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Ta r a铅 锌 矿 [ 文章编号]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 O O 0 4 0 0 4 5 0 4 Ta r a铅 锌 矿 位 于爱 尔兰 都 柏 林 郡 西 北 5 0 k in， 为欧 洲 最 大 的地 下 铅锌 矿 ， 年采 矿 量 1 5 0万 t 。矿 山地 下 开 拓工 程 1 9 7 2年 开 始 ， 地表设施 1 9 7 5年始建 ， 矿山 1 9 7 7年投产 主要 股 东 Ou t o k u mp u公 司 。 主要 产 品 锌 精 矿 ， 少 量铅精矿 。产 品销往欧洲 。 T 一 I 丁 2 - T a r a 矿 1 9 9 1 ～2 0 0 1 年储量 、 产量及 生 产指标 含 预计数 如 表 1所 示。据分 析 ， 1 9 9 7 年以来 Tar a矿产量下 降。其原 因是劳 资谈 判未果 ， 人员缺 勤 ， 致 使矿 山产量仅维 持 原生 产能力 的 6 0 ％。 T a r a 矿矿体呈多透镜状 ， 赋存在石炭纪 表 1 1 9 9 1 2 0 0 1年储 量 、 产量 及生 产 指标 的白云石灰岩中。成矿作用表现为闪锌矿和 方铅矿其铅锌比为 5 1 。矿体走 向 N E， 走向 长 7 0 0 m， 埋 深 9 0～ 3 0 0 m， 沿 倾 向 可 扩 展 9 0 0 m， 厚度 1 0--8 0 m， 倾 向 2 0 --4 0 。 。 矿山为斜坡道竖井联合开拓 ， 分段胶结 充填法采矿。坑内设粗碎破碎站 ， 选厂碎磨 ， 先选铅 ， 再选锌 ， 精 矿脱水 干燥后装船 外运 。 Ta r a 矿 固位 于 Na v a n镇 人 口 1 6万 的周围， 有农业、 渔业 ， 环保要求极严格。矿 区的环保工作早在建设前 的 1 9 7 1 年就 已开 始， 投入的人力物力檑 当可观 。 矿山开拓系统 矿山建有副井 、 主井及斜 坡道各一条。副井三间隔， 木支护 ， 井 口尺寸 6 2 8 m 2 ． 2 1 m， 用 作 提 升 人 员 、 废 石 ， 1 9 7 3 年 7月开 始施 工 ； 主提升井直 径 5 0 3 m， 混凝 土衬 砌 ， 1 7 t双箕 斗 ， 用 作 提升 矿 石 ， 1 9 7 7年 4胄 完 工 ； 斜 坡 道 ， 断 面 5 ． 5 m 3 5 m， 坡 度 2 O 。 ， 用作进入矿体的通道。 巷道 掘进 及采 准 包括 主巷道凿 岩 ， 爆破 出碴 、 撬毛 、 锚 固、 悬 吊风水 管 线 和形 成工 作 I ， 一 玎 ． S ／ 、 一 皇 一 墨 ～ 维普资讯 有色矿山 2 0 0 0燕 面。人行天 井 标准 尺 寸 1 5 m 1 5 m． 长 1 O ～ 2 0 m； 风 道 、 矿石 溜 井 、 废 石 溜 井 断 面 达 2 5 m2 ． 5 m。典 型 的 巷 道 断 面 3 7 m 4 0 m， 三臂 凿 岩 台车 配 风 动 凿 岩 机 ， 钻 头 直 径 3 8 mm， 钻杆长 3 5 m， 铵油 炸药爆 破 有 水 孔用条状 胶质 药 包 。6 或 4 m 铲运 机 出 碴或再 由汽车倒运 至矿石溜井 ， 每循环 8小 时。1 9 8 4年掘进 成本 3 6 0英 镑／ m， 其 中 1 5 7 英镑为移动设备， 1 0 5 英镑为材料 ， 9 8 英镑为 工资。使用桁架升降机进行岩层锚固， 通 常 安装机械涨壳式锚杆或树 脂 锚 杆 ， 必 要 时 也安 装金属 网。掘进总成 本 3 ． 7 8英 镑／ t 矿 石 。