推行充填采矿_实现绿色开采

1、推行充填采矿推行充填采矿 实现绿色开采实现绿色开采 汇报的主要内容汇报的主要内容 一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势二、我公司地下铁矿山采用充填法的必要性二、我公司地下铁矿山采用充填法的必要性三、我公司采用充填采矿法的可行性三、我公司采用充填采矿法的可行性四、充填法推进路线的基本思路四、充填法推进路线的基本思路五、我公司推进充填法需关注的问题五、我公司推进充填法需关注的问题六、公司推行充填法的相关建议六、公司推行充填法的相关建议一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势 一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势一、我国地下铁矿山开

2、采方法的发展趋势1 1、国家和地方对征地拆迁要求更加严格，表现突出的山东、国家和地方对征地拆迁要求更加严格，表现突出的山东、安徽等地，地下采矿不允许地表塌陷。故山东、安徽等安徽等地，地下采矿不允许地表塌陷。故山东、安徽等地的地下铁矿开采基本属于充填采矿。地的地下铁矿开采基本属于充填采矿。 如金岭铁矿（如金岭铁矿（150150万吨万吨/ /年），莱钢的莱芜铁矿、白象山年），莱钢的莱芜铁矿、白象山铁矿（规模铁矿（规模150150万吨万吨/ /年）。年）。2 2、地表有河流、铁路、公路、良田及建筑物，不允许塌陷。、地表有河流、铁路、公路、良田及建筑物，不允许塌陷。如南京的栖霞山矿上方是九乡河，安徽的

3、李楼铁矿如南京的栖霞山矿上方是九乡河，安徽的李楼铁矿（530530万吨万吨/ /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、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势 3 3、地表不允许建尾矿库，尾矿必须处理，如安徽的若普、地表不允许建尾矿库，尾矿必须处理，如安徽的若普铁矿（铁矿（220220万吨万吨/ /年）。年）。 4 4、安全上的考虑：、安全上的考虑： 防止井下泥石流，如草楼铁矿（防止井下泥石流，如草楼铁矿（300300万吨万吨/ /年）地表第四系年）地表第四系 覆盖层过厚，达覆盖层过厚，达120120米以上。米以上。 防止自燃，如新桥硫铁矿

4、；防止自燃，如新桥硫铁矿； 防止过深出现岩爆，如冬瓜山矿。防止过深出现岩爆，如冬瓜山矿。 5 5、节约资源，充分利用资源。、节约资源，充分利用资源。 如洛钢的张马屯铁矿、唐山东安铁矿等通过充填采矿，提如洛钢的张马屯铁矿、唐山东安铁矿等通过充填采矿，提高矿石回收率，节约资源，延长矿山寿命。高矿石回收率，节约资源，延长矿山寿命。 一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势 我国地下铁矿床开采受内外部条件影响，受主客我国地下铁矿床开采受内外部条件影响，受主客观原因，从粗放型的崩落采矿法逐步转化为集约观原因，从粗放型的崩落采矿法逐步转化为集约型环保的充填采矿法。型环保的充

5、填采矿法。趋势的特点：趋势的特点： 清洁生产清洁生产 无废排放无废排放 绿色开采绿色开采 资源资源产品产品再生资源再生资源 循环流动模式循环流动模式 20032003年至年至20102010年进口长协矿价格趋势年进口长协矿价格趋势 1 1、充填采矿成本不再是充填采矿法推广的拦路虎。、充填采矿成本不再是充填采矿法推广的拦路虎。 虽然充填工艺导致采矿成本增加虽然充填工艺导致采矿成本增加25352535元元/ /吨（按原矿吨（按原矿量），但从综合效益来看，采用充填采矿法经济效益明显。量），但从综合效益来看，采用充填采矿法经济效益明显。 通过通过建立精矿价格与综合效益比较的模块和函数关系式建立精矿价格

