南非黑山矿的采矿方法.pdf

南 非 黑 山 矿 的 采 矿 方 法 ● 王宁蒋志 明编译 一，．-一 黑山矿于 1 9 7 0年开始勘探 ， 共探明三条 主矿化带 。 高品位的 B r o k e nHi l l 矿体显然是 首采 目标。该 矿体 1 9 7 6年 开始开拓 工 程， 1 9 7 9年 1 0月投产。现年矿石产量 1 ． 5 Mt , 选 厂生产三类精矿产品 银铜精矿、 银铅精矿和 锌精矿 。 该矿 主要开拓工 程为 一条提升竖井、 ～ 条 主斜坡道 ， 在竖井井底水平 以下还有一 条 副斜坡道 ， 主要用于倾角变缓矿段的开采。 B r o k e nHi l l 矿 体地质概况 B r o k e nH i l l 矿体 由两个整 合矿体组 成， 走向东西。东部矿体被 一条 j ～3 0 m厚的片 岩层切断 ， 西部产于一强烈褶皱带中 ， 矿体倾 向北 东东， 倾 角约 2 5 。 ， 矿体沿倾斜延伸到现 一 有勘探深度 8 0 0 m处 。上部矿体最 长走 向约 1 0 0 0 m， 下部矿 体约 6 0 0 m， 走向长度髓矿体 埋深的增加而 缩短 。 两矿体均 由高 品位、 透镜状厚大硫化矿 体和中， 低品位浸染状矿化带组成 ， 其下盘 围 岩为地 质圈 定的片岩 ， 上盘围岩则按边界品 位从常含磁铁矿岩层中圈出。高 总位矿体靠 近 F盘 ， 而中、 低品位矿体则靠近上盘 。 主要矿石类型 为方铅矿 、 闪锌矿和黄 制 旷。 矿体中无断层， 但谱皱相当强烈。填下赦 阿岩软弱 ， 上赢围岩稳固。 矿体倾角在界限清 晰的急倾斜 褶皱带 中几乎 为 9 0 。 t 而在某赡 世界采矿快报第 1 3 卷1 9 9 7 年第 2 期总摹 4 1 3 期 ， j 矿段则接近水平 。可采厚度在小于 5 m 到大 于 5 0 m 之间变 化 ， 确定矿体 可采厚 度时 ， 经 济因素起主导作用 。 深孔崩矿空场采矿 法 采矿初J } l『 ， 针对矿体中的急倾斜 、 高品位 厚大矿带 ， 采用丁深孔崩矿空场采矿法。 浚方 法成本低 ， 而矿石品位较高， 极有利于尽快收 回投资。 空场法矿房宽 2 4 m、 矿柱宽 2 0 m， 矿房采 毕充填后再 回采矿柱。在凿岩平巷中钻凿深 3 5 m、 孔径为 1 6 5 ram 的钻孔。爆下矿石直接 落人堑 沟， 铲运机 在堑淘中铲取矿石并 直接 运 佳 溜 井 卸载 。矿房 胶 结 充 填 体 强度 约 0 ． 7 MP a ， 矿柱采 用低强度胶结充填 ， 经 大臀 模拟试验 后， 茸采矿房的胶结充填体 强度 已 逐步降低。 在该矿带采完后． 对于矿体倾角变 缓阶 段， 不得 已采用 了采矿成本较高的 』 向分层 充填采矿法 。 上向分层充填采矿法 船 初，L 向分层 充填法适用于厚 度适‘ t 『 矿体． 分 层脚采工作耐宽度 嚏女 为 1 0 ’ ’ 。 2 0 m， 饭端情况 F则宽得 多。 分层回采高度 ⋯ ． 前叫采分层顶板 与充 维普资讯 填体 底板 留有 l m 高 的 回采 空间 以利于 回 采。 通过斜坡道横巷进入采场， 横巷经挑顶为 下分层服务。 采用 电动液压凿 岩台车凿岩， 铲运机 出 矿 ， 2 5 t 卡车运输 。每术分层回采工作面的 日 产量一般为 1 0 0 0 t 。 