极薄矿脉开采中的残矿回收.pdf

年 g 极薄矿脉开采中的残矿回收 7 i7 j 。 中南工业大学 l 摘要】 分析了 我国急倾斟极薄矿脉开采中普遍存在的技术向题．并 通过石嶂钨矿，铜山 蠡 } 铜矿 红岭钨矿、珊瑚锡矿4 崖矿山的技改实例，提出了解决伺题的途径． 关键词 墨 ， 竖 l 我国急倾斜极薄矿脉开采的 现状及存在的问题 急倾斜极薄矿脉在我国金属矿床中占有 一 定比例，特别是在钨 ，铝 、锡，锑及金， 银矿床 中占有较大比例。这类矿床一般属岩 浆热液充填矿床，矿液沿岩层 裂 隙 充 填而 成，因此，采矿技术条件特别复杂。 自5 0 年 代以来，我国开采急倾斜极薄矿脉的矿山绝 大多数采用浅孔留矿法开采，其应用比例高 达8 0 以上。进入8 0 年代，开采此类矿脉的 矿山普遍陷入 了前所未有的困境，主要表现 在企业经济效益差，资金严重短缺|设备 陈 旧老化，采掘失调，备采矿量严重不足， 企业 富余人员多，营业外开支负担过重等。 造成这种困难局面的原因是多方面的，但下 述的技术因素也是造成我国急倾斜极薄矿脉 矿山经济效益低的重要原因之一。 1 长期以来，由于使用单一的浅孔 留矿法开采，很难适应倾斜极薄矿脉矿床复 杂多变的采矿技术条件，造成这类矿床中的 倾斜，缓倾斜极薄矿脉部分 围岩条件差，并 且倾角变化大的急倾斜薄矿脉长期滞留在上 部中段 ，不能及时回采} 2部分企业领导只 注重短期效益， 将矿床 内的高品位及厚大矿体超前开采，致 使矿床上部留下大量超极薄 0 ． 1 ～0 ． 2 m 和低品位矿脉无法开采j 3出于矿脉采矿技术条件复杂，加 曷 7 之矿山在生产管理等方面存在的问题，采用 留矿法开采时，很难有效地控制采幅，导致 出矿贫化率很高，有的高达8 0 以上，严重 影响了企业的经济效益， 4 由于企业经济效益差，资金严重 短缺，无法大量投入深部掘进工程，致使掘 进欠帐，采掘失调，形成 了企业生产 中的恶 性循环。 面对急倾斜极薄矿脉矿山存在的这些问 题，进行了一些科研实践，通过对部分盘业 的技术改造，获得了一些成功的经验。 2 加强技术改造提高矿山的 经济效益 1 9 8 8 年以来，分别在广东石人嶂钨矿、 红岭钨矿，湖南的铜山岭铜矿及广西平挂矿 务局的珊瑚锡矿等具有上述问题的矿山进行 了技改试驻研究，并取得了一些试验成果。 2 ． 1 石人嶂矿区北组倾斜极薄矿 脉 开采试 验研究 该组矿脉倾角5 5 ～6 3 。 ，局部矿 段 倾角 小于5 0 。 ，矿脉 平 均厚 度 0 ． 5 1 m，摄 薄 处 0 ． 1 m。围岩为砂质 板 岩，底 板 较 稳 固． f 8 ～1 2 ，顶板 围岩 因受构造影响，小断层 及节理较发育，有的弱面中含有泥质，破坏 了顶板围岩的稳定性 。 由于该组矿脉的采矿技术 条 件 较 为复 杂，特别是该矿脉倾斜，不适合用留矿法回 采，多年来一直未找到合适的采矿方法，致 有色矿 山 【 9 盯． 5 维普资讯 使矿区的中组、南组矿脉开采 的标高已下降 到4 1 0 m水平，而北组矿脉的开 采 标高尚留 在6 3 8 0 7 8 1 ,i 1 水平，回采高差 2 0 0多米 。这 样就严重地影响了矿区各组矿脉之间采矿顺 序 的协调，给矿区的生产管理造成 困难 。为 此，中南工业大学和石人嶂钨矿共同商议在 该矿 区北组V 倾斜矿脉 5 0 0 矿块进行 了采矿 方法的试验研究。 矿块使用分采充填法进行试验，回采由 下至上分层进行，分层高度 1 ． 5 ～2 ． 5 m，先 采矿脉后采围岩。分采矿脉之前，先在前一 分层分采的围岩上铺设5 c m厚的混凝土隔离 层 。崩 落矿石后人工出矿，为节省劳力，减 少采场内的水平运搬距离，在矿块 中布置三 条顺路溜井，采矿方法的布置如图 1所示， 试验矿块的技术经济指标如表 1 所示。 