南和沟坑口采矿方法演变及发展.pdf

第2卷 第4期 V0 1 ． 2 No ． 4 采矿技术 Mi n i n g Te c h n o l o g y 2 0 0 2年 1 2月 D e c ． 2 0 0 2 南和沟坑 口采矿方法演变及发展 黄海根 中条山有色金属公司胡家峪矿 ， 山西 垣曲县0 4 3 7 0 4 摘要 阐述 了胡家峪矿 南和沟坑 口自建矿 以来采矿方法的改进和发展过程 ， 同时也从侧 面说明了一种工作方式精益求精 ， 可供广大工程技术人员参考。 关键词 采矿方法 ； 开采技术条件 ； 分段崩落法； 挤压爆破 胡家峪矿南和沟坑 口矿床属于高中温热液细脉 浸染似层 状铜 矿 体 ， 矿 体 位于 “同斜 向斜 ” 次一 级 “ 倾 向褶曲” 构造 中， 主要 出露地层为下元古界 中条 群蓖子沟组和余家山组 ， 主矿体为 3 、 5 、 7 矿体， 赋 存于黑色片岩和厚层大理岩接 触带 中， 矿 体倾 角为 4 5 。 一 6 O 。 ， 厚 度为 67 0 m。主要 采矿方法为 有底 柱分段崩落法， 截至 2 0 0 0年末， 共采出矿石 1 2 9 7 ． 2 万 t ， 最高年产矿石为 8 2 ． 5万 t 。 1 开采技术条件 1 含矿岩性为矽化 大理岩 ， f 81 2， 较稳 固 ， 如果没有断层 和其他构造影响 ， 巷道一般不需支护 ， 矿体与围岩接触不明显 。 2 矿体顶盘 围岩为黑色片岩 ， f 46 ， 稳 固性 差 ， 巷道掘进时需临时支护。 3 矿体 底 盘 围岩为矽 化 大理 岩 和厚 层 大理 岩 ， f 8 1 O ， 其稳固程度与矿体相似。 4 矿体倾角 与厚度分 区段不同而有所差别。 5 矿石属硫化矿 ， 以黄铜矿为主， 含硫较低 ， 无 自燃性 。 6 矿区 内地 质构造 复杂 ， 断层 、 节理 发育 ， 断 层多数与矿体走向斜交， 局部对矿体有破坏作用。 2 采矿方法的演变 南和沟坑口 1 9 5 8年开始建设 ， 1 9 6 0年简易投 产 ， 投产后存在的技术问题较多， 特别是开采顶盘不 稳 固中厚倾斜矿体 ， 在探索试验阶段 ， 曾研究了带顶 的分段崩落法、 垂直分条房柱法和封闭矿房分段崩 落法， 但都由于其各 自的缺陷而被淘汰， 使得生产长 期达不到设计能力。1 9 6 3 年 ， 经研究提出采用挤压 爆破落矿一步骤回采的有底柱分段崩落采矿方法 ， 同年进行施工 ， 次年生产试验取得成功 ， 立 即得到推 广 。1 9 6 4年 以后生产直线 上升 。3 O多年来 ， 该采矿 方法经过不断改革 ， 现 已 日益完善 ， 获得较好的技术 经济指标 见表 1 。 表 1 采矿主要技术经济指标 2 0 0 1年平均值 新 采 矿方 法 的试 验 经历 了一个 有 趣 的过 程。 1 9 6 21 9 6 3年 ， 在使用封 闭矿房分段 崩落法 时 ， 有 几个采场发 生意外 ， 切 割补偿 空 间形成 后 ， 突然塌 落 ， 补偿空间被填满 ， 不能形成封 闭矿房 ， 被迫在挤 压条件下爆破 ， 实际爆破效果 和矿 石破碎质量非常 好。紧接着在其他采场又进行了一次较大规模的挤 压爆破 ， 炸药量达 1 0 t ， 爆破效果也很好。在此基础 上 ， 大胆提出了挤压落矿单步骤 回采的有底部结构 分段崩落采矿 方法。当时 ， 国内外采矿 界对挤 压爆 破是否合理有很大争议。 3 O多年来 ， 有底柱分段崩落法是倾斜中厚矿体 的定性采矿方法 ， 一直再没有提 出改变 ， 但在具体 的 设计过程 中， 为求得设计损失 、 贫化 的合理化 ， 堑沟 接矿角度在不断的改变 ， 实质 上也 反映了采矿方法 在潜移默化的演变。 2 O世纪 6 O年代初 ， 开始采用分段崩落法时曾 作过放矿试验， 提 出覆岩下放矿 的最小放出角为 7 O 。 ， 应用时发现对倾斜中厚矿体按 7 O 。 设计 ， 底盘 维普资讯 第2卷第4期 黄海根南和沟坑 口采矿方法演变及发展 1 3 的损失贫化很大。在 2 0世纪 6 O年代后期到 7 O年 代后期的十几年中， 经广大工程技术人员不断探索， 堑沟接矿角度几经调整 ， 最后确定 为 6 O 。 ， 这样技术 经济指标才比较合理。 矿石在覆盖岩层下按椭球体理论放出是崩落采 矿法的本质特征 之一 ， 当堑 沟接矿 角度设计 为 6 O 。 