掘 进 效 率约为 0 8 8 n 4 人 班 ， 年 掘 进 量 2 1 3 0 0 m 折断面 3 ． 7 m4 ． 0 m巷道 。 回采和矿柱 回采 通常矿房在脉内沿走 向布置 ， 这样减少 下盘脉外工程量 。矿房宽 度取 1 2 ． 5 m， 矿柱宽类似。房柱间隔布置 ， 二 步回采 ， 先采矿房， 充填后再采矿柱。矿房长 度 随矿体 边 界结 构 特性 和 运输 巷 道 变化 ， 在 5 0 --1 0 0 m， 高度 也 在 1 5～8 0 m， 有 些 地 方更 小 。 采矿方法原则上定为分段充填采矿。分 段高度 1 5 m。从采场下盘巷道垂直矿体掘进 联络 道 ， 然 后 在 之 上 1 5 m， 掘 进顶 部分 段 巷 道 ， 并沿采场宽度切顶 ， 布网、 锚固。再 由两 水平间进路端部掘进切割天井 ， 沿矿体宽度 拉切割槽。在顶部分层用移 动 式 分 段 凿 岩 机 进行分段凿岩 ， 重直孔孔经 5 7 m m， 排 距 2 l m， 抵抗 线 1 ． 8 m 或 2． 1 m。爆 破 时经 邻近进路通风 ， 爆破后 由铲运机经采场下盘 巷道出路用活动臂进行人工撬毛。矿房回采 后 ， 在顶部分段巷道进行水砂胶结充填 。下 部水平巷道排水 ， 养护。再进行下一 回采循 环 。 矿房从切割槽 向后爆破 ， 无线 电控制 的 6 铲运机 出矿 能使 采 场 安 全装 矿 ， 人 员 不 进入采场， 在锚 固的进路中遥控铲运机操作 。 矿体厚度小 于 1 0 m时采 用的一种 变形方案 是在下部横巷钻凿 5 7 iNn或 7 6 ra m 的上向倾 孔 ． 改善上盘 的爆破 效果 。 小直径 5 7 mm 凿 岩 的 成 本 为 2 ． 5 4英 镑／ n 1 ， 包 括工 资 1 0 8英镑 ， 设 备材料 1 ． 4 6英 镑 ， 采 场凿岩效率约 为 5 5 t ／ m。 矿柱 回采与矿房 回采 大致相 同 应 注意 一 次回采 后 ， 有 结构 弱 面 ， 形 状 不 规 则 ， 爆 破 振动破 坏充填 体后 ， 可 能发 生贫 化。将 原 1 5 0 ram 的潜 孔 凿 岩 改 为 1 0 0 iNn孔 经 ， 保 护 充填体。1 0 0 m m 孔的凿岩成本 总计 5 5英 镑／ m， 凿 岩效率为 1 5 t ／ m。 孔径 5 7 mm 的爆 破 孔 ， 装 铵 油 炸 药 或胶 质条状药包 ， 为保证附近民房安全 ， 每次装药 量 1 5 0 k g ， 个别 处 1 5 k g， 质量速 度峰值不 超过 7 ． 6 2 mini s 。非 电起 爆 一 个 矿 柱 的矿 量 9 5 万 t ， 炮孔 1 0 7个 ， 引爆时 间 2 ． 2秒 ， 导爆索 2 1 6根 ， 生产爆破量较小 ， 薄矿体双排环形孔 为 3 0 OO --4 0 0 0 t ， 炸 药单 耗 0 ． 1 8 --0 2 5 k g ／ t 。 矿房矿 柱 的爆破 成本 0． 5 7英 镑／ t 。 矿石 运 输 用 4～6 铲 运 机 ， 2 5 t汽 车 将矿石至溜井或直接运至破碎机。井下设破 碎站 ， 用颚式 破 碎 机 将 矿 右 破 碎 至 一 2 0 0 mm。破 碎 仓 容 积 3 5 0 0 t 。箕 斗 提升 矿 石 运 到地表 矿仓 3 5 0 0 t ， 提 升 机 最 大 提 速 8 7 s ， 一循环 7 3秒 。 矿山动力供应 电力供应源至 l l 0 k V电 网 ， 到 内部 变 电站 减 至 6 6 0 0 V。供 风 由 3台 At l a s C p o o E R 9往返式空 压机 和 两 台 I n g e r s o i l R a n d离 心 式 空 压 机 ， 总 计 供 风 量 9 1 0 0 s 。 