黄沙矿区采矿方案的优化及效果.pdf

I S S N l 6 7 l一2 9 o o C N 4 3一l 3 4 7 ／ T D 采矿技术第6卷第2期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 6， N o ． 2 2 0 0 6年 6月 J u n ． 2 0 0 6 黄 沙 矿 区 采 矿 方 案 的 优 化 及 效 果 华伟 ， 刘洪露 1 ． 江西岿眉山钨矿， 江西 于都县3 4 1 9 0 2 ； 2 ． 江西铁山垅钨矿， 江西 于都县3 4 2 3 0 7 摘要 为 了充分合理的回收矿产资源， 黄沙矿 区根据矿体赋存条件 ， 因地制宜的对采矿 技术参数进行修改， 优化采矿方案。通过实践， 充分回收了资源、 降低了生产成本， 获得了 良好的经济效果。 关键词 脉 带型矿床 ； 采矿方案； 爆破参数 黄沙矿区矿床属高、 中温气成热液型钨矿床， 在 横剖面从上往下看 ， 矿脉依次为线脉带 、 细脉带 、 大 脉带、 单一大脉 、 尖灭带 ， 形态上像一颗 “ 无 叶的大 树” ， 矿体显聚集收敛状 。对黄沙矿 区矿体的开采 ． 目前主要采用浅孔留矿法与中深孔阶段崩落法。这 两种采矿方法在黄沙矿区已应用多年， 然而 ， 随着矿 区开采的逐步进人深部 ， 区内采后连续空场增大 ， 地 压活动加剧， 加之矿体形态和地质构造复杂 ， 对深部 矿块的回采技术提出了新的要求 。 l 黄沙矿区的开采现状及存在的问题 1 ． 1 地质概况 ’ 黄沙矿区为一个含多金属硫化物的大型脉钨矿 床， 矿床赋存于寒武系变质岩中； 成因类型为岩浆期 后高、 中温热液裂隙充填 的内外接触带型矿床 ； 工业 类型为石英脉型黑钨矿床。矿区位于区域性东西向 构造和北北东向新华夏系构造反接复合部位； 区内 东西向的 F 、 F S和南北 向的 F F w断层将矿 区切 割成菱形隆起断块； 矿床赋存于断块中， 走向近南北 的F ， 断层贯穿整个矿区， 将矿区分割成东西两大 部分； 区内发育与成矿有密切关系的北东东 一 东西、 北西西 、 北东及南北 向 4组断裂构造。围岩有变质 细砂岩 ， 石英砂岩夹板岩 以及花 岗岩 ， 区内断层 、 节 理等构造很发育， 矿岩坚固系数f 81 2 ， 矿脉倾 角 6 O 。～ 8 5 。 。 区内按矿脉分布地域划分有 樟木林组、 北组、 中组、 南组、 芭蕉坑组、 青山窝组和花岗岩内带盲脉 组 ， 共 8个组。各脉组 中以芭蕉坑组 的矿脉规模最 大， 走向长 1 7 1 0 m， 延伸深度7 9 5 m， 矿化宽度不一， 最宽 1 5 0 m， 最窄3 m， 矿体以似层状、 透镜状赋存于 花岗岩 的顶部或浅部 ， 矿体连续性较好 1 ． 2 矿体开采及存在的技术难题 黄沙矿区的的开采 ， l O中段 以上 已结束 ， 区 内 主要开采 中段为 1 1～1 3中段 ， 阶段高度为 4 O一 5 O m， 采矿地段集 中在芭蕉坑组 和樟木林组。根据矿 带厚度大小选择采矿方法 ， 采幅 5 m以下选用浅孔 留矿法 简称小采 ， 采幅 5 m以上选用中深孔阶段 崩落法 简称大采 。 1 ． 2 ． 