盘区宽进路机械化充填采矿法在焦家金矿寺庄矿区的应用.pdf

黄金 G o L D 2 0 1 2 年第4 期／第3 3 卷 盘区宽进路机械化充填采矿法在焦家金矿寺庄矿区的应用 董金奎1 ’2 ，周士霖3 ，张忠辉2 ，邱俊刚2 ，司呈斌2 1 ．东北大学资源与土木工程学院；2 ．山东黄金矿业 莱州 有限公司焦家金矿；3 ．中南大学资源与安全工程学院 摘要根据焦家金矿寺庄矿区开采技术条件，综合考虑经济效益与安全高效开采，寺庄矿区在 上向水平分层充填采矿法的基础上对采矿方法改进为盘区宽进路机械化充填采矿法。文中介绍了 盘区宽进路机械化充填采矿法采场布置、结构参数以及回采、充填工艺过程。生产实际应用表明， 盘区宽进路机械化充填采矿法具有安全性高、生产能力大等优点，满足了矿山生产要求，同时也为 国内外同类开采条件矿山提供了可借鉴的经验。 关键词盘区；宽进路；充填采矿法；机械化；安全高效 中图分类号r I D8 5 3 ．3 4 3文献标志码A文章编号1 0 0 1 1 2 7 7 1 2 0 1 2 0 4 0 0 2 4 0 3 山东黄金矿业 莱州 有限公司焦家金矿 下简 称“焦家金矿” 寺庄矿区位于胶东半岛西北部莱州 市境内，南距莱州市2 8k m ，东距招远市2 5k m ，北与 马塘、焦家金矿床相临，行政区隶属莱州市朱桥镇管 辖。寺庄矿区是焦家金矿新近开发的矿区，随着黄金 市场价格不断上涨，黄金矿山的生产能力不断提高， 寺庄矿区有着丰富的资源，寺庄矿区的开采将为焦家 金矿的发展发挥重要作用。 寺庄矿区早期由于民采形成了大量的采空区， 2 0 0 6 年被山东黄金集团有限公司兼并后划入焦家金 矿，采用上向水平分层充填采矿法，后来经过采矿生 产实践，将采矿方法改进为盘区宽进路机械化充填采 矿法，该采矿方法较之前应用的上向水平分层充填采 矿法在生产能力、安全性等方面有很大的提高。 1地质概况及开采技术条件 根据寺庄矿区金矿资源储量核实报告⋯，寺庄 矿区7 号矿体规模比较大，为矿床内主矿体之一。 7 号矿体赋存于焦家断裂带下盘分支构造的黄铁绢 英岩中，属密集节理带热液充填后蚀变形成的蚀变岩 型金矿床，矿体呈脉状分布。矿石为灰色，主要成分 为绢云母、石英、斜长石，金属矿物主要为黄铁矿，其 次有极少量的黄铜矿，矿石呈碎裂结构，块状和细脉 浸染状构造。矿体及围岩比较坚硬，稳固性中等。在 节理发育密集的地段比较破碎，易坍塌，回采时需要 注意安全。矿块的上盘围岩主要是钾化、硅化花岗 岩，下盘为黄铁绢云岩和绢英化碎裂岩，矿石与围岩 的硬度中等，可爆性良好。 收稿日期2 0 1 2 一O ，一1 2 基金项目国家自然科学基金和上海宝钢集团公司联合资助项目 N o ．5 1 0 7 4 1 7 7 ；山东省经贸委2 0 1 0 年科研资助项目 N o ．2 0 1 0 2 0 6 0 6 0 0 2 作者简介董金奎 t 9 6 4 一 。男，山东莱州人，高级工程师。博士研究生，主要从事采矿工程技术研究及管理工作；山东省莱州市金城镇。山东黄金 矿业 莱州 有限公司焦家金矿．2 6 1 4 4 2 - - _ ■叫 - - - - - - - ■ - - ●叫 - ■- - 卜。 。- 呻呻。。．．叶 _ - - 卜呻_ 呻呻 ．_ ●H - 斗呻 O r e b o d ym o d e l i n gb a s e do nM i e r o m i n es o f t w a r et o g e t h e rw i t ho r e b o d y r e s o u r c ee v a l u a t i o na n dd y n a m i cm a n a g e m e n t 一耐t hJ4b r e c c i ag o l dd e p o s i t si nQ i y u g o um i n ea r e aa se x a m p l e s Z h a oL u l u l ，H u a n gS h a o f e n 9 2 ，X u eM i n g h n a n l ，R e nF a n g y u a n l 1 ．J i n y u a nG D 比M i n i n gL i m i t e dL i a b i l i t yC o m p a n y ；2 ．C h i n aG ；D 埘G r o u pC o r p o r a t i o n A b s t r a c t W i t ht h ep o p u l a r i z a t i o no fd i g i t a lm i n i n g ，o v e r s e a sm i n i n gs o f t w a r eh a sb e e ni n t r o d u c e di n t od o m e s t i c m i n e s ．