图1 石人嶂钨矿试验矿块采矿方法示意图 t 一上中段平巷}2 一下中段平巷}3 一顺路天井J d 一顶柱l 5 一中央 最井j 6 一顺 路无井j T 一底柱J 8 一充填度 石J 9 一混壤土隅屠 裹1 石人嶂5 0 0 试验矿块技术经济指标 试验矿块使 用分采充填法回采，使采下 来的大量废石留在采场内充填采空区，既作 为继续上采的工作台，又降低了出矿贫化， 提高了出矿品位。此外，由于在回采过程中 采空区得到及时处理，改善了回栗时的安全 条件，减少了矿石的损失率。 很显然，石人蟑矿区北组矿脉使用与试 验矿块相同的分采充填法回采，可缓解矿区 采掘失调的矛盾，减轻矿区 深 部 掘 进 的压 力，理顺各中段 的开采顺序 。因此 ，该矿 已 在石人嶂和梅子窝两坑口推广使用这种采矿 方法。1 9 9 0 年推广率达5 O ％以上。据测算， 仅石人嶂矿区北组矿脉使用分 采 充 填 法回 采，就刨工业产值1 3 0 8 ． 9万元， 实 现 利润 5 3 9 ．5 万 元。 2 ． 2 铜 山岭有色矿猫崽湾矿区倾 斜 极薄 矿脉开采试验研究 铜 山岭有色矿猫崽湾矿区的倾斜极薄矿 脉群是该矿主要的生产矿区，其保有工业储 量达8 O 万 t ，占全矿的8 O ％。矿床 内矿体的 倾 角4 0 5 0 。 之间，周岩 主要为大理 岩 或大 理化灰岩，矿岩均稳固，f 8 ～1 O ，最小矿 脉间距3 N5 m，矿脉厚度大都在 l m以下。矿 脉上盘有较大的含水构造，特别是矿体深部 水文地质条件更为复杂。 试验矿块选择在2 6 0 m中段 8 矿 脉 ，平 均脉厚0 ． 4 3 m，倾角4 1 。 ，走向长4 6 0 m。 采用 水平分层电耙出矿分采充填法回采，布置形 式如图 2所示。矿块 由下 向上 水 平 分 层回 采，崩下的矿石用电耙从两翼 向中央耙运， 然后 由中央顺路天井耙运到采 场 漏 斗 口运 出。分采方式与上述采矿方法相同，即将矿 脉置于工作面上盘，先采矿脉，后采围岩， 崩落的废石及时充填采空区。铺设混凝土隔 墙的材料 由上部 中段揽拌好后用管道由两翼 天井 自溜入采场 。试验矿块的技术经济指标 如表 2所示。 授薄矿肆开采中的藏矿回收采 健 邮编4 t 0 0 8 3 维普资讯 圈2 铜 山岭有色矿试验矿块 采矿方法示意图 L 一上中段平巷}2 一下中段平巷I 3 一运输平巷； 4 一人行道}5 一漏斗}6 一边禾井}7 一中央天井， 8 一充填虞石}9 一顺 略无井， L 0 一混耀土羁屠， 1 L 一 电耙I l 2 一耙斗} 1 0 一下料管道}1 4 一矿脉 寰2 铜 山岭有色矿试验矿块技术经济指标 名歇 指 标 备注 矿块脉石 母， 采 出矿石量， ￡ 矿堍回 收卑， 嘶 出矿贫化率， 嘧 矿 块生产能 力，t ／ d 试 验矿块剖 产值，万元 矿块 总成奉 ，万元 实现刺润，万元 l 892 2 3 2 9 5 4 8． 1 1 3． B 5 3 ． 4 T 接 1 9 9 0 年不变价格计算 4 9 ． 2 T包括两缀管理费殛维费费 ． 本试验矿块除具有分采充填法固有的优 点外，还具有保护矿脉群顶板围岩或矿脉群 之间夹壁不致发生较大位移的作用，对维护 矿脉群上方含水层底板岩层的稳定性 、保护 矿床开采全过程 的安全具有十 分 重 要 的意 义。据估计，若该矿区仅2 O 的矿量采用此 法回采，即可创产值 3 8 9 7 万 元，实 现利润 2 8 3 万 元 。 2 ． 3 红蛉钨矿缓倾斜极薄矿脉采 矿方法 试验研究 红岭矿区以急倾斜极薄矿脉为主。区内 的缓倾斜极薄矿脉走向与急倾斜极薄矿脉相 同，倾向与之相反。由于长期使用单一的浅 孔留矿法，使得矿区上部 3 2 4 m水 平 的地 平面 以上的急倾斜矿脉已基本采完 ，剩下 的缓倾斜极薄矿脉无法进行有效地开采而长 期滞留在上部 中段 。