(qū)的西區(qū)部分采區(qū)開展充填法試驗，該采區(qū)的-412m-412m到到- -430m430m作為頂板礦柱。作為頂板礦柱。-377m-377m至至-482m-482m共有礦量共有礦量31003100萬噸，崩萬噸，崩落采至落采至20182018年，年，20172017年年開始在開始在-500-500至至-570m-570m采用充填法。采用充填法。482482至至500500作為頂板礦柱。作為頂板礦柱。 金山店鐵礦張福山礦區(qū)金山店鐵礦張福山礦區(qū)：目前采：目前采-326

14、m-326m，至，至398m398m共有礦量共有礦量24002400萬噸，崩落法采至萬噸，崩落法采至20172017年，從年，從20162016年開始，用充填法年開始，用充填法采采410410以下礦體。以下礦體。398398至至410410作為頂板礦柱作為頂板礦柱。中間所留隔離中間所留隔離帶礦柱，以后采回帶礦柱，以后采回 余華寺礦區(qū)：余華寺礦區(qū)：目前采目前采-228m-228m，到，到-256m-256m水平，礦量水平，礦量110110萬噸，萬噸，崩落法采至崩落法采至20132013年，從年，從20132013年開始，用充填法采年開始，用充填法采270m270m以下以下的礦體。的礦體。中間中間

15、256256至至270270作為礦柱作為礦柱。與金山店的技術人員交與金山店的技術人員交流過（流過（242 256242 256）重要節(jié)點年份：重要節(jié)點年份：20132013年和年和20172017年年 1 1、充填工藝問題、充填工藝問題 2 2、采礦工藝問題、采礦工藝問題 3 3、成本控制問題、成本控制問題 4 4、安全管理問題、安全管理問題1、充填工藝、充填工藝 充填站自動控制（充填站自動控制（計量裝置計量裝置） 料漿控制料漿控制 管道輸送管道輸送（高效采礦方法的原因）（高效采礦方法的原因） 應優(yōu)化充填站的設計、提高充填站自動化程度，確保減應優(yōu)化充填站的設計、提高充填站自動化程度，確保減少充

16、填時的人為干預；保證充填設備各裝置少充填時的人為干預；保證充填設備各裝置（濃度計和流（濃度計和流量計）量計）的準確完好、料漿配比適宜、制漿和攪拌到位、料的準確完好、料漿配比適宜、制漿和攪拌到位、料漿濃度保證、料漿防止出現離析、分層，料漿結構流的保漿濃度保證、料漿防止出現離析、分層，料漿結構流的保持等都需要攻關的問題。持等都需要攻關的問題。 大冶鐵礦第一次充填站試車充填料膠結不夠理想，其原大冶鐵礦第一次充填站試車充填料膠結不夠理想，其原因可能是濃度計和流量計量裝置不準確，料漿濃度未保證，因可能是濃度計和流量計量裝置不準確，料漿濃度未保證，或是攪拌不均勻，或出現離析分層，或脫水過多導致水泥或是攪拌

17、不均勻，或出現離析分層，或脫水過多導致水泥被帶走？被帶走？ 充填工藝還涉及到許多細節(jié)問題充填工藝還涉及到許多細節(jié)問題：如堵管處理、充填：如堵管處理、充填管道材質、充填彎管彎度、充填倍線、充填體濃度、管道材質、充填彎管彎度、充填倍線、充填體濃度、充填體強度、充填順序、充填體接頂、充填井和濾水充填體強度、充填順序、充填體接頂、充填井和濾水井布置等均有技術含量，特別是充填體接頂和充填體井布置等均有技術含量，特別是充填體接頂和充填體強度更為重要，許多礦山采用高壓注漿接頂，采用鉆強度更為重要，許多礦山采用高壓注漿接頂，采用鉆取充填體巖芯方式了解充填體強度。取充填體巖芯方式了解充填體強度。 2 2、采礦工

