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新疆阿希金矿 全尾砂—破碎废石结构流体胶结充填系统 建设方案设计说明书 长 沙 矿 山 研 究 院 二OO八年七月 1 前言 新疆阿希金矿地下开采设计生产能力为1200t/h，合39.6万t/年,根据矿体赋存条件及开采技术条件，推荐采用小空场回采嗣后充填采矿法及下向进路充填采矿法。 由于采用小空场回采嗣后充填及下向进路充填采矿法，充填作业为正常回采作业循环的核心工艺之一。同时根据矿体产状及矿岩稳定性条件，对充填作业提出了较高的技术要求，具体体现在以下几点： ①生产能力要求较大。在较小的平面范围内必须实现采充作业的高效循环，采充作业不得相互干扰，故充填料的输送不能采用运输车辆或皮带倒运等方式，而只能采用管道输送，即充填料浆必须在地面进行制备，然后通过充填钻孔及井下管网直接输送至采场进路进行充填。 ②充填料进入采场不能脱水。由于矿体及上下盘围岩均不稳固，特别是下盘矿岩接触带极不稳固，矿岩还存在遇水软化而垮塌的现象，所以充填作业必须尽量避免水对围岩的破坏，因此不能采用两相流、水力充填等充填方式，而只能采用膏体充填或结构流胶结充填等方填方式。 ③充填体强度要求较高。小空场回采嗣后充填采矿法Ⅱ步骤回采时，充填体自立高度达到45m，充填体强度需达到1MPa以上，下向进路充填采矿法要求充填体强度达到3.5MPa。 ④要求充填能充分接顶。充分的充填接顶是保证小空场回采嗣后充填采矿法及下向进路充填采矿法安全正常作业的技术关键，否则相邻采场或进路回采后，采场顶板将连成一片而冒落，从而使正常的回采作业无法进行。 2 充填材料选择 根据阿希金矿所处地理位置及内外部开采技术条件，可供选择的充填集料有浮选尾砂、露天剥离废石、破碎废石等。胶结剂则为当地生产的硅酸盐水泥。 ①浮选尾砂。根据选矿工艺流程，原矿经破碎及磨矿后，先进行浮选，从而排出浮选尾砂，浮选尾砂量为1200t/d。浮选尾砂经浓密机浓密后，浓度约30%，尾砂比重2.69 t/m3，尾砂浆容重1.23t/m3，流量约3252.03m3/d，合135.5m3/h。选厂尾砂通过渣浆泵加压后，由管道输送至中间加压泵站加压后，再由泵加压输送至压滤车间进行压滤，尾砂滤饼经皮带输送至尾矿库进行干排。与其它黄金矿山相似，由于未添加有毒有害药剂，浮选尾砂无毒无害，可用于井下充填。 ②露天剥离废石。露天开采剥离大量废石，其岩性既主要为砂岩。由于露天剥离灰岩块度大，无法实现管道输送，所以必须对其进行破碎加工而制成破碎废石。 ③破碎废石。由露天剥离废石破碎加工而成，其最大粒径10mm。由国内外大量生产实例证实，当采用全尾砂充填时，由于全尾砂粒径细小（阿希金矿磨矿细度-200目占81.38%以上），在灰砂比一定时，其强度特别是早期强度相对较低，添加破碎废石可显著提高充填料浆浓度及充填体强度，从而满足采矿方法技术要求。 由上所述，最终选择浮选尾砂、破碎废石作为充填集料，硅酸盐水泥作为充填胶结剂。 从坍落度测定结果可看出，全尾砂破碎废石充填料浆浓度为80％及以上时，坍落度小于17.5cm，充填料浆呈干硬性，无法进行管道输送。而浓度为76％～80％时，坍落度为24.5～17.5cm，只有采用活塞泵加压方可进行管道输送。当浓度在74％及以下时，坍落度为25 cm以上，料浆流动性良好，可实现管道自流输送。同时由于人工砂的粗骨料作用，充填体强度也比全尾砂充填体强度高，由此选用全尾砂+破碎废石做为充填料，制备输送浓度设定为72～74％，相应的坍落度为25～26cm。 3 充填系统工艺流程 3.1 充填方式选择 根据矿体开采技术条件及采矿方法对充填的技术要求，只能选用膏体充填或结构流体胶结充填。膏体充填浓度更高，同等灰砂比时充填体强度高，但充填料浆输送阻力大，为了实现管道输送，需采用液压双缸活塞泵加压，这不但大幅度加大了充填系统投资，同时更增大了系统运行的风险性，充填能力受到输送泵的制约，系统操作管理复杂，系统可靠性差。而结构流体胶结充填浓度稍低于膏体浓度，达到相同充填体强度时水泥用量有所增加，但系统流程大为简化，充填料浆流动性大大改善，从而可实现自流输送，系统建设投资大幅降低，操作管理简便，充填能力可得到保证，从而系统可靠性高。 综合充填材料选择结果，推荐采用全尾砂——破碎废石结构流体自流输送充填方案。 3.2 充填系统工艺流程 根据所选用的充填材料及充填方式，充填系统由全尾砂供料线、破碎废石加工储存给料线，水泥储存给料线、补给水（调浓水）给料线、充填料搅拌输送线、自动控制系统等子系统构成，现分别描述如下： 3.2.1 全尾砂供料线 根据结构流充填料浆中-20μm含量不低于15%的要求，充填料中需添加部分全尾砂，由于阿希金矿磨矿细度小，所以全尾砂与破碎废石重量比取3∶7。 全尾砂添加方式有以下几种：其一为将全尾砂滤饼运至充填