时 ， 按此理论分析将会有 3 0 ％ 的矿石 留在矿房 内放 不出来。但实际情况并非如此， 根据多年来采场出 矿 的统计 。除个别采 场 由于爆破事故 的影 响外 ， 都 能达到设计应出矿量。实践证明， 矿石在采场内并 不一定是按椭球体理论放 出。从出矿过程 中也可以 看出 ， 很大一部分矿石是在 空场的条件下按矿石 的 自然安息角以剥离的方式放 出， 使 得该采矿方法在 本质上具备 了空场法 的特征 。为此有人 曾提 出， 该 采矿方法从放 矿理论 上讲 ， 应 称之为 “ 分段 空场崩 落法” 。 3 采矿方法的发展 3 ． 1 采准方案 1 矿体倾角在 5 O 。 以上 ， 厚度在 3 0 m 以上时 ， 采用有底柱分段崩落法， 电耙巷道垂直矿体走向布 置 ， 每个 阶段 分两个分段 回采 ， 分段高度为 2 5 m， 分 段布置采矿巷道 ， 回风道布置在底盘脉外 ， 采场进回 风系统独立 ， 采场作业干扰少 ， 开采强度大。 2 矿体倾角在 5 O 。 以上 ， 厚度在 73 0 m时 ， 电耙巷道沿矿体走 向布置 ， 每个 阶段分两个或 四个 分段 回采 ， 一般 上个 分段 “ 预 摘” 下 个分段 部 分矿 量 ， 既解决了三角矿柱部分井巷距采空 区近 ， 难于施 工， 爆破质量不好等问题 ， 同时也减少了井巷施工， 降低 了成本 。 3 矿体倾角在 4 5 。一 5 O 。 之间 ， 厚度不 大于 3 O m时 ， 我们成功 的采用 了分段空场法 ， 其采切工程 与 分段崩落法一样， 堑沟接矿角度变为 4 5 。 ， 上部留4 6 m的矿柱 ， 采用空 场 出矿 。不仅可 以减少分段 数 目， 而且损失率 、 贫化率及采 切比均有不 同程度的 降低 ， 这种采矿方法兼顾了空场和崩落两种采矿方 法的优点， 综合改善了技术经济指标。 3 ． 2 挤压爆破落矿 经过多年的实践和探索， 小补偿空间挤压爆破 落矿方式取代了大补偿空间的爆破， 简化了回采工 艺 ， 改善 了爆破质量。 1 以“ 丁” 字或“ 井” 字型拉槽为补偿空间的 挤压爆破落矿方案 每个回采单元均在矿体厚大部 位拉切槽 ， 并在槽内垂直向上沿全高掘切割立井 ， 爆 破时先以槽井为 自由面逐排挤 压爆破槽 内排面 ， 再 爆破切巷 内的深 孔排 面 ， 补 偿 系数 一般 为 1 2 ％ 一 1 8 ％。本方案的优点是 爆破规模灵活 ， 不受松动限 制 ； 由于崩矿是在 自创 空间下进行 ， 可靠性较高 ； 能 够适应不规则矿体爆破要求。 2 向相邻松散体挤压落矿方案 本方案要求 从相邻的采区放出本次崩矿量的 1 ／ 3 ， 以获得本次 爆破的补偿空间。其特点是 切割工程量少， 炸药单 耗低 ； 爆破效果好 ； 准备工作量小。 3 联合落矿方案 即向相邻松散体挤压和向 拉槽小补偿空间挤压爆破相结合的落矿方案。这种 方案在生产中被广泛使用， 该方案集中了前两种方 案的优点， 既能够保证爆破质量 ， 又降低了采切比。 3 ． 3 爆破参数的优化 建矿以来， 为了提高电耙出矿效率， 降低炸药单 耗 ， 减少大块率 ， 经过不断探索 和实践 ， 爆破参数几 经优化， 大大提高了分段崩落法的技术经济指标和 经济效益。根据多年来的生产实践经验， 凿岩爆破 参数优化可归纳于表 2 。 表 2 正常条件下的爆破参数 2 0 0 0年 ， 成功地应 用 了孔底起爆 技术 ， 有效地 控制 了大块率的产生 ， 大 大地 降低 了出矿二次火药 单耗 。经统计 2 0 0 1年全矿二次单耗为 0 ． 1 2 7 k g ／ t ， 大块率控制在 1 0 ％以内 ， 各项指标均 比较理想 。 4 结 束语 采矿方法对矿 山而言并不是一成不变 的， 首先 应熟悉矿床赋存条件， 根据矿床开采技术条件选择 技术经济指标最优的开采方案。 采矿设计人员必须开 阔思路 ， 放手去解决采切 比大、 损失贫化大等弊病， 作出符合客观实际的设 计 ， 综合改善技术经济指标。 随着科学的发展， 矿山必须重视引进和推广各 种新技术 ， 新工艺 ， 积极进行技术 改造 ， 充分发挥工 程技术人员的能动性， 促进矿山的技术进步， 提高矿 山效益。 收稿 日期 2 0 0 2一l 0 3 0 维普资讯