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磷礦高承壓含水層下安全高效全尾砂充填采礦技術

2021-6-18 8:09:40 來源:中國礦業報

磷礦高承壓含水層下安全高效全尾砂充填采礦技術適用于礦體上覆高承壓含水層,地表為耕地、旅游景區、交通水利設施等需保護對象下的礦床開采。在對礦體上覆高承壓(水頭壓力≥2.3MPa)含水層規模、含水性、分布范圍,補給、徑流、排泄,礦體充水因素等主要水文地質條件充分認識的基礎上,根據礦巖力學性質及應力變化特性,確定合理的保安礦柱尺寸;在保安礦柱的保護下,采用充填采礦方法,采場采出礦石后,利用全尾砂膠結充填空區,確保地表不塌陷,進而保護含水層,防止地下水進入井下。同時,采用微震監測技術對保安礦柱實時監測,再輔以保安礦柱加固措施,實現高承壓含水層下安全高效采礦的目的。

礬山磷礦西區自采礦以來,先后由“點柱式”改為“垂直礦體走向留設連續間柱的房柱充填采礦法”和“上向水平分層兩步驟充填法”,由于頂板暴露面積大,需要采取大量的支護工作,回采工藝復雜,隨后將采礦方法改為 “上向水平分層進路”以及“分段菱形崩落嗣后充填法”。經過試驗,目前基本確定了適合礬山磷礦礦巖采礦方法:分段菱形嗣后充填法及CT1點條柱進路充填采礦法。西區充填法采礦項目(包括CT1礦體)從2010年7月份開始試驗回采,經過3年多的生產,共回采3個分段,截止到2014年5月,累計回采礦量176.9萬噸。

以上采礦方法設備、人員不直接在暴露面積較大的采場頂板下作業,作業安全條件較好;采用中深孔鑿巖,鏟運機出礦,生產效率高,勞動強度小,采場生產能力大;充填成本小,充填接頂率高、質量好;分段菱形嗣后充填法,能有效防止頂板大面積冒落,較好地控制地表下沉和塌陷,保護了地下水資源和生態環境。

應用“磷礦高承壓含水層下安全高效全尾砂充填采礦技術”,建設河北省礬山磷礦西區充填法采礦項目,使占全礦近2/3資源儲量的西區“呆滯”磷礦資源變為可利用的磷礦資源,盤活磷礦資源量3514萬噸,大大提高了資源利用率;新增60萬噸/年采礦規模(西區),新增磷精礦18萬噸,鐵精礦10萬噸。

項目充填采礦方法開采回采率為90%,比崩落采礦方法提高10個百分點;全礦兩種方法開采回采率平均達到85%,比實際開采回采率提高了5個百分點。礦山采用充填法采礦,全尾礦膠結充填技術處理采空區,最大限度地減少了對礦區生態環境的破壞。推廣應用充填法采礦,可減少尾礦庫占地,減少環境污染,保護礦區地表不塌陷,有利于保護礦區地下水資源,保護生態環境,綜合環境效益顯著。

[本技術選自于自然資源部關于《礦產資源節約和綜合利用先進適用技術目錄(2019年版)》的公告 ,工作支撐單位:中國自然資源經濟研究院]

技術推薦單位:河北省自然資源廳

技術申報單位:河北省礬山磷礦有限公司

網站編輯:宮莉

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