1 9 8 9 年为了调节回采顺 序，降低生产管理费，矿方决定关闭上部采 区，并上报 申请将矿区的缓倾斜矿脉作表外 矿处理。为了尽快回收这部分地质资源，中 南工业大学与红岭矿合作进行了缓倾斜极薄 矿脉采矿方法 的试验研究。 试验矿块选在3 2 4 m中段Vm矿脉，该矿 脉厚O ． 0 9 5 m，倾角3 r，地质品位 4 ． 2 9 ， 属超极薄富矿体。采用扇形推进 电耙运搬分 采充填法回采，其布置方式如 图 3所示，东 西两翼分别布置 电耙绞车，从中央上山及切 割平巷为 自由面扇形推进。这种布置方式具 有采切工作量小，不砌筑顺路天井 、电耙绞 车位置固定而耙运效益 高等优点，特别适合 于缓倾斜极薄矿脉开采。分采方式与前述两 种采矿方法不同，这里先采 围岩，将崩下的 暖石抛掷到预定充填位置，矿石预 留顶板， 在采空区充填完毕、铺设胶结混凝土垫层后 再崩落矿石并运 出。铺设混凝土采用喷射混 凝土机来完成，管道 由上中段经天井将混凝 土运到采场工作面，并喷射到已平整好的充 填废石上，试验证明这种方式铺设混凝土垫 层具有材料省、工效高，且强度能满足生产 实际要求等优点。试验采矿的技术经济指标 如表 3 所示。 圈8 红岭钨矿试验矿块采矿方法示意图 一 上中段平巷I 2 下中段平巷I 3 一底巷}4 一 罱斗}￡ 一穿脉I G 一中央上山I T 一切割平巷I 8 一 矿体I 9 一人行遭， 1 D 一充填虞石{1 l 一腔蝽罹壤 土{1 9 一电耙道 有色矿 一1 g 9 T ． 5 维普资讯 衰3 红岭钨矿试验矿块技术经济 指标 红岭钨矿的缓 倾斜极薄矿脉虽然在矿区 所探明的地质储量中仅占百分之十几，但矿 区上部的急倾斜矿脉已采完，下部矿脉还没 有掘进 出来 ，而且在无资金继续投入掘进的 情况下，缓 倾斜极薄矿脉采矿方法的试验成 功无凝对红岭钨矿缓解采掘失调的矛盾，协 调各中段 的开采顺序 、维持矿山的正常生产 起到了非常积极的作用。据 测 算 ，仅3 2 4 m 中段以上的缓倾斜极薄矿脉开采，可刨产值 3 3 5 ． 6 万元，节省掘进进尺6 7 8 m。 2 ． 4 平桂矿务局珊瑚锡矿残矿回 收 试验 研究 珊瑚锡矿长营岭矿区为钨锡急倾斜极薄 矿脉矿床。矿脉倾 角一般 为 6 0 ～8 5 。 ，少数 矿脉在3 0 5 5 。 左右，矿 脉 厚 0 ． 1 ～0 ． 8 m， 是规模较大的多金属共生矿床。矿 区自投产 以来，一直沿用浅孔留矿法开采，由于该矿 床矿脉其形状 ．产状十分复杂，例如矿脉在 水平和垂直方向上分支复合，弯曲折断，特 别是在 同一中段 内尖灭侧现，断层错断或倾 角变缓等，使得矿区的许多矿块无法用留矿 法回采到设计高度。据统计， 矿 区 内约有 5 6 的矿块难于采到设计高 度， 仅 1 2 5 m和 7 5 m两中段就损失矿量达 2 9 ． 8万 t ，损失率 高达3 0 ，严重制约了矿山经 济 效 益 的提 高。为此，中南工业大学与平桂矿 务局珊瑚 锡矿进行 了留矿法残留矿体 的 开 采 试验研 究 。 试验矿块选在 长营岭 矿 区 的 1 2 5 m中段 5 5 5 3 矿段 ，该矿脉 下 部 脉 厚 0 ． 5 5 m，倾角 7 5 。 ，原设计为浅孔留矿法开采， 上采到1 8 m 高度后矿脉分为两支。矿方选取主脉继续上 采到2 1 m 后 ，倾 角变为5 0 。被迫停 止上采， 矿脉上部残留高度达2 8 m，残 留矿量 1 5 9 3 t 。 矿块西部为相邻矿房的空区，东部为构造断 层控制，如图 4 所示。残采设计考虑将两条 分支矿脉一同回采，并用同一出矿系统。回 采仍为分采充填法，先采矿脉，后采围岩， 充填采空区，出矿时用电耙将两翼矿石耙运 至中央出矿溜井放出}铺设混凝土隔离层的 材料从上部中段用溜灰管送入采场。 