推行充填采矿-实现绿色开采-武钢矿业公司(与“充填”有关文档共41张)

汇报的主要内容

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第1页，共41页。一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势1、上世纪70-80年代采用崩落法采出的铁矿石占地下铁矿总量的90%，空场法10%主要代表：梅山铁矿、弓长岭矿铁矿、镜铁山铁矿、程潮铁矿、金山店铁矿2、上世纪90年代采用崩落法采出的铁矿石占地下铁矿总量的60%，空场法30%，充填法10%3、二十一世纪充填法比例达到25%，且充填采矿呈迅猛的发展趋势

第2页，共41页。一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势充填采矿呈迅猛的发展趋势的原因：1、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、安徽等地的地下铁矿开采基本属于充填采矿。如金岭铁矿（150万吨/年），莱钢的莱芜铁矿、白象山铁矿（规模150万吨/年）。2、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，安徽的李楼铁矿（530万吨/年）上方是良田，均采用充填法。第3页，共41页。一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势充填采矿呈迅猛的发展趋势的原因：3、地表不允许建尾矿库，尾矿必须处理，如安徽的若普铁矿（220万吨/年）。4、安全上的考虑：防止井下泥石流，如草楼铁矿（300万吨/年）地表第四系覆盖层过厚，达120米以上。防止自燃，如新桥硫铁矿；防止过深出现岩爆，如冬瓜山矿。5、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，提高矿石回收率，节约资源，延长矿山寿命。

第4页，共41页。一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势总趋势：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型环保的充填采矿法。趋势的特点：清洁生产无废排放绿色开采资源—产品─再生资源循环流动模式第5页，共41页。二、我公司地下铁矿山采用充填法的必要性1、崩落采矿塌陷区征地拆迁难度大，速度慢，影响正常矿山生产。2008年我公司请示塌陷区和尾矿库征地3930亩，由于征地过多，采用的是化整为零的对策。征地极其艰难，严重影响正常生产：金山店铁矿征地拆迁已延续近十年，现东区仍不能开采；程潮铁矿目前征地范围在-430m开采时的塌陷区范围，所迁居民区又在-500m开采时的塌陷范围建房，到时又要拆迁。

国家对征地拆迁出台的《国有土地上房屋征收和补偿条例征求意见稿》已明确公共利益征地与商业开发征地彻底分开，商业征地政府不再干预，双方自行洽谈，由此征地拆迁更难。第6页，共41页。二、我公司地下铁矿山采用充填法的必要性2、国家重视经济发展方式的转变，强化废物减量化，倡导清洁生产和循环经济我国固体废弃物有1/4是尾矿，且现在每年仍排放尾矿6亿吨左右。我公司每年排放的尾砂300万吨进尾矿库，占用大量土地资源；且风沙、污水造成周边环境污染。另外尾矿库是重大危险源，存在溃坝隐患。

2008年9月8日山西襄汾尾矿库溃坝事故导致277人遇难，直接经济损失近1亿元。第7页，共41页。二、我公司地下铁矿山采用充填法的必要性3、铁矿价格飙升，资源效益明显

2003年国际铁矿石FOB价格18.8美元/吨，2010年价格达到120美元/吨，上涨5.38倍，资源的经济效益明显。我公司三大井下矿山目前拥有铁矿储量3.13亿吨，资源量5000万吨，如采用充填法，采矿回收率提高10%，可多回收铁矿石约3500万吨，相当于又一个目前的大冶铁矿，或6个余华寺采区。而且这些资源不需要另外投资。综上所述，无论从被动还是主动因素，我公司应积极推进采用充填采矿法。

第8页，共41页。2003年至2010年进口长协矿价格趋势第9页，共41页。三、我公司采用充填采矿法的可行性

1、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25—35元/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。通过建立精矿价格与综合效益比较的模块和函数关系式测算以程潮铁矿为例，目前矿石回收率、贫化率分别为80%和21%，采出品位35.5%，原矿规模“十二五”期间将达到340万吨/年。用充填法，矿石回收率、贫化率分别达90%和10%，采出品位可达40%，在保持金属产出量一定的条件下，原矿只需298万吨/年，充填成本按35元/吨，精矿（67%）价格按750元/吨测算，总服务年限内充填法采矿将增加经济效益182562万元，折算到每年4272万元。第10页，共41页。三、我公司采用充填采矿法的可行性

充填法综合经济效益占优势，其主要原因是铁矿价格上涨，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，可测算在精矿价格为516.1元/吨时，充填法与崩落法经济效益出现平衡点，精矿价格低于516.1元/吨时，崩落法占效益优势。具体的测算过程见下表。

第11页，共41页。三、我公司采用充填采矿法的可行性

2、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。

规模能否保证在于以下三个因素：矿块能力设备能力充填能力（程潮三套）第12页，共41页。公司在“十三五”期间可全面推行充填采矿法。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3、目前充填技术的发展可确保地表不塌陷，不沉降。三、我公司采用充填采矿法的可行性六、公司推行充填法的相关建议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；中间所留隔离带矿柱，以后采回防止自燃，如新桥硫铁矿；五、我公司推进充填法需关注的问题三、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三、我公司采用充填采矿法的可行性

