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嗣囵 圃丽2 U 0 9 N t J ．4 lo g -e s 。 d P ro d 浅谈铜矿采矿工艺技术改造 郭 超 哈尔滨松江铜业 集团 有限公司， 黑龙江 哈尔滨 1 5 o 3 o o 工 业 技 术 摘要 铜矿的开采实践表明， 对于倾斜、 缓倾斜中厚高硫矿床采矿方法的选择是至关重要的； 根据其复杂多变的地质条件及国内外开采状 况， 提 出选用爆力运搬分段 空场嗣后一次充填采矿 法较为适 宜， 该法可以达到降低损 失贫化 率， 减少采准工程量 ， 提高采场生产能力的预期 目的。 关键词 倾斜 中厚矿体 ； 高硫矿体 ； 采矿方法选择 ； 爆力运搬 ； 嗣后 充填 1前 言 该铜矿于 1 9 5 9 年建成投产， 设计年产矿石 3 O万t 。 由于该矿地质条件复杂， 矿石含硫高， 矿 体开采技术条件复杂。曾先后经历了坑采、 露 采、 坑采的艰难历程； 坑采工艺也先后使用过崩 落法、 充填法等。随着矿山的老龄化， 矿产资源 减少， 开采中段逐年下降 ， 深部矿体变缓变薄， 原采矿工艺已不再适用这部分矿体的开采 ， 为 此必须寻求新的采矿方法。 2矿区地质及开采技术条件 矿区矿体均为北东走向， 倾向南东， 由于成 矿受火成岩等构造控制 ， 将全矿区矿床分成三 个矿段， 即主矿段、 前山矿段、 前山南矿段。 整个 矿区矿体形状复杂， 其大小矿体多达 1 1 7 个。主 要 矿体有 4 、 5 、 1 5 、 3 o 、 2 9 、 7 9 、 8 钎 等。矿 体沿走 向长度为 5 0 2 0 0 m， 水平厚度 2 8 0 m， 倾 角3 O 。 ～ 6 0 。 。 矿体除顶盘围岩小部分是稳固性差 的燧石、 黄铁矿带以外， 其它矿体顶板均为大理 岩， 稳固性好， f 8 ； 底盘围岩均为闪长岩， f - 3 5 ， 因节理裂隙发育， 遇水风化潮解， 稳固性差。矿 体按矿石组分可分为铜硫型、 铜铁型和单硫型 3 种。 铜硫型矿石占铜矿储量的6 6 ． 9 4 ％， 平均含硫 品位2 4 ．5 ％， 最高达 3 8 ％～ 4 4 ％。 从矿石结构构造 上看， 分为含铜矽卡岩和含铜磁铁矿， 结晶细粒 呈致密块状产出，而黄铁矿除少量为致密块状 外， 大部分为结晶颗粒疏松状产出， 矿石容易破 碎呈粉状， 易氧化。 矿石含铜品位平均为 1 ． 6 2 ％， 矿石体重 3 ． 7 5 t／ m 。目 前矿山生产中段主要为一 2 5 7 m中段， 该中段分布有 错、 1 5 、 2 9 、 3 0 矿 体， 其中 1 5 、 2 9 矿体在本中段尖灭； 4 和 3 0 矿体走向近东西， 倾向南 ， 倾角2 o o 一 5 5 。 ， 矿体厚 度为 1 0 ～ 2 5 m， 平均 1 5 m 。在矿体倾斜方向， 其厚 度、 倾角及形状均不稳定， 往下具有变缓变薄的 趋势， 据地质资料统计， 一 2 5 7 m中段 C D级储量 共 1 6 0 万 t ， 缓倾斜、 倾斜矿体储量为6 4 万 t ， 占 4 0 ％。 一 2 5 7 m中段以下约 4 1 2 ． 2 万 t 储量中， 缓倾 斜、 倾斜矿体储量比重将显著增加。 3矿山开采状况及存在的问题 矿山投产初期，对前山 4 、 5 矿体采用无 底柱分段崩落法开采， 由于矿石含硫高， 工作面 温度一般为 3 5 ℃， 最高达 5 O 一 6 O ℃， 炮孑 L 温度一 般为 4 O 一 5 O ℃， 最高达 1 2 0 ℃。由于矿石 自 燃、 药 包自爆、 曾使 2 1 ． 5 m和 1 5 ．5 m分段两度被迫停 产。为降低损失贫化， 改善作业环境 ， 后改用有 底柱小中段崩落法开采。但有底柱分段崩落法 仍然没有解决矿体回采过程中矿石自 燃 、药包 自爆、 s O 毒气危害、 残矿无法回采等问题， 1 9 6 5 年矿山不得不改用露天开采。 随着露天开采境界的最终形成 ，铜矿于 1 9 8 1 年又转人地下开采。采矿工艺改用小中段 空场嗣后一次充填法回采。先采矿柱 ， 采后用混 凝土充填； 后采矿房， 采后用尾砂充填。