固4 珊瑚矿残矿试验矿块采矿方法示意图 1 一土中段平巷I 2 一采准天井}3 一下中段平巷I 4 --人行 井，5 一断层’E 一桃形矿柱I T 一充填虞 石I 8 一出矿天井I 9 一采空区I L O 一棚脉采堆天井， L 1 一底柱}1 2 --棚脉平巷，1 3 一穿脉I l 4 --下盘沿 脉平巷} 1 5 一肢结层 从上述的技改实例看出，加强急倾斜极 薄矿脉开采的技术改造所产生的经济效益是 十分可观的，所采取的技术措施筒单易行， 不需另外增加设备投资。 3 急倾斜极薄矿脉矿床的 开采展望 急倾斜极薄矿脉矿床采用分采充填法开 采，具有适应能力强，贫化损失低，回采作 业安全等优点，弥补了留矿法开采此类矿脉 的不足之处。但从 目前分采充填法使用的情 况来看，诙法还存在着不少缺点，如工序繁 撮薄矿脉开采中的藏矿回收余诞 4 z o o s 3 ～7～ 维普资讯 目 ／ ， { 国内有色金属矿山竖井井筒装备的发展 北京有色冶金设计研究总院安建英 一 【 摘要 】 介组了国内有色盘 届矿山竖 井井简装备技术的发展和现状，以 及 在设 计中采 用的新技 术、新材科和对罐遭粱固定方式时改进，并对有关安全间隙问题进行了探讨 关 键 词 燮 、穹 复 合 罐 寥 竖井是矿山生产的咽喉工程。井筒装备 加深， ‘妻求提 籀 是保证矿井提升能高速、安全运行的重要组 成部分。随着采矿技术的发展和开采水平的 加深 ，必将提高提升速度、增大提升容器。 这对井简装备的设计、计算和安装工艺都提 出了更高更严的要求。本文就国内有色金属 矿山竖井井筒装备的发展作一概述。 1 采用空心方钢罐道和复合罐道 随着采矿机械化程度提高和开采水平的 玻 璃 钢 墨柑 ，提升速度增高， 早期使用的钢轨罐道 巳不能适应。钢轨罐道 因其侧向刚性和截面系数过小，易导致罐道 梁 出现裂缝 甚至个别发生断裂 、梁窝松 动等现象。进入8 0 年代后，钢轨罐道逐渐被 侧向刚性和截面系数均较大的槽钢组台罐道 取代。但槽锕组合罐道焊制时变形大，不易 调正，垂直度难以保证，不利于提高容器的 运行速度。近年来，我院先后 在 大 团山副 井、安庆锕矿副井改造和望儿山金矿混合井 多，劳动强度大，生产能力低等。近几年， 针对分采充填法采场矿石运搬和铺设混凝土 隔层等工艺环节进行试验研究，实现了两项 作业的机械化，大大地提高了劳动生产力， 减轻了作业人员的劳动强度。尽管如此，分 采充填法仍需进一步改进，特别是对急倾斜 极薄矿脉开采，可利用矿脉倾角大、有利于 重力放矿的特点，研究出兼备 留矿法和分采 充填法二者之优点的采矿方法。 目前，国外在急倾斜极薄矿脉的开采中 广泛采用中深孔崩矿、微型铲运机出矿 。而 我国在8 0 年代中期开始试用，实践证明，微 型铲运机在实现采场矿石运搬 、采空区充填 等方面非常有效，但国内使用的铲运机大都 依靠进口，价格昂贵，超出了一般开采急倾 斜极薄矿脉企业的经济实力，同时还涉及到 设备的备件，操作和维修人员 的 培 训 等问 题，因此，近期在 国内的有关矿山推广使 用 还存在着不少困难。所以，应从实际出发， 研制出适合我国国情的极薄矿脉开采的机械 设备，走我国自己的机械化开采道路。 4 结论 1分采充填法是开采 急倾斜极薄矿 脉很有效的采矿方法，它具有对矿脉变化适 应能力强、出矿贫化低，不留采空区和回采 效率高等特点，是开采急倾斜极薄矿脉不可 缺少的补充采 矿方法j 2利用分采充填法开采急倾斜极薄 矿脉矿床上郝的遗留矿体，可创造可观的经 济价值，对延缓矿床开采的下降速度，调整 各中段的开采顺序，解决矿山采掘失调的矛 盾具有重要的意义； 3 急倾斜极薄矿脉开采的发展方向 应该是立足 国内，研制 出适台我国国情的安 全、高效、成本低的采矿方法和机械设备。 一 8一 有色矿山一1 0 0 T ． 5 维普资讯