通风风流经斜坡道 流入采场， 流经分层 回采工作面， 再 由采场两侧的 回风天井流 出。 根据岩石条件进行支护 ， 主要 使用摩擦式锚 杆 ， 必要 时可采 用 1 5 m 长锚 索进 行加强 支 护。 对矿体局部厚大地段 ， 留方形矿拄作局部 支护 。 最初， 所有采矿方法的采准设计都是在 金刚石钻机按 2 5 m 间距 钻探 的基础上设计 的。 但是 ， 分 层充填采矿法的选别 回采灵活性 大， 需在全面埠制地厦条件的前提下推进回 采工 作面 ， 矿石边界应 由地 质工程师进行 日 常圈定。 采场拉底均 在各主水平之上进行 ， 中段 高度 7 0 m， 各拉底层整层采用水砂胶结充填， 并采用锚 固的横向钢绳和悬挂的焊接金属 网 加固， 以利于卞部矿体开采。在这之后， 后续 的 各分层用分级尾砂和掘进废 石充填 3 m． 其 上铺设 0 ． 2 5 m厚 、 灰砂 比为 1t 3 0的胶结 充 填料 ， 最后用 1 8的胶结充填料浇面 0 ， 7 5 m 浚胶结充填料为选 广未分级尾砂与波特兰 水泥的混合物 。 随着矿体的不断开采 ， 矿体可采厚度越 来越薄 ， 受褶 曲构造的影 响越来越严重。同 H } ， 下盘某些地段的岩层条件恶化。 回采条件 的变化要求对原有的分层充填采矿法作出相 应的改进。 关场斜坡道 改进上向分层充填采矿法主要是改变采 场斜坡道 的布置形式， 斜坡道将不再 布置在 废石中． 而是作为回采 1 艺的 一 部分， 掘进在 矿徘之中。 采场分两个步骤开采； 首先回采下 i 、 i薪 j 蘩介 i潞 l l lI 过渡经济国家采矿与矿物l Mi n m g a n dM in e r a l s I n t h el TransitioinalEconomies英 文 版 l} 著作者 J a me s P ， D o r i a nI 出版者 F TE n e r g yP u b l is h i n gl 地址； Ma p l e H o u s e ， 1 4 9T o t t e n h a mI C o u r t R d ， L o n d o nW1 P 9 L LE n g l a n dI 传真 4 4 1 7 1 8 9 6 2 2 7 5l 定价 3 5 0 英磅 5 6 0 美元ll 令后 1 0年中， 要发展几个大的过渡 经济大国矿枷和采矿部门需要大量投资0 敷十亿美元 ， 对于那些怠于7解在这0 些国作生意的复杂情和可能遇到的困难 l 的投资商来说， 机遇多多， 对那些想获得 0 最大回报的人来说， 可靠的信息是必不0 F T能源 出扳公 司最新 出版的这本 0 _书对全球过渡经济国家采矿和矿物部门0 进行了 全面分析，书中描述7政府如何 0 修改矿业政策以吸 引国外投资， 介绍了0 一 些投资机会， 并向投资者提供 7一些 0 实用的建议， 以减少在这些经济不甚稳 0 定的国謇的投资风险。0 报告中描述7大多敷过渡经济国家0 的共同特征， 以表格方式列出7俄罗斯、 }l 中国、 印度、 南非和秘鲁 5 国的采矿工业0 现状， 附图标明 7各国矿物资源的详细 0 分布状况， 列出7最具投资前芾的区域。 0 报告中还列出7各国的政治经济环境、 0 采矿I 业现状和发展过程 、 设 置的矿物 l 政蕞和投资法规 、 长期市场透视， 书中附 I 大量圈表 。