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第6 喜第 期 江西有 色金属 1 9 9 2 年9 月 极薄矿脉采矿方法试验总结 长沙有色金属专科学校 堂垩 Tp ； ． z f j 摘 要 车文介绍了石人蟑钨矿，铜山岭有色金属矿 红岭钨矿等矿开采简况，试验研究总 结 了胶 结底板分采充填法的回采工艺，阐述 了分采充填法具有降低贫化损失率，提高回采率 的特 点 ；同时也指出了此法存在的问题 。试验结果表明，为提高难采极薄矿脉开采的综合经 济效 益 ，应用 胶结 底扳 分采 充填 法是 一种 有效 逾经 。 关键词扳薄矿脉分采充填腔结底板综合经济效益 0前言 极薄矿脉的开采中倾斜极薄矿脉开采的 难度较大 。在我 国，极薄矿脉 的矿床开采占 有一定的比重。目前，对这类急倾斜极薄矿 脉的开采普遍采用留矿法或 电耙留矿j 去。多 年实践表明，此j 去开采贫化率大 ．矿石 回采 率低 ，采矿效益差，因此 ．寻求开采这类矿 脉有效的采矿方l法及其工艺 ，对改善企业经 济效益，提高矿产资源 的回采率具有重要 的 现实意义 。近几年某些矿 山开展了对此类矿 脉 的开 采试验 工作 ，取 得 了一些成 功的经 验 ．可供类似矿床开采条件 的矿山参考 现 介绍如下 。 1问题 的提 出 采矿方法试验是根据下列几个矿山所存 在的问题而分别进行研究 的。 a，石人嶂钨 矿石 人蟑矿 区北组倾斜极 薄 矿 脉 保 有工业储量 1 3 ． 8 6 万t ，W0s 金属 量 8 5 1 ． 5 t ，分别占该矿区l 9 8 9 年底保有储量 的1 7 和2 1 ． 2 ；由于该组矿脉的采矿技术 条件较为复杂 ，多年来 尚未寻求 出适 台该组 矿脉 的采矿方法进行开采 ，该矿区的中组及 收稿 日期 l 9 9 2 一 。 卜0 2 南 组矿脉开采标高 已下降到4 1 O m水平 ，而 北 组矿脉 开采 标高 尚停 留在6 3 8 6 7 8 m水 平 ， 回 采高差达2 0 0 多米 ，因而 已经影 响到 该矿床各组矿脉之间采矿顺序的协调 。 b ．铜 山岭有色金属 矿猫崽湾矿区 的倾 斜极薄矿脉 ．其 工业保有矿量占全矿工业保 有矿量的8 0 9 6 ；背后 山矿区即将闭坑，而猫 崽 湾矿 区还未选择 适合 的采矿 方法进行开 采 ，这 种状况 已影 响到 矿 山生 产的正常接 替 。 c ．红 岭钨 矿有 数条 与极倾斜矿脉相交 的缓倾斜极薄石英矿脉，脉厚为0 ． 0 7 0 ． 1 1 m 平 均 品 位达 到2 ． 8 9 9 6 。上部 已采 中段未 能寻求有效方法 回采 ，而拟列为表外矿量． 如果能有效开采 ，对 国家资源的充分 回收． 延长矿 山的寿命 ，具有积极 的现实意义 。 d 珊瑚锡矿长 营岭矿区 茸投产以来 ． 主要应用浅孔 留矿法开采．由于该矿床矿脉 形 态复杂 多变 ，在水 平和垂 直方 向分枝 复 合，弯曲，折断 ；在一个 中段高范围内，有 的矿脉尖灭，又相距若干米旁侧再现 ；有的 矿脉被断层错开数米 ．中段范围内矿脉不连 续 ；有 的矿 脉在一个 中段高范 围 内由陡变 缓，致使用浅孔 留矿法无法上采等等。 维普资讯 3 期 张运 良 极薄矿脉采矿方法试验总结 1 7 1 肺厚 m 0 5 1 细 角 。 4 5 5 5 矿石品 种 黑 钨 矿 品 位 1 0 * 矿 石 中等稳 固 稳 固 性 6 8 顶 板砂 质板岩 ．