R e s e r v ei sc a l c u l a t e dw i t ht h eM i c m m i n es o f t w a r ea n di sc o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lc a l c u l a t i n gm e t h o d s ，t h e r e s u l t so fw h i c ha r ec l o s ee a c ho t h e r ．A p p l y i n gM i c r o m i n et oc o n d u c tm e a s u r e m e n to fJ4b r e c c i at y p eg o l dd e p o s i to f d i f f e r e n ti n d u s t r i a lg r a d e s ，w ec o n c l u d et h a tt h eo r e b o d yf e a t u r e dw i t ht h eh u g eb u tp o o rc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h a ti t h e l p si n c r e a s ee c o n o m i cb e n e f i t si fi n d u s t r i a li n d e xi sp r o p e r l yl o w e r e d ．T h u st h eq u i c kd y n a m i ce s t i m a t i o no fM i c r o - m i n et oe v a l u a t er e s o u r c e sd i s t i n g u i s h e st h es o f t w a r ea sh e l p f u l ． K e y w o r d s M i c r o m i n es o f t w a r e ；O r eb o d ym o d e l ；r e s o u r c ee v a l u a t i o n ；d y n a m i cm a n a g e m e n t ；Q i y u g o um i n ea r e a ； J4b r e c c i at y p eg o l dd e p o s i t 编辑宿晓静 万方数据 2 0 1 2 年第4 期／第3 3 卷 3 1 0 2 矿块平均长度6 0m ，平均走向为3 7 。，倾角 为6 8 0 ；平均矿石品位2 ．1 1 昏／f ，矿石量2 0 02 3 2t ，金 金属量4 2 2 ．5k g 。 3 1 0 2 矿块受矿床成矿影响，属密集节理带热液 充填后蚀变形成的蚀变岩型金矿床，7 号矿体没有明 显的主构造控矿断裂控制，其成矿条件复杂，构造裂 隙分支复合现象发育明显；矿块的水文地质条件简 单，矿岩富水性较弱，疏于性较好。无滴水、淋水现象， 局部有滴水现象发生。 2 盘区宽进路机械化充填采矿法 2 ．1 采矿方法简述 根据矿体形态、赋存条件、矿岩稳固性、水文地质 条件、现有的开采技术条件以及前期施工的部分采准 工程，3 1 0 2 矿块设计选用盘区宽进路机械化充填采 I I 十Ⅱ 蓬妥 。望 』业兰』一一 ⅢⅢ 矿法，沿矿体走向每隔1 0 0l r l 划分一个盘区，由下而 上逐层回采，每一分层则划分成若干进路，以进路为 单位回采与充填，先回采一步进路，铲运机出矿，采后 胶结充填，待一步进路充填接顶并养护一定时问之 后，再回采二步进路 见图1 。由于每条进路回采 后，都及时进行了充填并接顶。有效地控制了顶板暴 露面积与时间，达到了控制采场地压和安全回采的目 标‘2 ’”。 2 ．2 采场布置及结构参数 在矿体脉外布置脉外运输巷道，规格2 ．5mx 2 ．5m ，向上每隔1 5m 布置分段巷道，规格2 ．5mx 2 ．5m ，各分段问布置规格3 ．1m 3 ．0m 辅助斜坡 道，用于设备、材料的运输，每个分段巷道布置1 个直 径2 ．5m 溜井，将各分段矿石、废石通过溜井溜到出 矿平巷，通过脉外运输巷道统一出矿。矿块留有 Ⅱ一Ⅱ 1 一脉井迳，- 巷柚№．5 m x 2 ．5m 7 - - 庸柱 5m 2 - - 辅助薪皱道伍Im 3 ．om 8 - - 充填 3 - - 出r 穿咏 2 j m X 2 ．5m 9 - - - 未落矿石 4 - - 分段穿脉 2 j m x 2 - 5z a 1 0 - - 充填曩月卉C z 2 m x l ．8 l a 5 - - - 薏r 粕n ．5m 1 1 - 油墨撒1 ．5 m 1 ．5m 6 - - 上中氍蓬馨蝴j m x 2 ．5m 1 2 - - - 覆雇洱勘j Ⅲ 图1盘区宽进路机械化充填采矿法示意图 5 ．0m 的底柱。在矿房中间设置充填通风天井，规格 为2 ．2m x l ．8m 。在紧靠矿体下盘，布置泄水井，规 格为1 ．5m 1 ．5m 。 2 ．