1 浅孔留矿法回采过程存在的技术难题 黄沙矿区的矿体常出现上宽下窄情形 ， 当矿块 平均采幅在 5 m左右时， 因上大下小 ， 上采时易出现 以下问题 1 上采过程中， 采幅不断增大， 由于地应力的 影响， 片帮 、 冒顶现象增多 ， 为保证作业安全 ， 常需要 缩小采幅， 从而造成矿产资源的浪费 ； 2 上部多为大采 ， 而且 大采矿房已经用 中深 孔崩落完毕 ， 底部结构 中的电耙层 、 平巷层 已回收 ， 为保证矿房的回采安全 ， 往往留置 4 m厚 的顶柱不 予回采 ， 从而造成资源损失。 1 ． 2 ． 2 大采工程布置及爆破时存在的技术难题 1 多条走向平行或交叉矿脉 ， 其 间距较近 2 ～ 4 m ， 在选择采矿方法时， 若选择分采， 则围岩太 薄， 采场的稳固性无法保证； 若选择合采， 则贫化率 太大 ， 尤其是矿体遇到多条断层破坏时 ， 在三维空间 上变化较大， 给采矿方案选择带来 了更大的困难 。 2 在同一矿区， 不同中段， 或同一中段， 不同 区域， 围岩的强度、 硬度、 稳固性并不相同， 有时还相 差很大。回采爆破设计时， 要根据围岩岩性、 强度的 变化， 改变各矿块的爆破参数。 3 在沿脉布置电耙 道时， 常出现两电耙道相 接的区域 ， 因电耙硐 室或 回风巷 占据 了位置而无i ； I 布置斗川 ， 从而出现了出矿盲区， 造成资源浪费 维普资讯 1 4 采矿技术 2 采 矿方法的优化及 效果 2 ． 1 浅孔留矿法的优化及效果 1 当矿房回采上至 l 5～ 2 0 m高度时， 预留2 ～ 3个保安矿柱 ， 对应底部结构矿柱均匀布置 ； 回采 至3 O ～ 3 5 m高度时， 再留2～ 3 个保安矿柱， 并与第 一 次留设 的保安矿柱交错布置。以此来控制矿房上 采过程因采幅大而出现的大面积片帮、 冒顶现象。 2 矿房 回采至上中段巷道 1 0 m左右高度时， 若矿带较宽 ， 采 幅增 大 大 于 5 m ， 浅孑 L 回采 困难 时， 则先打切割井 ， 再采用中深孑 L 凿眼 ， 一次性爆破 回收矿房 、 矿柱 和上部中段对应矿块的底柱 。黄沙 矿区 9中段 9 1 6 0矿块是一个典型的上宽下窄矿块 ， 原设计采用简单 的浅孔留矿法。根据 F 断层对矿 体的错 动情况和因 F ] 形成的 9 1 6 0西头倒三角矿块 等地质情况 ， 对 9 1 6 0矿块设计作了较大的修改。 在 9 1 6 0 矿块一半的高度增开一个盲中段， 另开 辟盲中段专用的人行井和放矿井 ， 形成对应的采场 人行 、 下矿系统。在 9 1 6 0和上 9 1 6 0采场 的下半部 分矿体用浅孔留矿法 回采 ， 上半部分则用中深孑 L 崩 落法一次性回采。把上 9 1 6 0采场与对应的 8 1 6 0大 采底柱统一考虑 ， 用中深孔崩落法回收 ， 从而可多回 收 8 1 6 0大采 8 ． 5 m的底柱矿量 。与原设计相 比， 其 相关指标见表 1 。回采方案改进后 ， 可多 收钨金属 量9 6 ． 7 t ， 若井下综合回收率按7 0 ％， 选矿回收率按 8 5 ％计算 ， 可多回收钨精矿 8 8 ． 5 t ， 实 际收益 2 6 5 ． 6 万元， 经济效率明显。 表 1 9 1 6 0矿块回采方案改进前后的比较 2 ． 2 中深孔阶段崩落法的优化及效果 2 ． 2 ． 1 优化采场单体设计方案 在黄沙矿 区， 对同类型矿体 ， 根据矿块划分的灵 活性， 将开采矿块与相邻矿块作为一个整体统一考 虑， 合理选择采矿方法和布置采准、 切割工程。一可 实现连续回采矿体， 二可减少采准切割工程量， 三可 充分 回收矿产资源。