石英 岩 ． 围 者 f 6 8 底 板 砂 岩 板岩 匪 岩 f -8 一1 0 构 造小断裂 节理较发育． 最 大水平断距 1 2 m l 1 ． 4 Z l1 ． 4 5 l1 ． 0 7一 l 1 1l 3 547 l 铜 、铅 锌 银 黑 钨矿 Cu暑 2 9 7．Pb一2． 7 7 3 0 0q Zn鲁 l 9 7，Ag 2 5 5 g ／ t 中等 稳固 含钨石英 脉 f ；8 稳 固 大理 岩或大理 化敏岩 中细粒花 岗岩 较 稳固 ．f 1 0 一l 2 f 一 1 0 一l 2 大理 岩或大理 化藏岩 中细粒花 岗岩 l l一 1 0一 l 2 l l- 1 0～ l 2 构造不发育 受构造应力作用 矿区构造复杂 a 55 5 5 7 0 钨 镯 W O ， 0 8 7 9 S nj 0 3 44 含钨 石英 脉 稳 固 泥质 砂岩 、石英 砂岩、蕊 岩 ．中等稳 固 ．f 8 1 0 泥 质砂岩 、石英砂 岩 灰岩 f ；8 1 0 断袭构造 复杂 并且矿 脉受裂 隙 构造严格控制 矿辣报不连续． 上述采矿技术条件及一些矿 山多年生产 实践表 明，单一浅 L 留矿法及其现用的回采 方案难 以适应其复杂多变的采矿技术条件， 有较大 比重的矿块难于回采至设计高度，导 致资源丢失较大。 d 石人嶂钨矿北组 慨斜 矿脉采空 区曾 造成地压活动，带来 了严重的事故，铜山岭 猫崽拇矿区顶板有一含水断层带，必须考虑 处 理空 区 ； 2 试验 工作 大 2 ． 1 极薄矿脒采矿方法的选 择应 强调 采出 产品的综合经济效益 四矿的采矿技术条件各有差异 但都属 于极薄矿脉 采矿方法的选择应满足下面几 个条件的要求 a 必须控制两帮岩体片落，保证 回采 工艺顺利进行及作业的安全 b 极薄矿脉的开采应严 格控制采矿贫 化率 提高出矿品位 减少选矿处理量 c 极薄矿脉通常是在品位较 富的情况 下才具有开采价值，因此 ，必须把矿石损失 减到 最 底 限度 e 由于 地 质条 件复 杂 ，矿 脉变 化较 采 矿 方法 应 具有 一定 的灵 活性 。 根据上述要求，技术上可行的只有分采 充填法 、电耙 留矿法或普通留矿法 。但是 为了使采矿方法不仅技术上可行 ．而且还必 须经济上合理 ，必须进行经济上的比较 以选 择最优方案。经济上的比较可根据下式来确 定 A M 等 rL c 】 十 c 8 m 。 i p ’ c { 三 ] 式 中 △M两 采矿方法采 选总成本 之 差 ，元 ； H 中段 高度 ，m ； 维普资讯 江西有 色空属 第6 卷 I 广--矿块 长度 ，m ， b 一矿脉厚度 ，m； 矿 石体重，t ／ m。 ； 矿脉倾 角． 。 ， c 留矿法采矿成本，元／ t ； c 分采充填法采矿成本 ，元／ t j c ； 选厂处理 成本 ，元／ t ； P P 分别为留矿法 、分采充 填法采矿贫化率， ； 、 分 别为 留矿法 、分采充 填法采矿损失率， 。 在矿脉条件一定的情况下 ，以上参数都 可 确定 ，于是求 出AM ，当AM 0 ，分采 充 填 法优于 留矿法 ；当AM≤0 ，留矿法优 于分采充填法 。通过技术与经济上的比较 ， 现已进行试验的矿块均采用胶结底板分采充 填法 ，但其工作面形式有差异 。石人嶂，铜 山岭采用上向水平工作面推进 ，而红岭由于 矿脉倾角较缓，采用了扇形回采工作面，如 图】 及图 2 所 示 。 