0 维普资讯 侧矿体 此 阶段形成采场斜坡道 ， 尔后回采 上侧矿体 首先在拉底 水平上 ． 由回采采场 的一侧 掘进一条切 割巷道进 入矿体 ， 精采场走 向形 成二 - 条 高 5 m的切割 平巷 ． 在其端部上掘进 一 条通风天井， 而后沿矿体全厚扩帮， 形成拉 底 层。 充填排 水系统建成后 ， 便 可从设计的斜 坡道起点开始， 沿采场全宽用废石堆砌成高 4 m、 斜 长 2 O m 的斜坡道 ， 以满足 l t 5的坡度 要求。 接着开始下一分层的回采， 沿倾斜上掘 斜坡道， 使其顶板高于前一分层顶板 4 m以 上 ， 而后在 下侧矿体 中水平推进高 4 m 的分 层回采工柞面 ．矿石沿斜坡道运往原有 的进 入水平巷 道。 该工序不断重复 ， 直到采至上水平。 此时 便在采糖内形成一条完整的可用斜坡道。现 在可以庾采场拉底水平开始， 上向回采斜坡 道上侧矿体， 矿石转为运往上部水平。 当斜坡道用作较低回栗分层的通道 时， 可采出拉底层内的上侧矿体 。在此之前应掘 一 条通风天井。 充填排水设施建成后 ， 即可通 过充填封闭较低回采分层的通道 。 上层矿体拉底层充填后， 上侧矿体中的 常规分晨回采工作面即 以 4 m 高的分层 向上 回采。 ； 留顶柱的采场斜坡道 若矿体走向较长， 围岩条件较差 ， 则采用 留顶桂的采场斜坡道。 沿走向布置多个采场 ， 进 入所有采场的通道均布置在矿体中。受顶 柱保护的顶 柱内平巷为各采场提供 了一条连 续通道 在各主水平标高上 ， 沿矿体下盘掘进顶 住 内平巷。可在各主水平 留 4 m 厚的顶拄 作 为永久损失。各采场单独上掘一条短斜坡道 世界采矿快报第 1 a 卷1 9 9 7 年第 2 朔总第 4 1 3 期 通至拉底水平。 分段充填采矿法 在某些区段 ， 褶皱活动使 区内矿体变厚 ， 倾角变缓 在其中一段矿带， 试用三分段充填 采矿法 ， 采场沿走向长 2 0 m、 宽 1 5 m。分别在 采场的顶部和底部进行采场切割。 在上部凿岩硐室顶板安装 1 5 m长锚索 ， 同 时钻 凿一 切割天 井 和孔径 1 6 5 mm 的炮 孔 采场采用梯段式崩矿形式。 使用遥控铲运 机 出矿 ， 但集矿漏斗底部结构可能是更好的 替代方案。 一 旦采场回采完毕， 采空 区甩灰砂 比为 l一 2 0的胶结料充填 ． 以满足相邻采场 沿走 向长 2 O re 的回呆要求。 电扒 出矿采矿法 在 1 ～2 m厚的缓倾斜矿体 中， 由于矿体 太薄 ， 不适合采用标准机械化采矿方法 ， 若采 用机械化采矿方法 ， 则将造成矿石严重贫化 。 对这类矿体进行 了一项采矿试验 采场被 沿走向长 2 0 m、 间距 5 m 的斜矿 拄隔开 。 上 、 下水平晾内巷道之间的采场沿倾 斜下向回采 阶段高 3 5 m。 留5 m 厚的阶段问 柱以保护脉 内巷道 。 在交错布置的倾斜矿柱的每一侧各掘一 条采场天井 ， 工作面由此推进一直采 至间钍 ， 采用手持式凿岩机凿岩 ， 电扒 出矿 在下水平 阶段 间柱中按 一定的间距掘进 斗井贯通采场 ， 以便将矿石扒入脉 内巷道内 ， 铲运讥在隙内巷道 内出矿。上盘围岩的稳固 程度是 电扒 出矿采矿法应用是 否成功 的关 键 。 矿体形态 尤其是沿走向方 向 的不 规则 变化， 使 回采工作丽始终保持在脉内推进 十 分 困难。 ． ． 23 维普资讯