3 采准与回采工艺 1 采准结合现有工程，在3 0 1 2 矿块原施工的电 耙道拉底巷基础上进行扩帮压顶至铲运机运行要求， 利用原有的漓井和回风充填井，施工采场泄水井及通 道形成采场的通风、出矿、充填泄水等系统。 2 回采回采进路根据岩石情况确定进路规格 为3 ．0m 3 ．5m ，后进行扩帮2 ．0i l l ，形成5 ．5m 的 宽进路。 3 凿岩爆破采用7 6 5 5 型风动凿岩机凿岩，眼深 2 ．0 - 2 ．5m ；防水乳化油炸药，人工装药；起爆器材为 非电导爆管、徽差雷管，孔底反向起爆。 4 通风采用局扇压入式强制通风，局扇选用 J K5 8 1 一N O ．4 型节能风机。新鲜风流由斜坡道和 泄水通风井供给，污风由采场回风上山排至上中段回 风巷道。 5 出矿采用s T 一2 D 型柴油铲运机将工作面崩 落下的矿石经采场联络巷运至采场矿石溜井。 6 二次破碎对于尺寸大于4 0 0m 的块矿采用 人工或爆破方式进行二次破碎。 2 ．4 充填工艺 为减小采场顶板暴露面积、缩短暴露时间，有效 维护顶板稳定性，进路回采结束需及时封闭采空区并 进行接顶充填。采场充填工艺是每中段第一分层进 路回采后，施工钢筋混凝土假底；采用焦家金矿生产 的新型尾砂充填胶结材料 该胶结材料与普通水泥 万方数据 黄金 胶结材料充填相比，具有早期凝结性好，胶结材料用 量少，充填料流动性及可泵性好，充填后可快速达到 要求强度，无毒、无害、无放射性，对选矿回收无任何 影响，综合性能指标明显优于普通水泥胶结材料；经 过室内对比试验和现场工业化试验，对比试验结果表 明，新型尾砂胶结材料胶结充填相对普通水泥胶结材 料充填，强度指标优势明显，如1 1 0 和l 2 0 新型尾砂 胶结材料胶结体强度要分别高于1 4 和l 1 0 水泥胶 结材料胶结体 ，采场充填l 1 0 新型胶结材料胶结 体1 ．0m 厚，内配网度3 0c m 3 0c m 钢筋，作为底柱 回收的人工假顶；一步进路回采后，下部充填l 2 0 新 型胶结材料胶结体，顶部0 ．4m 用l 1 0 新型胶结材 料充填接顶；二步进路回采后，底部用素 全 尾砂非 胶结充填，顶部0 ．4m 用1 1 0 新型胶结材料充填接 顶。 2 盘区宽进路机械化充填采矿法提高了采矿安 全性，每条进路采完及时充填，有效地控制了顶板暴 露面积与时间，达到了控制采场地压的目标。 3 盘区宽进路机械化充填采矿法与普通进路机 械化充填采矿法相比，降低了采矿贫化损失，矿石贫 化率由原来的8 ．5 ％降低至4 ．3 ％，采矿损失率由原 来的7 ．3 ％降低至4 ．9 ％。 4 盘区宽进路机械化充填采矿法与普通进路机 械化充填采矿法相比，直接采矿成本由原来的 3 5 ．8f f _ ／t 降低到3 0 ．6 影t ，降低幅度达1 5 ％。 5 使用l 1 0 新型尾砂胶结材料充填体代替l 4 水泥胶结材料充填体，可节约充填成本4 4 。6 3 元／m 3 ， 降低幅度高达4 5 ．7 ％；而以l 2 0 新型尾砂胶结材料 充填体代替l 1 0 水泥胶结材料充填体，可节约充填 成本1 2 ．0 3Y r , ／m 3 ，降低幅度达3 0 ％，经济效益显著。 3 结论 ⋯刘日富擦小宁，沈』耋主蔷嚣莱州市寺庄矿区金矿资源 1 盘区宽进路机械化充填采矿法是在上向水平 等艺釜报制刚济氨山东黄金集团地质矿产勘查有限公 分层充填采矿法的基础上，采用宽进路开采，较上向 [ 2 ] ；釜像金属矿床地下开采[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 4 ． 水平分层充填采矿法有了很大的改进，增加了盘区可 [ 3 】余磊，赵中波．上向分层进路式充填采矿法生产实践及改 布置采场数，提高了盘区生产能力，由之前的1 5 0t ／d 进[ j ] ．有色矿山。2 0 0 3 。3 2 3 9 1 2 ． 增加至4 0 0t ／d 。 A p p l i c a t i o no fm e c h a n i z e db a c kf i l l i n gm i n i n gm e t h o dw i t hw i d ep a n e la c c e s si n S i z h u a n gm i n i n ga r e ao fJ i a o j i ag o l dm i n e D o n gJ i n k u i l ，Z h o uS h i l i n 2 ，Z h a n gZ h o n g h u i l ，Q i uJ u n g a n 9 1 ，S iC h e n g b i n l 1 ．J i a o j i aG o l dM i n e ，S h a n d o n gG o l dG r o u p ，L a i z h o u ； 2 ．