图2 红岭钨矿扇形工作面分采充填法 l 一预留拉底港；2 一砂浆抉石隔墙 ． 3 一砂装 底板 4 丹采 充填 废 石 ； 5 一上 山联络 天井 6 饱 孔 ． 2 2 应严格控 制采准切割工程■ 由于矿块矿量少 ，应尽量减少采准切割 工程 ．降低单位矿石采切工程费用。分采充 填法采切工程一般有一个先行中央天井 、拉 底巷道、一个漏斗 人行顺 路井 随回采 向 上推进架设 。 2 ． 3回采工艺 分采 充填 法回果工 艺过程基 本包括 分 采矿石～ 出矿～ 充填准备一 分采废石充填～ 平场 一 胶结充填底板 。上述过程为一循环。 2 3 1 矿岩分采方式 。矿岩分采方式主要 有下列两类 ，一类是先采围岩 ．后采矿石 ； 一 类是先采矿石，后采 围岩。以上两种形式 也可交替进行 。至于采用什么形式 ．主要应 考虑顶底板围岩及矿脉的稳定性 ．矿脉的厚 度，矿脉与围岩接触情况等。 a 当脉厚大于0 ． 5 m且矿岩接触面不很 清楚时．应 采用先采脉石，后采围岩，如图 3的 a 所示 ，如果顶板 围岩不稳 固，也应 采用这种形式 b 当矿脉厚小于0 ． 3 m或矿体倾角较小 时，应采用先采围岩 ．后采矿石 ，或矿岩交 替分采 ，如图3 的 b 和 c 所示 。 f b 1 【 e 】 圈8 矿岩分采形式示意 图 a 一 先采 矿 石．后采底 板围岩 ； b 一 先采底 板国岩．后采矿石 c 矿岩交替分果． c 当矿脉厚度在0 ． 3 0 5 m之间，矿 脉如果稳固，矿岩分界面光滑清楚 ，可采用 矿岩交替分采。 维普资讯 第 3 期 张运 良 极薄矿脉采矿方法试验总结 l 7 3 至于分采围岩的部位应根据顶底板围岩 的 稳 固性 而 定 ， 如果 顶板 围岩 不稳 固 ．分 采 围岩应是底板围岩 ．如石人嶂钨矿 如果顶 底板围岩均稳固．可分采底板围岩，也可分 采顶板围岩 。根据作业面条件进行选择 ，如 铜山岭有色金属矿，顶板稳 固，先采矿石 ． 后 分采 底板 围 岩 。 2 ． 3 ． 2 凿岩爆破 。凿岩爆破是分采充填法 的关键 ，必须严格控制采幅，而采幅的控制 与设备的选型，炮孔的布置及爆破的方式关 系银大 。 a 凿 岩机 的选 择凿 岩 机 的选 择 应 根 据矿脉 的倾角而定 ，矿 咏倾 角Ⅸ 6 0 。 采用 a卜 先累脉石 后采围 岩炮眼 市置 XS P一 4 5 型 凿岩机 ；矿脉倾角 6 0 。 应采用 7 6 5 5 型 或 XT 一 2 4 型 凿 岩 机 钎 头 采 用 庐3 8 一 字 型钎 头 。 b 炮孔布置炮孔的布 置应根据分采 顺 序分别考 虑，不 同情 况 炮孔排列 如图 4 其 中 b 只用于矿脉稳定 并且脉厚 为 0 ． 5 m左右才采用 。如果先 采脉 石，眼距 为 0 ． 40 ， 5 m．最小抵抗线 为【 l l 5 m，如果先 采 围岩 ，由于采幅可增 大 ．孔距可适 当增 加。炮孔方位的确定是根据爆 破 自由面而定 的，它应控制两个方面的角度，- 一 是与矿脉 倾斜一致 ，二是向中央天井倾斜 b 图4 炮孔排列图 卜一 矿 脒稳 定先果脉石 炮眼布 置图 c 爆 破网络爆 破方式 采用 非 电微差 爆 破．雷管采用毫秒导爆管 ，矿石或围岩如 果坚硬 ，常采用图5 所示的爆 破网络 ．这样 可取得较好的爆破效果 蜮 图5 徽差爆破网络示意图 2 ． 3． 3出矿 因采用了胶结底板，出矿可 采 用 电 耙 以提高 出矿效率 电耙可采用7 ． 