18、藝問題、采礦工藝問題 充填采礦方法多樣，具體采用何種充填采礦，需依據礦充填采礦方法多樣，具體采用何種充填采礦，需依據礦體的產狀、礦巖地質構造、礦體賦存而定。體的產狀、礦巖地質構造、礦體賦存而定。 程潮鐵礦程潮鐵礦礦體厚大，礦巖較穩(wěn)固，可采用高效的大直徑礦體厚大，礦巖較穩(wěn)固，可采用高效的大直徑深孔空場嗣后充填法或分段空場嗣后充填法；深孔空場嗣后充填法或分段空場嗣后充填法；金山店鐵礦金山店鐵礦張福山西區(qū)礦體較穩(wěn)固，張福山西區(qū)礦體較穩(wěn)固，1#1#和和2#2#礦體分叉，礦體厚度中等，礦體分叉，礦體厚度中等，采用分段空場嗣后充填法。張福山東區(qū)礦體粉礦多，不穩(wěn)采用分段空場嗣后充填法。張福山東區(qū)礦體粉礦多，

19、不穩(wěn)固，可采用進路充填法和上（下）水平分層膠結充填法。固，可采用進路充填法和上（下）水平分層膠結充填法。 對于不規(guī)則的對于不規(guī)則的“邊角余料邊角余料”，可采用單層充填采礦法和，可采用單層充填采礦法和進路充填采礦法。進路充填采礦法。 2 2、采礦工藝問題、采礦工藝問題 對第二步驟回采方案更要重點研究對第二步驟回采方案更要重點研究，以避免過大的，以避免過大的損失和貧化。損失和貧化。 如弓長嶺鐵礦如弓長嶺鐵礦4040年代應用過充填法，但在第二步驟年代應用過充填法，但在第二步驟回采時，由于應力加劇，周邊充填體自立性不滿足要回采時，由于應力加劇，周邊充填體自立性不滿足要求，礦柱無法回收，造成損失較高。求

20、，礦柱無法回收，造成損失較高。 對第二步驟回采爆破由于周邊均為充填體，強度為對第二步驟回采爆破由于周邊均為充填體，強度為幾個兆帕，爆破時特別要注意減震，幾個兆帕，爆破時特別要注意減震，使用逐孔孔底起使用逐孔孔底起爆，爆，如使用高精度的非電導爆管。如使用高精度的非電導爆管。 3 3、成本控制問題、成本控制問題 充填采礦法采礦成本三分之一來自充填成本，而充充填采礦法采礦成本三分之一來自充填成本，而充填成本近一半來自膠結材料。我公司離鄂鋼及武鋼股填成本近一半來自膠結材料。我公司離鄂鋼及武鋼股份較近，可探索利用高爐水渣替代部分水泥，其膠結份較近，可探索利用高爐水渣替代部分水泥，其膠結效果更為理想，且充

21、填成本可節(jié)省效果更為理想，且充填成本可節(jié)省1/61/6。 高爐水渣需先經過水淬處理和磨細，水淬處理產生高爐水渣需先經過水淬處理和磨細，水淬處理產生活性的玻璃質活性的玻璃質SiOSiO2 2，目前安徽草樓鐵礦正在實施水渣目前安徽草樓鐵礦正在實施水渣替代部分水泥方案。替代部分水泥方案。 3 3、成本控制問題、成本控制問題 另外，目前膠結劑采用高水速凝材料和膏體充填，另外，目前膠結劑采用高水速凝材料和膏體充填，所達到的效果是充填體早強、不離析、不分層、不脫所達到的效果是充填體早強、不離析、不分層、不脫水。水。 焦家金礦采用高水速凝材料，金川二礦區(qū)焦家金礦采用高水速凝材料，金川二礦區(qū)采用膏體充填，其充