3、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），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。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；另外如冬瓜山铜矿、草楼铁矿、张马屯铁矿，金岭铁矿开采时，地表均完好。第13页，共41页。三、我公司采用充填采矿法的可行性

4、尾矿足以充填采空区，废石进塌陷区3,需充填尾砂量为：实际程潮铁矿每年产尾砂量100万吨，只有少量尾矿进尾矿库。（尾砂与井下空场互为资源）同时，由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。（塌陷区变为了容器资源）第14页，共41页。四、充填法推进路线的基本思路

“十二五”期间以充填采矿试点为主。并按充填采矿方法开展下个中段的设计和基建.即在大冶东采-120至-180m、金山店铁矿余华寺采区-270以下、程潮-430m--500m水平西区部分采区作为试点，并在大冶深部开采、金山店-410m以下开采、程潮-500m以下开采按充填法设计和基建。公司在“十三五”期间可全面推行充填采矿法。第15页，共41页。四、充填法推进路线的基本思路大冶铁矿：东采目前在-84m水平，-84m至-108m共有120万吨矿石，预计崩落法生产3.5年，-108m至-120m作为顶板矿柱（采矿方法转换时的隔离带），至2013年开始在东区-120m至-180m采用充填法。预计2017年，-180以下大冶铁矿全采场使用充填法。程潮铁矿：目前采至-377m水平，建议于2013年在-430m至-500m西区部分采区开展充填法试验，该采区的-412m到-430m作为顶板矿柱。-377m至-482m共有矿量3100万吨，崩落采至2018年，2017年开始在-500至-570m采用充填法。482至500作为顶板矿柱。第16页，共41页。四、充填法推进路线的基本思路

金山店铁矿张福山矿区：目前采-326m，至398m共有矿量2400万吨，崩落法采至2017年，从2016年开始，用充填法采410以下矿体。398至410作为顶板矿柱。中间所留隔离带矿柱，以后采回

余华寺矿区：目前采-228m，到-256m水平，矿量110万吨，崩落法采至2013年，从2013年开始，用充填法采270m以下的矿体。中间256至270作为矿柱。与金山店的技术人员交流过（242256）重要节点年份：2013年和2017年第17页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势并按充填采矿方法开展下个中段的设计和基建.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、不脱水。二、我公司地下铁矿山采用充填法的必要性中间所留隔离带矿柱，以后采回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，或是搅拌不均匀，或出现离析分层，或脱水过多导致水泥被带走？五、我公司推进充填法需关注的问题我公司三大井下矿山目前拥有铁矿储量3.3）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。如金岭铁矿（150万吨/年），莱钢的莱芜铁矿、白象山铁矿（规模150万吨/年）。一、我国地下铁矿山开采方法的发展趋势我公司三大井下矿山目前拥有铁矿储量3.五、我公司推进充填法需关注的问题4、安全上的考虑：三、我公司采用充填采矿法的可行性五、我公司推进充填法需关注的问题

1、充填工艺问题2、采矿工艺问题3、成本控制问题4、安全管理问题第18页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题1、充填工艺充填站自动控制（计量装置）料浆控制管道输送（高效采矿方法的原因）第19页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题应优化充填站的设计、提高充填站自动化程度，确保减少充填时的人为干预；保证充填设备各装置（浓度计和流量计）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被带走？第20页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

充填工艺还涉及到许多细节问题：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、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。第21页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

第22页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

第23页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

第24页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

2、采矿工艺问题充填采矿方法多样，具体采用何种充填采矿，需依据矿体的产状、矿岩地质构造、矿体赋存而定。

程潮铁矿矿体厚大，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；金山店铁矿张福山西区矿体较稳固，1#和2#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“边角余料”，可采用单层充填采矿法和进路充填采矿法。第25页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

2、采矿工艺问题

对第二步骤回采方案更要重点研究，以避免过大的损失和贫化。如弓长岭铁矿40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求，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，强度为几个兆帕，爆破时特别要注意减震，使用逐孔孔底起爆，如使用高精度的非电导爆管。第26页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

3、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，其胶结效果更为理想，且充填成本可节省1/6。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SiO2，目前安徽草楼铁矿正在实施水渣替代部分水泥方案。第27页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题3、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，所达到的效果是充填体早强、不离析、不分层、不脱水。焦家金矿采用高水速凝材料，金川二矿区采用膏体充填，其充填成本均有不同程度下降。第28页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

4、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：1）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装置。2）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。第29页，共41页。五、我公司推进充填法需关注的问题

4、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，如新桥硫铁矿1996年3月充填的采场，1997年12月采场封闭墙倒塌，3000m3的砂浆随积水涌出采场，阻塞了-230主要巷道，停产7天。5）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5采区和8采区。6）塌陷坑的地表水可能造成的安全隐患。第30页，共41页。六、公司推行充填法的相关建议

1、重视理论与实践结合。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“真经”。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的大小。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。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。第31页，共41页。六、公司推行