充 填 用选 厂分级 尾砂 充填矿房 ， 尾砂 经 地表管线和输送钻孔输送 ， 选厂尾砂利用率 约 5 5 ％。矿房充填时 ， 水泥与尾砂 比根据暴 露面积大小确定 1 1 5 ～1 4 0 ， 并部分使用 了掘 进 和 地 表 废 石 。年 充 填 量 分 级 尾 砂 1 0 5万 t ， 水泥 2万 t ， 掘进废石 3 0万 t 及 地表 废石 1 3万 t 。 在试 验室连续 进行 质量控制 和试验工 作。监测 日 渗滤速度 ， 分析充填物料粒度 ， 测 试 充填体 的即时强度或未 来 强度 。渗滤 速度 维普资讯 第 4期 T a r a铅锌 矿 4 7 随旋流器性能而变化 ， 通常为 7 5 ～1 5 c m J h 。 充填成 本 0 ． 8 3英镑 ／ t 矿石 。 岩石力 学研 究 和 地层 控 制 矿 体 赋 存 的 石灰系列 P a l e B e d s 的内应力较低 ， 但岩体弹 性模量 、 抗压强度、 抗拉强度高 ， 分别为 6万 MPa 、 1 6 0 MP a和 2 0 MP a 。在 选 定 的 采 矿 区 段用多锚杆金属丝伸长仪进行岩体监测， 锚 杆在上 盘专 门钻 凿 的钻 孔 中 间隔安 装 ， 用 压 力仪确定采 空 区的压 力 变 化 ， 用 电 阻剪 切 片 定 位上 盘可 能 出现 的断 裂 点 。通 常 ， 采 场凿 岩巷道一类的短期支护使用涨壳式锚杆 ， 锚 杆长 1 ． 8 m和 2 ． 4 m， 直径 1 4 ra m； 有爆破振动 的采场切割槽、 溜井、 主运输巷道等永久支护 使用树脂锚杆 ； 回采矿柱或上盘要求稳 固性 支护的岩层用水泥注浆金属网的锚索支护。 地层控制测量费用 0 ． 4 5 英镑／ t 仅用于劳动 力和材料 ， 支护量 3 0 0 0 0 根／ 年， 加 固木锚杆 4 0 0 0 0根／ 年 ， 锚索 2 0 0 0 0 i n 。 通风 井下有两个通风机站 ， 每机站安装 2台轴流 式风机 ， 能力 1 1 8 m j ／ s ， 总计上风能 力 4 7 2 m3 ／ s ， 压 力 l 8 k P a 。 l 风 机站 在 1 4 0 5 水平的保安矿柱 中， 2 机站 在矿山东端 ， 用 于东端 上 部 的 回 采 作 业。 通 风 口 直 径 3 ． 6 6 m， 每条出风扩散道均配备用扇 ， 并使用 消音器保持噪音不高于 4 5 d B A。斜坡道作为 进风道 ， 新鲜风流 由此进入主运输巷道和采 场 ， 然后经巷道端头的调节风门吸人迎风道。 二级控制靠风门、 挡风墙和采空区内的隔墙。 采准巷道使用辅扇 ， 通风 量为 1 2 m ／ s ， 压力 2． 5 k P a 。 矿井排水 矿井水经排水井汇集于下部 水平， 然后过滤、 澄清后用水泵和泥浆泵扬到 地表。总排 量 9 0 s ， 其 中 7 0 ％为地 下水 ， 1 5 ％为充填滤水 ， 1 5 ％矿 山设备用水。井下 水槽 1 5 m1 5 m， 深 9 m， 上 置 8块 分 层 平 板 沉淀浓缩机 ， T a r a 矿第～次在井下用平板浓 缩机取代传统的圆浓缩机 ， 平板机工作效率 高 、 维修量少、 清水水窝容积 2 o o o m ， 澄清水 由两 台 6段 泵 泵 出 ， 总 动压 头 4 1 6 m， 泥浆 泵 泵出泥浆固体 一 2 mm， 汲水高度 4 0 6 m。 矿 山设备见 表 2 。 袅 2矿 山设 备 表 矿石处理 选厂设计能力 6 8 0 0 t ／ d ， 周作 业 7天。选矿成本 5 ． 5 6 英镑／ t 精矿 ， 成本构 成见表 3 。 