6、与综合效益比较的模块和函数关系式测算测算 以程潮铁矿为例，目前矿石回收率、贫化率分别为以程潮铁矿为例，目前矿石回收率、贫化率分别为80%80%和和21%21%，采出品位，采出品位35.5%35.5%，原矿规模，原矿规模“十二五十二五”期间将达到期间将达到340340万吨万吨/ /年。用充填法，矿石回收率、贫化率分别达年。用充填法，矿石回收率、贫化率分别达90%90%和和10%10%，采出品位可达，采出品位可达40%40%，在保持金属产出量一定的条件，在保持金属产出量一定的条件下，原矿只需下，原矿只需298298万吨万吨/ /年，充填成本按年，充填成本按3535元元/ /吨，精矿吨，精矿（67%

7、67%）价格按）价格按750750元元/ /吨测算，总服务年限内充填法采矿吨测算，总服务年限内充填法采矿将增加经济效益将增加经济效益182562182562万元，折算到每年万元，折算到每年42724272万元。万元。 充填法综合经济效益占优势，其主要原因是充填法综合经济效益占优势，其主要原因是铁矿铁矿价格上涨价格上涨，通过建立铁矿石价格与两种采矿方法，通过建立铁矿石价格与两种采矿方法综合经济比较模型和函数关系式，可测算在精矿综合经济比较模型和函数关系式，可测算在精矿价格为价格为516.1516.1元元/ /吨时，充填法与崩落法经济效益吨时，充填法与崩落法经济效益出现平衡点，精矿价格低于出现平衡

8、点，精矿价格低于516.1516.1元元/ /吨时，崩落吨时，崩落法占效益优势。具体的测算过程见下表。法占效益优势。具体的测算过程见下表。 2 2、随着充填材料、工艺技术的进步和采掘及凿岩、随着充填材料、工艺技术的进步和采掘及凿岩设备的发展，生产规模能够保证。设备的发展，生产规模能够保证。 规模能否保证在于以下三个因素：规模能否保证在于以下三个因素： 矿块能力矿块能力 设备能力设备能力 充填能力（程潮三套）充填能力（程潮三套） 3 3、目前充填技术的发展可确保地表不塌陷，不沉降。、目前充填技术的发展可确保地表不塌陷，不沉降。 采用高效充填技术，确保充填体的强度（灰砂比），采用高效充填技术，确保

9、充填体的强度（灰砂比），保证充填体的接顶工作和封闭墙的完好，地表不塌陷，保证充填体的接顶工作和封闭墙的完好，地表不塌陷，不沉降。不沉降。 如南京栖霞山银矿矿体正上方是九乡河，使用充填如南京栖霞山银矿矿体正上方是九乡河，使用充填开采时安然无恙，属于典型的三下开采；另外如冬瓜开采时安然无恙，属于典型的三下开采；另外如冬瓜山铜矿、草楼铁矿、张马屯铁矿，金岭铁矿开采时，山铜矿、草楼铁矿、张马屯铁矿，金岭铁矿开采时，地表均完好。地表均完好。 4 4、尾矿足以充填采空区，废石进塌陷区、尾矿足以充填采空区，废石进塌陷区 以程潮铁矿为例，目前原矿规模以程潮铁矿为例，目前原矿规模280280万吨万吨/ /年，井

10、下年，井下产生空区为产生空区为71.871.8万万m m3 3, ,需充填尾砂量为：需充填尾砂量为： 71.871.8* *1.91.9* *78%78%* *8/9=94.588/9=94.58万吨万吨 实际程潮铁矿每年产尾砂量实际程潮铁矿每年产尾砂量100100万吨，只有少量尾万吨，只有少量尾矿进尾矿库矿进尾矿库。（尾砂与井下空场互为资源）（尾砂与井下空场互为资源）同时，由同时，由于采用崩落法形成了较大的塌陷坑，便于废石排放，于采用崩落法形成了较大的塌陷坑，便于废石排放，也有利于塌陷坑的安全也有利于塌陷坑的安全。（塌陷区变为了容器资源）（塌陷区变为了容器资源） “十二五十二五”期间以充填采