22、填成本均有不同程度下降。采用膏體充填，其充填成本均有不同程度下降。 4 4、安全管理注重點、安全管理注重點 我公司推廣充填采礦，安全隱患并不意味著消除或我公司推廣充填采礦，安全隱患并不意味著消除或減小，相反由于我公司對充填采礦還處于探索階段，減小，相反由于我公司對充填采礦還處于探索階段，更應關注安全隱患，主要隱患如下：更應關注安全隱患，主要隱患如下： 1 1）充填體未接頂、充填體強度不夠有可能帶來地表）充填體未接頂、充填體強度不夠有可能帶來地表的下沉，需要在地表和采空區(qū)布置監(jiān)測孔和安置監(jiān)測的下沉，需要在地表和采空區(qū)布置監(jiān)測孔和安置監(jiān)測裝置。裝置。 2 2）采空區(qū)作業(yè)時的安全，礦塊頂板的暴露面積

23、和暴）采空區(qū)作業(yè)時的安全，礦塊頂板的暴露面積和暴露時間問題。露時間問題。 4 4、安全管理注重點、安全管理注重點 3）第二步驟回采的地壓控制、應力集中區(qū)地壓控制，如）第二步驟回采的地壓控制、應力集中區(qū)地壓控制，如底柱應強化支護。底柱應強化支護。 4）采場充填封閉墻的破壞可能導致跑砂和跑泥，如新橋）采場充填封閉墻的破壞可能導致跑砂和跑泥，如新橋硫鐵礦硫鐵礦1996年年3月充填的采場，月充填的采場，1997年年12月采場封閉墻倒月采場封閉墻倒塌，塌，3000m3的砂漿隨積水涌出采場，阻塞了的砂漿隨積水涌出采場，阻塞了-230主要巷主要巷道，停產道，停產7天。天。 5）崩落法采礦時留下的高壓區(qū)對充填

24、采礦的安全隱患應）崩落法采礦時留下的高壓區(qū)對充填采礦的安全隱患應重點關注，如程潮鐵礦井下采場的高壓區(qū)重點關注，如程潮鐵礦井下采場的高壓區(qū)5采區(qū)和采區(qū)和8采區(qū)。采區(qū)。 6）塌陷坑的地表水可能造成的安全隱患）塌陷坑的地表水可能造成的安全隱患。 1 1、重視理論與實踐結合、重視理論與實踐結合。充填法技術雖說成熟，但在我。充填法技術雖說成熟，但在我公司還很陌生，在管理、技術和操作上只從理論了解，無公司還很陌生，在管理、技術和操作上只從理論了解，無實踐經驗。要成功用于我公司，需安排少量技術人員，甚實踐經驗。要成功用于我公司，需安排少量技術人員，甚至操作人員到類似礦山跟班實踐，以獲得至操作人員到類似礦山跟

25、班實踐，以獲得“真經真經”。如本如本次大冶鐵礦充填站試車時，由于料漿濃度導致充填體未膠次大冶鐵礦充填站試車時，由于料漿濃度導致充填體未膠結，這與充填工藝中的濃度計不準有關，但對于使用多年結，這與充填工藝中的濃度計不準有關，但對于使用多年充填采礦礦山的熟練工種來說，通過肉眼就可觀察出濃度充填采礦礦山的熟練工種來說，通過肉眼就可觀察出濃度的大小的大小。建議將人員到類似礦山跟班作業(yè)，并作為公司培建議將人員到類似礦山跟班作業(yè)，并作為公司培訓計劃的一部分訓計劃的一部分。同時，可請類似礦山的熟練技術人員甚同時，可請類似礦山的熟練技術人員甚至熟練技工現場指導實踐。至熟練技工現場指導實踐。 2 2、建議將現場技術服務與科研攻關融為一體建議將現場技術服務與科研攻關融為一體，科，科研研偏重于理論偏重于理論（大的方向問題）（大的方向問題），而技術服務側重于實，而技術服務側重于實踐操作，用于解決現場實際問題，更具有實用性。踐操作，用于解決現場實際問題，更具有實用性。建建議成立現場攻關組議成立現場攻關組（選拔人員）（選拔人員），開展技術攻關解決開展技術攻關解決現場出現的問題，如程潮鐵礦在階段自然崩落采