金川充填系统考察报告

1、金川矿业充填系统考察报告2011年4月15日金川集团充填系统考察报告山东黄金集团有限公司东风矿区采选2000t/d工程拟采用钻孔充填，钻孔深度达690m，考虑充填钻孔深度大，国内没有先例，如何控制充填钻孔偏斜率、选择充填管路材质、充填料下放过程中如何减压是设计的重点和难点，针对上述问题，由东风项目部组织，东风项目部与烟台设计研究工程有限公司组成考察团。考察团历时3天，到甘肃省金昌市金川集团龙首矿区进行了实地考察。一、考察团成员东风项目部：李德江工程公司：杜日胜、于树二、考察主要内容 充填工艺流程、充填管路材质及磨损解决方案、深井充填压力解决方案金川集团简介金川集团有限公司(简称金川公司)，英文

2、名称：jinchuan group ltd.，是采、选、冶、化配套的大型有色冶金、化工联合企业。位于中国西部河西走廊的工业城市甘肃省金昌市，矿区地势比较平坦，海拔高度为1500米至1800米，属温带大陆性气候。公司生产镍、铜、钴等稀有贵金属和硫酸、烧碱、液氯、盐酸、亚硫酸钠等化工产品以及有色金属深加工产品，已形成年产镍15万吨、铜40万吨、钴10000吨、铂族金属8000公斤、金8吨、银150吨、硒50吨及150万吨无机化工产品的综合生产能力。镍和铂族金属产量占中国的90%以上，是中国最大的镍钴生产基地，被誉为中国的“镍都”。 金川镍矿是世界著名的多金属共生的大型硫化铜镍矿床之一，发现于195

3、8年，集中分布在龙首山下长6.5公里、宽500米的范围内，已探明的矿石储量为5.2亿吨，镍金属储量550万吨，列世界同类矿床第三位，铜金属储量343万吨，居中国第二位，近年来的地质勘探成果表明金川镍矿的深部、边部及外围具有良好的找矿前景。金川矿石还伴生有钴、铂、钯、金、银、锇、铱、钌、铑、硒、碲、硫、铬、铁、镓、铟、锗、铊、镉等元素，其中可供回收利用的有价元素有14种。公司下设龙首矿，二矿区和三矿区，三个生产矿区。龙首矿于60年代初开发，矿藏镍金属量占金川矿区的17%，采用竖井-平巷开拓系统和下向高进路胶结充填采矿法（铲运机出矿），现年生产能力143万吨。二矿区是公司的主力矿山，1966年开发

4、，主体矿山，镍金属量占金川矿区的74%，主要采用:竖井-斜坡道平巷开拓和机械化下向分层水平进路胶结充填采矿法。现年生产能力315万吨。三矿区1965年初开始基建剥离，1990年采场闭坑，转入地下开采。采用自然崩落法,成本低,可经济地大规模开采贫矿，现年出矿能力66万吨。金川集团充填系统金川镍矿处在“富、大、深、碎”的复杂矿岩条件下，全部采用胶结充填采矿法开采，是国内最早采用管道自流输送料浆胶结充填工艺的矿山。金川镍矿在四十多年的发展过程中，与多家科研院所合作，在矿山充填技术、工程设计、生产应用等方面进行了大量的试验研究，期间不断改进和完善，达到世界先进水平。金川镍矿下设的三个矿区共有多个充填站

5、，与目前东风矿区所遇到的技术难题较类似的是龙首矿区，故本次主要对龙首矿区充填站进行考察。1）龙首矿区充填系统概况：龙首矿区共有东、西两座充填站，均建于地表。西部充填站主要负责+1340m以上矿体充填任务。东部充填站主要负责+1340m至+1220m之间矿体充填任务。东部充填站距充填最底工作面垂直深度约500m，经+1408m、+1280m、+1220m三段水平充填道至充填工作面。2）充填工艺流程：龙首矿区东部充填站由金川镍钴研究设计院和自动化研究所联合设计，该系统采用了A-B公司PLC-SLC500及智能化仪表进行自动化控制，砂浆输送采用内衬陶瓷耐磨钢管，该充填站充填能力为100m3/h。充填

6、站设卧式砂仓一座，1000t立式水泥仓两座。外部运来的尾砂，堆存于2000m3卧式砂仓内，外购散装水泥由水泥罐车运来直接吹入水泥仓储存。用于胶结充填的材料主要有-25mm细石、-3m棒磨砂、与棒磨砂粒度相当的河砂、-5mm冶炼水淬砂，目前已不用水淬砂，骨料为棒磨砂及部分河砂。砂仓内尾砂通过抓斗将尾砂送至1#、2#、3#圆盘给料机，经给料机下部振动筛过筛后通过1#皮带运至充填站内4#圆盘给料机，最后通过2#皮带卸入2000mm×2100mm高浓度搅拌槽制砂浆。砂仓外部砂仓内部水泥仓振动筛1#皮带4#圆盘给料机及2#皮带水泥仓内水泥通过下部的螺旋给料机送至灰浆搅拌桶内制浆，最终泵送至砂浆

7、搅拌桶内。充填灰砂比（水泥：尾砂）配比通过电子自动计量装置进行调节。充填站设有储水池，水池内的水通过水泵加压后用于造浆和清洗管道。水泥、尾砂和水在搅拌桶中搅拌成料浆后自流至井下采空区充填。在钻孔底部和充填管路的中部加设压力表，监视管路的压力变化情况。钻孔底部设事故阀。充填站设有除尘系统和事故处理池。储水池流量计自动控制及监视东风矿区充填方案可借鉴的成果通过实地考察、咨询相关专家及现场操作工人，本次考察顺利完成，下面针对东风矿区所遇到的技术问题与本次考察结果相对应阐述。一、 充填工艺流程通过本次对金川集团龙首矿区的考察，可以确定目前东风矿区所选用的充填工艺流程是技术成熟，安全可靠的。二、 充填管

8、路材质及磨损解决方案目前金川公司所采用的充填管路为内衬陶瓷耐磨管，每条充填钻孔的使用寿命为22-30万m3。根据该公司多年经验，减轻管路磨损的方法有：充填钻孔内径以250-300mm为宜，料浆在垂直落下时，由于管径较大，相对减轻了料浆与管壁的直接冲击摩擦。保证钻孔垂直度，垂直度越高，管壁受摩擦较为均匀，磨损程度较轻。钻孔管壁后注水泥浆为525#，油井水泥，浓度75%-80%，厚度150mm，采用高压固井技术，强度大于15MPa。高强度水泥浆形成的圆形通道耐磨性更好。在垂直钻孔底部安装事故排浆阀，遇到充填管路全线堵塞事故时，首先将事故阀打开，方便钻孔里的料浆靠自重或敲击管壁而排出，避免钻孔堵塞。充填弯道段磨损较为严重，需采用加大弯管曲率半径或采用特制加厚耐磨弯管解决。同一输送管道，应尽可能保持管径一直，遇到局部加大或变小管径时，必须以变径管来实现，不可突变，否则容易发生堵管事故。三、 深井充填压力解决方案目前金川公司所采用充填管路垂直深度为500m左右，通过三级平管减压将砂浆输送至充