表 3 选矿成本 1 9 8 4年 1 ～1 0月 流程简述 矿 石在井下破碎后提升到地 表粗矿仓 ， 然后给矿至二次破碎和磨矿 。二 段湿式磨矿 ， 浮选， 先选出铅精矿 ， 再选 锌精 矿。每种精矿均经浓缩、 过滤脱水。 地表 原 矿 仓 容 积 3 5 0 0 0 t ，一2 0 0 ram 粒 度 ， 筛分后 4 0 mm进入第二次破碎 ， 二次筛 分后 4 0 mm进第三次破碎。 一4 0 m m 送入 粉矿仓 和调节仓 。破碎 能力 4 0 0 t ／ h 。在操 作 维普资讯 有色矿山 2 0 0 0正 室 内操作 仪表 和 自控 设 施 。开路 棒 磨 ， 旋 流 器溢 流 经 闭路 球 磨 。棒 磨 粒 度 为 1 8 ran t 占 8 0 ％ ， 溢 流 为 一0 ． 0 7 4 mn l 占 6 0 ％ ． 磨 矿循 环 亦有 仪表监 测 负载 变 化 ， 超 载 时设 备 自行 停 车 ， 球磨 机 与润滑泵联锁 ， 棒磨 供矿皮带 系统 与棒磨驱 动联锁 。 浮选铅 将 硫 化锌 和 氰化 钠 加 入磨 矿 循 环作 为闪锌 矿 和黄 铁 矿 的抑 制 剂 ， 钠异 丙基 黄原 酸盐作 为方 铅 矿捕 收剂 ， 甲基 异丁 甲醇 用作 起泡剂 。 浮选锌 在铅 扫选 尾矿 中加入硫 酸铜 ， 活 化 闷锌 矿 ， 需 平 衡 锌 浮选 的 p H 值时 加 入石 灰 钾戍基黄药用作闪锌矿的捕收剂 甲基 异丁甲醇作起泡剂。扫选精矿返 回条件槽 ， 粗精矿进球磨和旋流器 系统闭路再磨 ， 而后 进行 三段 精选 。 浸出 为减少锌精矿中白云石的含量 ， 在 三个胶衬容器中浸出锌精矿 ， 加入硫酸 ， 精矿 中白云石被 溶解 ， 锰在溶 液中形成 硫酸锰 ， 碳 酸钙溶解 随二 氧化 碳 的放 出沉 淀 为 硫 酸钙 。 浸出物在第三槽中与浮选 的精矿 中和。 精矿脱 水 铅精矿 泵 至浓 缩机 ， 溢 流返磨 矿 回路 。底流 泵 至缓 冲池 ， 加 入 化学 剂 后 到 圆盘 过滤器 。滤饼 经传动 皮带传送 到 圆筒 干 燥机。滤饼含水 1 2 ％， 干燥后为 7 ％， 干燥精 矿送 至 4 o o 0 t 精矿 仓 。 浸出的锌精矿 与上述类 似 ， 但设 备 更大 。 滤饼含水 1 5 ％， 干燥后为 9 ％， 干燥后的锌精 矿存入 2 0 0 0 0 t 的精矿贮仓。 铅锌精矿在都柏林港 口外运。 选矿设 备见 表 4 。 人员配置 采选合计 5 7 1 人。其中矿 表 4 T a r a 矿 选矿 设 备 山 4 8 2人， 包括矿工 2 1 1 名 ， 管理和矿 山工 程技术人员 1 6 0名、 地质人员 1 1 1 名 ， 选厂 8 9人 。 环境保护 T a m矿 的环境保护工作 自开 采前开 始 ， 伴 随开 采一 直 进行 。矿 山周 围约 有 1 0 0处住 宅 ， 4 0 0～5 0 0人 ， 附 近 的城 镇 人 口逾 1 5 0 0 0人 ， 三分之二的人员是新迁入的 就业或服务人员。矿区周围非城镇区域为密 集的谷物、 马铃薯等耕种地 ， 牛奶 、 牛 肉、 马的 生产地 ， 另外 B l a c k wa f e河流过矿体上方 ， 流 入 Na v a n镇 的 B o y n e河 ． B o y n e河 为有 商业 价值的渔场。T a r a 矿对 大气 、 土壤蔬菜、 水 体和噪声进行采样 ， 记 录和分析。1 9 9 1年噪 声监测投 入 9 0 0 0 0英镑 。选 厂破碎站 附近安 装的湿式收尘洗涤设施 ， 费用 2 7 5 0 0 0英镑 。 尾矿 坝复 垦再植 ， 1 9 9 0年沿 尾矿 西坝 成 功种 草约 珀 英亩 ， 1 9 9 1年春秋在废渣和砂堆区 域又成功种植 5 0英亩植被 维普资讯