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浅孔留矿法在矿山开采工作的实践 3 赵华 周宁万旗矿业开发有限公司,福建 周宁355401 摘 要针对梧风楼钨铁矿近4年来浅孔留矿法的开采实践,面对矿房局部矿岩破碎,因地制宜,探索出无底柱结构和有底柱结 构并存的方案。底部结构采用漏斗型放矿溜槽附加局部无底柱出矿的形式,即经济又可行。开采方案打破传统的矿房、 矿柱的 界限,同时采用后退式蹬渣开采方式。根据现场实际将矿体中的夹石和贫矿随机地留作永久矿柱,既有效地提高了采矿回收率、 降低了矿石的贫化率,又解决了矿柱回采难的技术问题。通过一年的实践,矿房开采运行良好并取得了很好的经济效益和社会 效益。 关键词浅孔留矿法;矿山开采;采矿回收率;梧风楼铁矿;福建 中图分类号 TD853. 33 1 文献标识码A 文章编号 100522518 2008 0620051204 1 矿区地质概况 梧风楼铁矿位于福建省周宁县城南约18km的 梧风楼自然村,属咸村镇管辖。面积9. 2km 2。矿区 距宁德约一个多小时的路程,交通尚属便利。该矿区 内无地表水体,仅有数条小沟谷,地形对大气降水的 排 极为有利,水文地质条件属简单型。区内岩石均 为火山岩及变质岩,其含水性差,尚未发现含水性良 好与涌水现象,仅靠地表的风化裂隙带含水,但风化 厉害,含水性差,水量随大气降水强度而变化。因此, 地下水对矿体的开采没有影响。 矿区出露地层主要为中新元古界变质岩、 上侏罗 统南园组二段火山岩及第四系全新统残坡积物。 中新元古界变质岩主要出露于矿床周围在后 村 岗头 梧凤楼 程竹膛之间 , 总体呈“ 孤岛 ” 状 漂浮在中生代侵入岩中,矿床、 矿化点及蚀变带多围 绕在该变质岩的四周和内部。主要岩性为混合岩化 黑云母斜长变粒岩、 眼球状黑云斜长片麻岩、 黑云二 长片麻岩、 条带状大理岩、 以及热接触变质岩 角 岩石榴子石角岩、 透辉石角岩等,伴生有铁、 钨、 铜、 铅、 锌等矿化,是矿区重要的含矿围岩,常是矿体 的顶底板或夹层岩石。 本区构造属张扭性、 剪切、 断裂NEE向构造带, 是主要的控矿构造带。火山热液及岩浆期后热液则 沿NEE向张扭性断裂构造带充填,含矿热液局部富 集形成钨铁矿体,钨矿体和磁铁矿体处于共生和伴生 关系,局部磁铁矿体中钨矿体富集形成“ 钨包 ”,在磁 铁矿体尖灭部位钨矿体以浸染状赋存于矿岩边界,并 伴随有铅、 锌、 钼矿化。 2 采区概况 矿体顶部有10～15m厚的第四系粘土层、 亚粘 土层和砂砾混合层以及由变质氧化矿形成的风化壳, 疏松破碎,容易塌方。 该矿采用平硐 溜井开拓,地表采用索道运输。 年设计能力处理矿石量5万吨,副产钨精矿150t。铁 的平均品位33. 42 ,钨的平均品位0. 46 ,硫的平 均品位1. 94 ,局部磁黄铁矿富集部位硫的品位可 达14. 05 ,矿石矿物化学组分如表1所示。 表1矿石矿物主要化学组分wt 化学成分TFeSiO2WO3SP 含量/31. 5427. 330. 524. 380. 032 化学成分Al2O3MgOCaOCuZn 含量/4. 577. 057. 080. 0790. 073 梧风楼钨铁矿采区位于540水平至460水平16 ～17线之间,总共有2条含矿带,分别称1号矿体、2 号矿体。1号矿体厚度2. 8～10m,分支复合现象严 重,矿体走向长180m,平均厚度4. 5m,矿体走向70, 倾向NW,倾角70～80; 2号矿体厚度3～9m,矿体走 向长220m,平均厚度6m,矿体走向70～85,倾向 NW,倾角60～70,与1号矿体呈雁行排列。矿体呈 第16卷 第6期 2008年12月 黄金科学技术 GOLD SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol . 16 No16 Dec. 2008 3收稿日期 2008208205;修订日期 2008208220. 作者简介赵华19632 , 男,工程师,主要从事采矿工作 1 舒缓波状展布,膨胀夹缩、 分支复合特征明显,矿体呈 透镜状、 团块状、 囊状,表现为局部富集特征,矿体连 续性较差,矿化不均匀。 