11、矿试点为主。期间以充填采矿试点为主。并按充填采矿方并按充填采矿方法开展下个中段的设计和基建法开展下个中段的设计和基建. . 即在大冶东采即在大冶东采-120-120至至-180m-180m、金山店铁矿余华寺采区、金山店铁矿余华寺采区-270-270以下、程潮以下、程潮-430m-500m-430m-500m水平西区部分采区作为试点，并水平西区部分采区作为试点，并在大冶深部开采、金山店在大冶深部开采、金山店-410m-410m以下开采、程潮以下开采、程潮-500m-500m以下以下开采按充填法设计和基建。公司在开采按充填法设计和基建。公司在“十三五十三五”期间可全面期间可全面推行充填采矿法。推行

12、充填采矿法。 大冶铁矿：大冶铁矿：东采目前在东采目前在-84m-84m水平，水平，-84m-84m至至-108m-108m共有共有120120万吨万吨矿石，预计崩落法生产矿石，预计崩落法生产3.53.5年，年，-108m-108m至至-120m-120m作为顶板矿作为顶板矿柱柱（采矿方法转换时的隔离带）（采矿方法转换时的隔离带），至，至20132013年开始在东区年开始在东区- -120m120m至至-180m-180m采用充填法。采用充填法。预计预计20172017年，年，-180-180以下大冶铁以下大冶铁矿全采场使用充填法。矿全采场使用充填法。程潮铁矿：程潮铁矿：目前采至目前采至-377

13、m-377m水平，建议于水平，建议于20132013年在年在-430m-430m至至- -500m500m西区部分采区开展充填法试验，该采区的西区部分采区开展充填法试验，该采区的-412m-412m到到- -430m430m作为顶板矿柱。作为顶板矿柱。-377m-377m至至-482m-482m共有矿量共有矿量31003100万吨，崩万吨，崩落采至落采至20182018年，年，20172017年年开始在开始在-500-500至至-570m-570m采用充填法。采用充填法。482482至至500500作为顶板矿柱。作为顶板矿柱。 金山店铁矿张福山矿区金山店铁矿张福山矿区：目前采：目前采-326m

14、-326m，至，至398m398m共有矿量共有矿量24002400万吨，崩落法采至万吨，崩落法采至20172017年，从年，从20162016年开始，用充填法年开始，用充填法采采410410以下矿体。以下矿体。398398至至410410作为顶板矿柱作为顶板矿柱。中间所留隔离中间所留隔离带矿柱，以后采回带矿柱，以后采回 余华寺矿区：余华寺矿区：目前采目前采-228m-228m，到，到-256m-256m水平，矿量水平，矿量110110万吨，万吨，崩落法采至崩落法采至20132013年，从年，从20132013年开始，用充填法采年开始，用充填法采270m270m以下以下的矿体。的矿体。中间中间2

15、56256至至270270作为矿柱作为矿柱。与金山店的技术人员交与金山店的技术人员交流过（流过（242 256242 256）重要节点年份：重要节点年份：20132013年和年和20172017年年 1 1、充填工艺问题、充填工艺问题 2 2、采矿工艺问题、采矿工艺问题 3 3、成本控制问题、成本控制问题 4 4、安全管理问题、安全管理问题1、充填工艺、充填工艺 充填站自动控制（充填站自动控制（计量装置计量装置） 料浆控制料浆控制 管道输送管道输送（高效采矿方法的原因）（高效采矿方法的原因） 应优化充填站的设计、提高充填站自动化程度，确保减应优化充填站的设计、提高充填站自动化程度，确保减少充填

16、时的人为干预；保证充填设备各装置少充填时的人为干预；保证充填设备各装置（浓度计和流（浓度计和流量计）量计）的准确完好、料浆配比适宜、制浆和搅拌到位、料的准确完好、料浆配比适宜、制浆和搅拌到位、料浆浓度保证、料浆防止出现离析、分层，料浆结构流的保浆浓度保证、料浆防止出现离析、分层，料浆结构流的保持等都需要攻关的问题。持等都需要攻关的问题。 大冶铁矿第一次充填站试车充填料胶结不够理想，其原大冶铁矿第一次充填站试车充填料胶结不够理想，其原因可能是浓度计和流量计量装置不准确，料浆浓度未保证，因可能是浓度计和流量计量装置不准确，料浆浓度未保证，或是搅拌不均匀，或出现离析分层，或脱水过多导致水泥或是搅拌不