黄沙矿 区 9中段 9 2 4 2大采 l O ～ l 3线工程就是按此方案布置的。 1 针对中组 2 3 9 ， 2 4 2 ， N 2 4 2 ， 2 6 1 矿脉相距 较近 ， 矿脉在 8～9中段 l O～l 3线 位置间距均在 3 m以内， 所以在选用采矿方法时 ， 打破 了矿脉界限 ， 对 4条矿脉 回采方案统一考虑 ， 重新地质圈定 9 2 4 2 大采界限。调整后的 1 0～ 1 3线 大采平均采幅为 l 9 ． 8 m。总体上， 电耙道沿脉布置 ， 但 在 1 1 线位置 因断层错动 ， 矿带重叠 ， 采幅约 4 0 m， 选用穿脉方 向 布置电耙道。在 1 0～1 1线和 1 1 ～1 2线区域 ， 因“ 中 2 3 9 ” 老放矿井和“ 2 4 2 2 ” 老放矿井影响 ， 为避开老放 矿井工程 ， 选择在矿脉的上 、 下盘分别布置了 1 条电 耙道； 在 l 2～l 3线区域 ， 电耙道则采用沿脉布置、 双 向漏斗的方案 。 2 分层联络巷垂直矿 脉方 向布置 ， 分层平巷 沿主脉 2 4 2 矿脉布置。施工时先根据 8中段地质资 料指导 3分层工程施工 ， 根据 9中段地质 资料指导 1分层工程施工 ； 然后根据 1 ， 3分层揭露 的地质资 料和 8中段 、 9中段地质 资料来指导 2分层和电耙 道工程的施工 ， 以减少工程施工中的失误 ， 确保工程 布置合理 。 3 为减少切割工程量 ， 除端部拉槽位置布置 切割硐室和切割井外， 后续的大爆破全部利用前次 爆破后 的松散矿堆进行挤压爆破。 黄沙矿区 9 2 4 2大采 l O～l 3线工程通过上述方 案改进后 ， 顺利的完成了整个大采的大爆破 ， 前后两 个方案相 比较 ， 改进后 的方案 比原方案多 回收矿量 1 4 0 7 6 9 t ， 钨金属量 5 2 8 ． 4 t ， 直接经 济效益为 1 4 0 0 万元以上 见表 2 ， 折合 6 5 ％钨精矿 8 1 2 ． 9 t ， 井下 综合 回收率按 7 0 ％ ， 选矿综合 回收率按 8 5 ％计算 ， 实际多回收钨精矿 4 8 3 ． 7 t 。 表 2 1 0 ～1 3线矿体回采方案改进前后的比较 2 ． 2 ． 2 降低大爆破对人行设备井 的破坏 维普资讯 华伟 ， 等 黄 沙矿 区采矿 方案的优化及 效果 l 5 每次井下大爆破时， 大采工程及周边的井巷工 程都遭到不同程度的破坏。为此 ， 采取 了措施。 1 控制每次大爆破 的最大段别药量 ， 控制地 震波强度。 2 每次大爆破时， 在各分层平巷设 置冲击波 的防护栏栅 ， 削弱大爆破的地震波和冲击波。 3 在大采矿块设计时 ， 适 当地拉开大采人行 设备井 到爆破 中心 区域 的距离 ， 最 好要设 计一个 9 O 。 的转角， 避免大爆破地震波和冲击波直接破坏大 采人行井等工程。 为了解决大采各分层掘进施工过程的手工装矿 问题和大爆破后大量的人工清理返 冲矿工作量， 在 大采现场进行拆卸装岩机 ， 吊运至各分层后再重新 装配。此项改革 ， 虽然有一定技术难度 ， 但彻底解决 了原来各分层掘进时和大爆破后清理返 冲矿依靠手 工装运矿石的难题 ， 使工人从繁重体力劳动中解脱 出来 ， 大大提高了劳动生产效率。 2 ． 2 ． 3 调整中深孔爆破的技术参数 根据黄沙矿 区现有的地质 资料 ， 对该矿区围岩 坚固系数的重新测定后 ， 发现 围岩的强度 和硬度随 着开采中段的下降而逐步增大， 深部中段 系数高 达 l 2～l 4 。