3 开采地质条件 矿体上盘围岩主要为透辉石 石榴子石角岩,f 5～ 8 f为岩石的硬度系数 , 岩石以块状为主,裂隙一 般不发育,岩石质量中等以上,岩体中等完整至完整, 工程地质条件中等;矿体下盘围岩主要为石英正长斑 岩、 变粒岩、 片麻岩,石英正长斑岩局部蚀变强烈,较破 碎,岩体揭露后局部膨胀、 片帮严重,工程地质条件差。 4 以往采用的采矿方法 根据梧风楼铁矿床的赋存条件和开采技术条件, 采用无底柱浅孔留矿法。采区主要开采500水平1 号矿体,矿块沿走向布置,矿块长度180m,矿块宽度 等于矿体的厚度,阶段高度40m,每个矿块分3个矿 房、2个矿柱,间柱宽度为8m,顶柱4m,矿房长度 52m,矿柱内沿矿体掘顺路天井探明矿体是否连续。 采矿时作为人行通风天井,天井内每隔5m掘联络道 与采场相同。底部采用无底柱结构,在矿体下盘掘脉 外运输平巷,并每隔7m掘进出矿进路,采用人工板 车装运矿石到矿石留井。矿房采用YT228型浅孔钻 机凿岩,浅孔落矿的采矿方法。该方法受人工资源的 限制,人员短缺时没法保证生产的正常进行,经常由 于人员不足造成停产,年产量不足4万吨。况且该矿 山没有中深孔钻机,矿柱的回采问题根本没有办法解 决,更谈不上空区的处理问题。 5 目前拟采用的采矿方法 经过对该采矿方法的探讨和研究,决定采用有底 柱浅孔留矿法,试验采区在460水平,矿块沿矿体走 向布置,矿块长度为68m,宽度等于矿体的厚度,矿块 阶段高度40m,矿房长度60m,矿柱宽度8m,底部结 构高6m。矿房采准工程包括人行通风天井、 出矿巷 道、 出矿进路。采准工程施工时,在矿体下盘沿矿体 掘1. 5m1. 5m的探矿天井与上中段相通,然后在天 井内每隔5m掘联络道3m,在已掘好的出矿巷道内 每隔6m掘一出矿进路,然后在出矿进路向上掘 2m 2m 天井漏斗颈 6m, 完成矿房的采准工程。矿 房切割工程包括漏斗颈、 劈漏和拉底工程。切割工程 施工时,在漏斗颈内向上沿四周打扇形炮孔,以漏斗 颈为自由面,用非电导爆管孔间、 排间进行微差爆破。 完成劈漏拉底工程。底部结构采用漏斗型放矿溜槽 的出矿形式,对局部特别破碎的地方仍然允许无底柱 人工出矿的形式存在。 回采步骤矿房、 矿柱同时回采。如图1所示,图 中矿块长68m,中段高40m,顶柱厚4m,底柱高6m, 联络道高度5m,漏斗间距6m。 相邻矿房回采完毕出矿结束后,留下的矿柱在开 采下一个矿房时一起回采,在矿房开采中,将遇到的 夹石或贫矿留作永久矿柱。在靠近采空区一边的人 行通风天井、 风水管及人员都是从上个中段沿天井下 到矿房中进行采矿作业。 回采工艺如下 1凿岩。采用YT228浅孔钻机进行蹬渣凿岩 作业,炮孔的角度随现场实际决定,炮孔间距0. 8m, 炮孔排距1. 2m。依次将炮孔钻凿结束,用风枪将炮 孔中的岩渣吹出,为下一步装药做好准备。为了防止 放矿可能形成的空洞造成的不安全因素,凿岩时在矿 堆上平放一个专用梯子,凿岩工在梯子上作业,保证 了作业人员的生命安全。 图1 浅孔留矿法开采图及结构尺寸 2装药。采用2岩石铵梯炸药32mm药卷,人 工装药,用木棍夯实,孔口用炸药箱纸封堵,用以增加 爆破效果。 3爆破。采用非电导爆管复式起爆系统联线, 起爆器材采用半秒多段导爆管。配合专用起爆器,以 采场顶板为自由面进行孔间、 排间微差爆破。前提是 检查爆破网路准确无误,按照爆破安全规程和炮孔起 爆顺序才能起爆。由于采矿空间的限制,垂直方向上 每次只能爆破2～3排,并做好爆破后的采场通风工 作。在确定通风彻底的情况下,作业人员进入采场进 行敲帮问顶,进行二次爆破及必要的平场作业。然后 进入下一个采矿循环。 25 ZHAO Hua Practice of Shallow2hole ShrinkageM ethod in M ining W ork GOLD SCIENCE 反对在空区里进 行冒险作业。 4开采快接近顶柱时,及时测量顶板的厚度, 以确定放顶炮孔参数和装药量,做到心中有数。 5该采矿方法只适用于矿岩整体完整性能良 好、 矿岩交界处没有滑面的情况。 参考文献 [1 ]王玉斌.草楼铁矿首采区采矿方法综合评价[J ].金属矿 山, 2007, 5 32234. 