5 k w、 1 3 k w等小 功率 电耙 ．矿脉 为急倾斜 时 ．应将 电耙置于分层水平 ；矿脉较缓时， 应 将 电耙置于漏 斗附 近电耙硐室 处进行耙 运 出矿效率为3 0 t ／ 台班左右 c 卜一 先栗 围岩后 栗脉 石炮 眼 布置囝 2 ． 3 ． 4 充填任 。充填作业主要包括分采 围岩充填及胶结底板 胶结底板的作用在于 减少崩落在充填 面上的矿石和商品位粉矿损 失 ，改善出矿条件。原用削壁充填法是用木 板 ，橡胶、钢板 等作垫板 ．这样 作业条 件 差 ．材料消耗太，粉矿难以完全回收 为 了 减少胶结料用量，应搞好平场 工作 并且最 好在平场后辅一薄层河沙或尾砂 ．胶面厚度 8 E IT I 左 右 ， 胶 结时 加入 水 泥 用量 的 Z ． 5 的 速 凝 剂 ，胶 结料 的 下放 由 中央 天 井 下放 。试 验 证 明在8 c m左右厚 的底板 上进行凿岩 、爆 破 、出矿等作业 ．均来发生破坏 ，证明此厚 度及 工 艺是 可行 的 。 3 试验技 术经济指标 试验矿块 主要采矿技术经济指标．见表 2 维普资讯 4 江西有色壹属 摹 6 卷 寰2 主要采矿技术经济指标 指 标 石 人嶂坞 矿 铜 山． 争 有 色矿红． 争 鹌 矿 4 改进方 向 在上述试验矿块中，分采充填法的应用 是非常成功的，它回收率高、贫化率低、出 矿 品位高 ，是开 采倾斜极 薄矿脉 的有 效途 径，虽然单位采矿成本较高 ，由于贫化损失 指标有较大改善 ，故有利于产品产量的l综音 经 济效益的改善与提 高 。其缺点是 工艺 比 留矿法复杂 ，劳动强度也较大，效率低。因 此，分采充填法可进一步作如下改进。 a ． 必须加 强施工 管理及劳 动组织 ，严 格 按 工艺要求 作业 ，不断提高矿 块生产能 力 b． 为 了减轻 胶结 工作 劳动强 度 ，胶结 料可采用喷浆机在上 中段平巷 向工作面进行 输送和喷射 。 c ． 不同矿脉赋存条件不同 ，炮孔布置参 数应不断完善 ，分采方式也应作相应改变 。 d ． 有 的极 薄矿脉 厚度 变化较 大 ，甫 的 地段较厚，有的地段较薄，可采用分桌充填 与干式充填相结台的方式进行回采。 e ． 有条件的矿山，可推广金厂沟粱金矿 急倾斜极薄矿脉太矿块机械 化强化开采的经 验 ，以提高劳动生产率 上楼 第1 6 4 页 研究，势必充分发挥凿岩钎具的潜在效能 钎 头受载 极为苛刻 ．主要承受 循环交变载 荷 ，磨损和腐蚀作用 ．使之在凿岩过程中 自 身不断的磨钝 。如果继续使用时凿岩机输 出 能量不是 用于破碎矿岩 ，而以应力渡的形式 反射 回钎 刃．使钎头和凿岩机另部件受力恶 化 ，引起钎 头异常破坏 ，凿岩速度 急剧降 低 。因此 ，进行合理修磨工艺和设备研究势 必延长使用寿命的重要措施 。 可以预见，通过一系列的钎具研究的工 作 ，定会实现我国凿岩 钎具 的现代化和 振 兴矿业 的战略 目标 ，为促进矿山采掘工业 的发展做出贡献 。这是我们义不容辞的艰巨 任务。 参考文献 1 束 守志国内外凿岩钎具的发展。叠属矿山．1 9 9 1 0 2张国捧 ． 硬质 应用前景。凿 岩 机槭气 动工其 ．1 9 9 0 { 2 3 符夷雄． 硬质台叠钎头惨瞎技米探讨． 探矿工程．1 9 9 I 5 4 正 桂 尧． 论柱齿钻头柱齿折断勇 c 因及预防。中南矿冶 学院学 报 ．1 9 9 1 t 维普资讯