因此， 及 时对井下 大爆破 的中深孔 排 距、 孔底距等爆破参数进行了调整 。 1 在深部 l 2中段的芭蕉坑组 l l l 矿脉的大 采方案中 ， 及时对井下大爆破的中深孔排距、 孑 L 底距 进行了调整 见表 3 。调整修改后 ， 在技术上确保 了大爆破的崩矿效果 ， 降低了大块产出率， 从而减少 了大采 出矿的二次破碎工作量 ， 提高了出矿效率 ， 节 约了出矿成本。 表3 中深孔爆破参数的修改 2 按矿山原来 的大采 中深孑 L 设计 ， 中深孑 L 只 布置在矿体圈带内， 上 、 下盘矿脉正好处在炮孔密度 最小的部位， 爆破后往往会采下围岩， 而部分矿脉却 依然挂在上 、 下盘的两壁 ， 从而造成资源的损失。为 了确保矿产资源的充分 回收利用 ， 根据各个地质矿 块的矿岩稳固性以及地质构造特点， 在大采中深孑 L 设计时 ， 设计了炮孔超深 ， 把 中深孔布置在矿体上 、 下盘的地质圈带外 0 ． 3～ 0 ． 6 m处 ， 以确保边界矿脉 的资源 回收。此 方法在 l 2中段 1 1 1 E大采矿房和 1 1中段 1 1 1 E大采底柱 的回收中开始实践 ， 后推广 应用 ， 8次大爆破 的出矿品位反馈 数据证实该技术 改进 的效果好 ， 8次大爆 破 的损失 率平 均 降低 了 8 ％ ， 多回收钨精矿 2 0 0 ． 6 t 。 3 为了减少大爆破的返冲 ， 降低大爆破对后 续爆破中深孔的破坏 ， 采取了改革措施 适当控制每 次大爆破最后一段炮孔 的药量 ； 加大每次大爆破最 后一排炮孔与下次大爆破第一排炮孔 的间距 ， 排距 由正常的 1 ． 6～1 ． 8 m增加到 2 ． 5 m， 并在其后 面增 设一加强排炮孔 ， 加强排 的排距为 0 ． 8～1 ． 0 m； 两 次爆破的交界处选择在巷道断面相对较小 ， 围岩稳 固的位置， 以减轻下次清理返 冲矿 的工作难度。 3 结束语 在井下开采过程 中， 由于矿体性质和形态 的变 化较大 ， 优化回采工艺及其参数有非常重要的意义。 黄沙矿区因其矿体 的形态特征 ， 在同一矿块 的回采 中， 采取了多种方法和手段 ， 充分体现了回采工艺的 灵活性 、 多样性 ， 做到因地制宜 ， 优化采矿 方案。通 过技术参数的改进， 不但可以充分回收矿产资源， 获 得良好的经济效益， 而且可以减轻员工的劳动强度， 改善作业环境 ， 提高生产效率 。 收稿 日期 2 0 0 51 2 2 7 作者简介 华伟 1 9 6 4一 ， 男， 江西于都县人， 现在岿眉山 钨矿任生产矿长， 主要从事矿山生产技术管理工作。 - - J I I 集 团 将 购 买 福 克 斯 资 源 公 司 一 铜 矿 所 产 全 部 铜 精 矿 澳大利亚福克斯资源公司 F o x n b s p ； R e s o u r c e s 5月2 4日 表示， 正在开发的西伍恩多矿 We s t Wh u n d o 建成后 ， 中国金川集团公司将购买其所产全部铜精矿。按照计划， 该矿将在 2 0 0 6年 6月投产。 据称 ， 金川集团公 司已经提前支付 了4 0 0万澳元 约合 3 0 0万美元 的款项。金川集团公 司和福 克斯资 源公 司之 间签有协议， 由金 川集团公 司买入福克斯资源公 司下属拉迪奥 山矿 R a d i o H i l 1 所产的全部镍 精矿和铜精矿。 维普资讯