17、均匀，或出现离析分层，或脱水过多导致水泥被带走？被带走？ 充填工艺还涉及到许多细节问题充填工艺还涉及到许多细节问题：如堵管处理、充填：如堵管处理、充填管道材质、充填弯管弯度、充填倍线、充填体浓度、管道材质、充填弯管弯度、充填倍线、充填体浓度、充填体强度、充填顺序、充填体接顶、充填井和滤水充填体强度、充填顺序、充填体接顶、充填井和滤水井布置等均有技术含量，特别是充填体接顶和充填体井布置等均有技术含量，特别是充填体接顶和充填体强度更为重要，许多矿山采用高压注浆接顶，采用钻强度更为重要，许多矿山采用高压注浆接顶，采用钻取充填体岩芯方式了解充填体强度。取充填体岩芯方式了解充填体强度。 2 2、采矿工艺

18、问题、采矿工艺问题 充填采矿方法多样，具体采用何种充填采矿，需依据矿充填采矿方法多样，具体采用何种充填采矿，需依据矿体的产状、矿岩地质构造、矿体赋存而定。体的产状、矿岩地质构造、矿体赋存而定。 程潮铁矿程潮铁矿矿体厚大，矿岩较稳固，可采用高效的大直径矿体厚大，矿岩较稳固，可采用高效的大直径深孔空场嗣后充填法或分段空场嗣后充填法；深孔空场嗣后充填法或分段空场嗣后充填法；金山店铁矿金山店铁矿张福山西区矿体较稳固，张福山西区矿体较稳固，1#1#和和2#2#矿体分叉，矿体厚度中等，矿体分叉，矿体厚度中等，采用分段空场嗣后充填法。张福山东区矿体粉矿多，不稳采用分段空场嗣后充填法。张福山东区矿体粉矿多，不

19、稳固，可采用进路充填法和上（下）水平分层胶结充填法。固，可采用进路充填法和上（下）水平分层胶结充填法。 对于不规则的对于不规则的“边角余料边角余料”，可采用单层充填采矿法和，可采用单层充填采矿法和进路充填采矿法。进路充填采矿法。 2 2、采矿工艺问题、采矿工艺问题 对第二步骤回采方案更要重点研究对第二步骤回采方案更要重点研究，以避免过大的，以避免过大的损失和贫化。损失和贫化。 如弓长岭铁矿如弓长岭铁矿4040年代应用过充填法，但在第二步骤年代应用过充填法，但在第二步骤回采时，由于应力加剧，周边充填体自立性不满足要回采时，由于应力加剧，周边充填体自立性不满足要求，矿柱无法回收，造成损失较高。求，

20、矿柱无法回收，造成损失较高。 对第二步骤回采爆破由于周边均为充填体，强度为对第二步骤回采爆破由于周边均为充填体，强度为几个兆帕，爆破时特别要注意减震，几个兆帕，爆破时特别要注意减震，使用逐孔孔底起使用逐孔孔底起爆，爆，如使用高精度的非电导爆管。如使用高精度的非电导爆管。 3 3、成本控制问题、成本控制问题 充填采矿法采矿成本三分之一来自充填成本，而充充填采矿法采矿成本三分之一来自充填成本，而充填成本近一半来自胶结材料。我公司离鄂钢及武钢股填成本近一半来自胶结材料。我公司离鄂钢及武钢股份较近，可探索利用高炉水渣替代部分水泥，其胶结份较近，可探索利用高炉水渣替代部分水泥，其胶结效果更为理想，且充填

21、成本可节省效果更为理想，且充填成本可节省1/61/6。 高炉水渣需先经过水淬处理和磨细，水淬处理产生高炉水渣需先经过水淬处理和磨细，水淬处理产生活性的玻璃质活性的玻璃质SiOSiO2 2，目前安徽草楼铁矿正在实施水渣目前安徽草楼铁矿正在实施水渣替代部分水泥方案。替代部分水泥方案。 3 3、成本控制问题、成本控制问题 另外，目前胶结剂采用高水速凝材料和膏体充填，另外，目前胶结剂采用高水速凝材料和膏体充填，所达到的效果是充填体早强、不离析、不分层、不脱所达到的效果是充填体早强、不离析、不分层、不脱水。水。 焦家金矿采用高水速凝材料，金川二矿区焦家金矿采用高水速凝材料，金川二矿区采用膏体充填，其充填