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The mining scheme break the line of tra2 ditional pillar and traditional room, meanwhile by using the retrograde style slagmining.The actual scene of the ore bodywith stone and lean ore reserved for permanent pillar randomly, it improved the mining recovery , reduced the poverty rate of ore effectively, and resolved the technical problems of the difficult of recovery pillar .The result is well proofed by the practice of ore mining in the past year, we obtain the benefits of economic and social . Key words Wufenglou iron ore; Shallow2hole shrinkage ; Mining; Mining recovery ratel; Fujian 上接第50页 参考文献 [1]樊满华.浅孔留矿法的新工艺和新技术综述[J ].黄金科 学技术, 2002, 102 6212. [2 ]侯朝炯,勾攀峰.巷道锚杆支扩围岩强度强化机理研究 [J ].岩石力学与工程学报, 2000, 193 3422345. [3 ]王群.浅孔留矿法采矿设计若干原则的探讨[J ].黄金科 学技术, 2004, 121 29233. Experimental Study on Comprehensive ShrinkageM ethod in Nalin Gold Deposit L I U Jian 1 , FAN Manhua 1 ,DENG Zhigao 2 , ZHANG Qingsong 2 , ZHENG Chengying 2 1. Guangdong Gaoyao Hetai Gold M ine, Gaoyao 526127, Guangdong, China; 2. Guangxi HongyiM ining Industry Co . , L td. , Fengshan 547611, Guangxi, China Abstract We proposed mining scheme ofmultiple segments shotcrete and rock bolt support comprehensive shrinkage , according to mining technical condition and mining situation in recent years ofNalin gold deposit in Guangxi . This mine ison trial currently . We predict it can satisfy production technology requirementsof themine through appli2 cation variety of construction technology, especially for safety operation demand ofmining and outmine aspects, and it can satify production capacity demand of the mine. Key words Comprehensive shrinkage ; Variety of construction technology; Experimental study; Nalin gold mine 45 ZHAO Hua Practice of Shallow2hole ShrinkageM ethod in M ining W ork GOLD SCIENCE TECHNOLOGY