实践证 明，采用充填法开采急倾斜矿体 比用崩落法开 一 8 2 一 中国新技术新产品 采损失贫化率降低 5 0 ％， 作业环境明显改善 ， 作 业面温度由 3 5 C 降至 2 0 ～ 2 6 ℃，中深孔温度由 4 0 5 0 ％降至 3 0 4 O ℃， s O 2 浓度也相应降低。因 此， 该铜矿从 1 9 8 1 年开始一直沿用该法。但随 着开采中段从一 4 0 m下降至一 2 5 7 m， 缓倾斜、 倾斜 矿体 比重逐步增加 ，单一采用分段 空场 嗣后一 次充填法存在如下问题 随着矿体倾角变缓， 厚度变薄， 采切工程量 随之增加 ， 千吨采切 比高达 2 5 m／ k t ； 支护工程量增加。由于矿体底板为花岗闪 长斑岩， 揭露后易风化， 遇水膨胀成泥， 为保证 采切工程的稳定性， 不得不加大支护工作量， 导 致掘进成本高达 6 5 0 ．3 r r m 。 损失贫化增大。统计资料表明， 矿石贫化率 为 1 8 ．5 ％， 矿石损失率为 l 7 ．o 4 ％。 4采矿方法的选择与实施 综观矿山开采史， 倾斜、 缓倾斜中厚矿体的 开采主要采用分段空场法和房柱法，其次为充 填法和崩落法， 通常采用无轨化开采 ， 实现高度 机械化。结合铜矿的实际， 在目前经济效益滑坡 和资源减少的情况下， 对此类矿体采矿方法的 选择必须满足“ 三高三低二易一不变” 的要求。 “ 三高” 即生产能力高 、 采矿工效高、 安全程度 高； “ 三低” 即采切比低 、 损失贫化低 、 采矿成本 低 ； “ 二易” 即采矿工艺易于掌握、 施工简易； “ 一 不 变”即充分利用矿山现有的中深孔凿岩设备 及电耙、 振动出矿机等出矿设备。通过对国内倾 斜、 缓倾斜中厚矿体矿山的实地考察， 提出对倾 斜 、 缓倾斜中厚矿体的开采， 宜采用爆力运搬分 段空场嗣后一次充填法，设计采场生产能力为 1 5 0 ～ 2 0 0 t ／ d ， 千吨采切比5 - 1 0 m ／ k t ， 矿石损失率 5 ％～ 8 ％， 矿石贫化率 5 ％～ 1 0 ％。该方法拟在 3 0 矿体中进行工业试验。 4 ． 1矿块布置和构成要素 在试验过程中， 沿矿体走向划分矿房矿柱， 先采矿房两侧矿柱，后采矿房。采用中深孔凿 岩 ， 分段爆破 ， 爆力运矿， 空场下电耙 振动放矿 机 出矿。 矿柱回采后用尾砂胶结充填， 矿房回采 后用尾砂充填。 其阶段高度为 4 3 m，中段高度分别为 1 8 m 和 2 5 m ； 矿块长为中段斜长， 为 2 8 m和 3 8 m， 矿 块宽为 1 8 3 6 m ，其中矿房 1 2 2 4 m，矿柱 6 1 2 m。 阶段不留顶、 底柱 ， 分段中留人工或矿石间 柱 。 4 ． 2采切工程布置 采用电耙底部结构或振动放矿底部结构 ， 前者构成接矿堑沟加电耙道， 用电耙耙运矿石 ； 后者构成接矿堑沟加振动放矿机硐室， 振动放 矿机出矿。切割槽的形成为首先在堑沟平巷矿 房 柱 中央垂直矿体倾斜方向向上掘切割天井， 然后以切割天井为 自由面， 采用中深孔凿岩， 打 平行或扇形深孔 ， 向矿房 柱 两侧拉切割槽 ， 拉 槽与辟漏 堑沟 一并完成。 4 ．3 回 采 采用 Y G Z 一 9 0 型钻机。 配 F J Y 2 7 B 型凿岩台 架， 在凿岩上山内钻凿中深孔， 所有炮孔一次打 完， 分次装药爆破， 每次爆破的矿石量以堑沟恰 能容纳为准。爆后矿石经电耙 振动放矿机 放 出。矿块回采时， 先采矿房两侧矿柱， 采后尾胶 充填， 再采矿房， 采后尾砂充填。 结语 倾斜、缓倾斜中厚矿体因其采场矿石运搬 和控顶比较困难， 通常视为难采矿体， 寻找安全 可靠、经济合理的采矿方法是有待进一步研究 的课题，而对于铜矿此类高硫矿体的采矿方法 更值得深入研究。本文提出的爆力运矿分段空 场嗣后一次充填法可否适应，还有待于在回采 工业试验 中得 以证明。 参考文献 f 1 1 张强． 爆力运矿采矿 方法使 用现状与改进发展 方向． 第 2 届全国青年采矿学术会议论文集， 1 9 9 6 ． 【 2 】 采矿手册编委会． 采矿手册第四卷． 北京 冶金 工业 出版社 ． 1 9 9 1 ．
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