22、成本均有不同程度下降。采用膏体充填，其充填成本均有不同程度下降。 4 4、安全管理注重点、安全管理注重点 我公司推广充填采矿，安全隐患并不意味着消除或我公司推广充填采矿，安全隐患并不意味着消除或减小，相反由于我公司对充填采矿还处于探索阶段，减小，相反由于我公司对充填采矿还处于探索阶段，更应关注安全隐患，主要隐患如下：更应关注安全隐患，主要隐患如下： 1 1）充填体未接顶、充填体强度不够有可能带来地表）充填体未接顶、充填体强度不够有可能带来地表的下沉，需要在地表和采空区布置监测孔和安置监测的下沉，需要在地表和采空区布置监测孔和安置监测装置。装置。 2 2）采空区作业时的安全，矿块顶板的暴露面积和

23、暴）采空区作业时的安全，矿块顶板的暴露面积和暴露时间问题。露时间问题。 4 4、安全管理注重点、安全管理注重点 3）第二步骤回采的地压控制、应力集中区地压控制，如）第二步骤回采的地压控制、应力集中区地压控制，如底柱应强化支护。底柱应强化支护。 4）采场充填封闭墙的破坏可能导致跑砂和跑泥，如新桥）采场充填封闭墙的破坏可能导致跑砂和跑泥，如新桥硫铁矿硫铁矿1996年年3月充填的采场，月充填的采场，1997年年12月采场封闭墙倒月采场封闭墙倒塌，塌，3000m3的砂浆随积水涌出采场，阻塞了的砂浆随积水涌出采场，阻塞了-230主要巷主要巷道，停产道，停产7天。天。 5）崩落法采矿时留下的高压区对充填采

24、矿的安全隐患应）崩落法采矿时留下的高压区对充填采矿的安全隐患应重点关注，如程潮铁矿井下采场的高压区重点关注，如程潮铁矿井下采场的高压区5采区和采区和8采区。采区。 6）塌陷坑的地表水可能造成的安全隐患）塌陷坑的地表水可能造成的安全隐患。 1 1、重视理论与实践结合、重视理论与实践结合。充填法技术虽说成熟，但在我。充填法技术虽说成熟，但在我公司还很陌生，在管理、技术和操作上只从理论了解，无公司还很陌生，在管理、技术和操作上只从理论了解，无实践经验。要成功用于我公司，需安排少量技术人员，甚实践经验。要成功用于我公司，需安排少量技术人员，甚至操作人员到类似矿山跟班实践，以获得至操作人员到类似矿山跟班

25、实践，以获得“真经真经”。如本如本次大冶铁矿充填站试车时，由于料浆浓度导致充填体未胶次大冶铁矿充填站试车时，由于料浆浓度导致充填体未胶结，这与充填工艺中的浓度计不准有关，但对于使用多年结，这与充填工艺中的浓度计不准有关，但对于使用多年充填采矿矿山的熟练工种来说，通过肉眼就可观察出浓度充填采矿矿山的熟练工种来说，通过肉眼就可观察出浓度的大小的大小。建议将人员到类似矿山跟班作业，并作为公司培建议将人员到类似矿山跟班作业，并作为公司培训计划的一部分训计划的一部分。同时，可请类似矿山的熟练技术人员甚同时，可请类似矿山的熟练技术人员甚至熟练技工现场指导实践。至熟练技工现场指导实践。 2 2、建议将现场技术服务与科研攻关融为一体建议将现场技术服务与科研攻关融为一体，科，科研研偏重于理论偏重于理论（大的方向问题）（大的方向问题），而技术服务侧重于实，而技术服务侧重于实践操作，用于解决现场实际问题，更具有实用性。践操作，用于解决现场实际问题，更具有实用性。建建议成立现场攻关组议成立现场攻关组（选拔人员）（选拔人员），开展技术攻关解决开展技术攻关解决现场出现的问题，如程潮铁矿在阶段自然崩落采矿