S c h o o lo fR e s o u r c ea n dS a f e t yE n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ec o n d i t i o n so ft h eS i z h u a n gm i n i n ga r e ao fJ i a o j i ag o l dm i n e ，c o n s i d e r i n gw i t ht h ee c o - n o m i c a l ，s a f e ，a n de f f i c i e n tm i n i n g ，S i z h u a n gm i n i n ga r e a ，o nt h eb a s i so fu p w a r d sh o r i z o n t a lc u t - a n d - f i l lm i n i n g m e t h o d ，t h em i n i n gm e t h o dW a sc h a n g e di n t ot h ew i d ep a n e la c c e s sm e c h a n i z e db a c kf i l l i n gm i n i n gm e t h o dw i t hw i d e p a n e la c c e s s e s ．T h ep a p e ri n t r o d u c e sc o r r e s p o n d i n gc o n f i g u r a t i o no ft h i sm o d i f i e dm i n i n gm e t h o d ，s t r u c t u r ep a r a m e t e r s ，a sw e l la ss t o p i n ga n db a c kf i l l i n gp r o c e s s ．T h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o np r o v e dt h a tt h i sm e c h a n i z e db a c kf i l l i n g m i n i n gm e t h o dw i t hw i d ep a n e la c c e s sp o s s e s s e sh i g h e rs a f e t y ，h i g h e rp r o d u c t i o nc a p a c i t y ，e t e ．，a n dm e e t st h em i n e p r o d u c t i o nr e q u i r e m e n t s ，m e a n w h i l ep r o v i d e sr e f e r a b l ee x p e r i e n c e sf o rm i n e sw i t hs i m i l a rc o n d i t i o n s ，d o m e s t i ca n da - b r o a d ． K e y w o r d s p a n e l ；w i d ea c c e s s ；b a c kf i l l i n gm i n i n gm e t h o d ；m e c h a n i z a t i o n ；s a f ea n de f f i c i e n t ． 编辑邢万芳 欢迎订阅简明黄金实用手册 该手册由东北师范大学出版社出版。系统地介绍了中国黄金科研、生产的实践经验和工艺。内容包括黄金地质、岩金矿、砂 金矿的找矿与评价；岩金矿山地质；岩金、砂金开采；金的选矿、冶炼；金合金及其加工与金的再生回收；金银分析；黄金企业生产 环境保护等。该书可供黄金矿山生产- r A ．、干部及工程技术人员使用．也可供从事黄金生产的地质、科研、设计等部门的工程技 术人员和有关院校师生参考使用，还可作为矿山职工技术培训的参考教材。数量有限．欲购从速。 定价简装本7 0 ．0 0 元 含邮费 ，精装本1 0 0 ．0 0 元 含邮费 。 地址长春市南湖大路6 7 6 0 号长春黄金研究院信息中心 电话0 4 3 1 8 5 5 1 4 5 8 6 3 0 6 8 传真0 4 3 1 8 5 5 2 1 8 6 1 邮编1 3 0 0 1 2 电子信箱s s b 3 0 6 8 1 2 6 ．c o n l 万方数据 盘区宽进路机械化充填采矿法在焦家金矿寺庄矿区的应用盘区宽进路机械化充填采矿法在焦家金矿寺庄矿区的应用 作者董金奎， 周士霖， 张忠辉， 邱俊刚， 司呈斌， Dong Jinkui， Zhou Shilin， Zhang Zhonghui， Qiu Jungang， Si Chengbin 作者单位董金奎,Dong Jinkui东北大学资源与土木工程学院;山东黄金矿业莱州有限公司焦家金矿， 周士霖 ,Zhou Shilin中南大学资源与安全工程学院， 张忠辉,邱俊刚,司呈斌,Zhang Zhonghui,Qiu Jungang,Si Chengbin山东黄金矿业莱州有限公司焦家金矿 刊名 黄金 英文刊名Gold 年，卷期2012,334 本文链接