磷矿高承压含水层下安全高效全尾砂充填采矿技术

2021.06.17   

磷矿高承压含水层下安全高效全尾砂充填采矿技术适用于矿体上覆高承压含水层，地表为耕地、旅游景区、交通水利设施等需保护对象下的矿床开采。在对矿体上覆高承压（水头压力≥2.3MPa）含水层规模、含水性、分布范围，补给、径流、排泄，矿体充水因素等主要水文地质条件充分认识的基础上，根据矿岩力学性质及应力变化特性，确定合理的保安矿柱尺寸；在保安矿柱的保护下，采用充填采矿方法，采场采出矿石后，利用全尾砂胶结充填空区，确保地表不塌陷，进而保护含水层，防止地下水进入井下。同时，采用微震监测技术对保安矿柱实时监测，再辅以保安矿柱加固措施，实现高承压含水层下安全高效采矿的目的。

矾山磷矿西区自采矿以来，先后由“点柱式”改为“垂直矿体走向留设连续间柱的房柱充填采矿法”和“上向水平分层两步骤充填法”，由于顶板暴露面积大，需要采取大量的支护工作，回采工艺复杂，随后将采矿方法改为 “上向水平分层进路”以及“分段菱形崩落嗣后充填法”。经过试验，目前基本确定了适合矾山磷矿矿岩采矿方法：分段菱形嗣后充填法及CT1点条柱进路充填采矿法。西区充填法采矿项目（包括CT1矿体）从2010年7月份开始试验回采，经过3年多的生产，共回采3个分段，截止到2014年5月，累计回采矿量176.9万吨。

以上采矿方法设备、人员不直接在暴露面积较大的采场顶板下作业，作业安全条件较好；采用中深孔凿岩，铲运机出矿，生产效率高，劳动强度小，采场生产能力大；充填成本小，充填接顶率高、质量好；分段菱形嗣后充填法，能有效防止顶板大面积冒落，较好地控制地表下沉和塌陷，保护了地下水资源和生态环境。

应用“磷矿高承压含水层下安全高效全尾砂充填采矿技术”，建设河北省矾山磷矿西区充填法采矿项目，使占全矿近2/3资源储量的西区“呆滞”磷矿资源变为可利用的磷矿资源，盘活磷矿资源量3514万吨，大大提高了资源利用率；新增60万吨/年采矿规模（西区），新增磷精矿18万吨，铁精矿10万吨。

项目充填采矿方法开采回采率为90%，比崩落采矿方法提高10个百分点；全矿两种方法开采回采率平均达到85%，比实际开采回采率提高了5个百分点。矿山采用充填法采矿，全尾矿胶结充填技术处理采空区，最大限度地减少了对矿区生态环境的破坏。推广应用充填法采矿，可减少尾矿库占地，减少环境污染，保护矿区地表不塌陷，有利于保护矿区地下水资源，保护生态环境，综合环境效益显著。

[本技术选自于自然资源部关于《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录（2019年版）》的公告 ，工作支撑单位：中国自然资源经济研究院]

技术推荐单位：河北省自然资源厅

技术申报单位：河北省矾山磷矿有限公司


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