深水平金矿薄矿脉新的机械化采矿方法.pdf

8 国 外黄金参 考 } ； 磊 ．寺 窖 ，． ’。 ‘ ．脱 水 霆 时 ， 震 碎 括 托量 扩散 『 _ T 一 。 耒 白 u l g座 C C T丰阔 主釜存 蟹 凳 ⋯ 料 萼脱 蠹能 量 扩 教 -- 。。 一 I ’巳5 I．， 破 碎 榜 钜， 量扩 世 苊 司 ．． 水 无 毒 加 泵 j 占 克璃 田 8 长期方宴 地下废石破碎存在 许多方 案 。从过去 的经 验看 ， 可行 的方 案 包括 多于两 阶段 的破碎或 磨 碎是不可能的。一个方法就是单阶段完全 自磨 或半 自磨 ， 另一种方法就是使用颚式或破碎机 和 圆锥 破 碎机 产生 可 以加 尾矿 小于 1 5 ram 物 料 后者可能更吸 引人 可用最 小量水进行 破 碎 。因此 ， 可取 消尾矿 的大 量脱 水 和有效 的 分 级 。 减少 或排除分 级的需 要 ． 也有减 轻处理水 力 旋流器溢出残余物 问题的作用 。假定开拓废石 的 短距 离下落 ． 胶 结 尾矿最 有 前途 的应用 就是 混凝 土矿柱 的 建造 ， 那么大 量采 空 区将用分 级 尾矿 充填。 随 着矿 山深 度的 增加 ， 坚信 一 点就 是地 下 手选和精选将变成一个吸引人的方案， 通过利 用 大量粗废 料 和 少量 尾矿 与 胶 结 材料 完全 充 填采场以提高簸可能的采矿支护将是能的。 结论 评价 在这籍 论 文中 ， 回顾 了南 非金 矿 过去 与 目 前充填 实践 ， 并 努力对 将来充填要求作 丁展望 。 为满 足这 些 要求 ， 将 有一 个 涉及 许 多科 学和工 程项 目的广泛研究 与开发努力 的需 要 。这个努 力需 要在 充分 有效 工业 范 围协 调 ， 将 来注意 到 通过 根奉 的革新 不 能 引起技 术上 的改进 ， 但 宁 可通过 已知概念 的进 化与优化 。尽管解决 直接 和扳迫切与分级 尾矿 系统 有关的优越性 仅投是 自然 的 ， 但 阐述决 策 目的在工业 的 长期 需要是 同等重要的 。 在 满足发 展充 填技 术挑 战 中 ， 应 该 欣赏 充 填 法 形成 除 一 部分 高度 和 相互 作 用 的采 矿 系 统 因此 应该考虑到 其它领域技 术发展对这个 方法 的发展的影响 。 仅通过注意 全部细节 ， 满足 改进深 的含 金矿脉开采 和提供一 个安 全工作环 境 的主要 目的将 是可能 的 。 曹文贵高华林译王贵校 ⋯ 方 过去人们常把 采矿方 法 当做 一个配套的 系 统 ， 适合开 采平缓或倾 斜的板状 薄矿 体 ， 也包括 这种薄矿脉的采矿方法还 有更完整的原 则。即根据已掌握的情况， 寻求明智的决策 ， 依 维普资讯 深水平金矿薄矿脉新的机械化采矿方法 9 靠 采矿工程 师 的理 解力 ， 提出最 一般的原 因 、 原 理 、 方法 和理想 ， 并最 终形成最大效率 的采 矿 系 统 。 从 中提炼 供决 择用的原始数据通常 常 显示 很大 的变化 。 所 以 ， 所 有数据 属于这样一 种或 那 样一种 的分 布形式 ， 并不许绝对的 回答 ， 但最 好 可供 为预期 的结果 的 明智估 计之用 一 个有效 的 系统 是一个可靠的 系统 。可靠 的 系统 具备在 给定条 件下的指定时 间内能 充分 地 完成 它的功 能 。这里设计 的采矿方 法是 采矿 工 程 的传 统要 求 与机 电工程、 地 质 、 测 量 、 岩 石 力学 和环 境工 程的要求联合参与 的结 果 。 地 质 根据地质钻 L 、 结合三维地震波反射测量 整理分析 ， 探 测 出现 采的西 区金矿 WAGM 南 部 有 受 断 层 严 重 切 割 的 Ve n t e r s d r o p C o n t a c t Re e f VCR 和 Up p e r E l s b u r g均 匀矿 体 Kl i p r i v i e r s b e r g组的 1 0 0 0 m厚 的熔岩 相接 触 的 VCR矿 脉厚 度变 化 不定 ， 在 砾 石 带 中平 均 为 l 3 6 c m， 砾 石带 为 与凝灰 质熔岩 的底 部 相 接 触 的石 英 岩 阿格 为 3 0 c m， 3 0 c m 的夹 石层 偶 尔 含金 ． 所 以 预 计 在 VC R矿 脉 中它 将 被 大 范 围开 采 。VCR矿脉 向南倾斜 ． 倾角 1 4 。 和 l 5 。 之 间 。 Up p e r和 E i s b u r g位于北南方 向称 之 Up p e r E l s b u r g海 岩线 的东侧 ， 从远 离海 岸 线 向东 方 向厚度增 加 ， 海岩线东 1 0 0 0 m 处可达 9 0 m。 Up p e r E l s b u r g包 括可 采的含 金的 经 济 地 层 ， 厚 度 从 1 3 0 c m 至 某些 地 方 的 大 约 3 0 m 变 化 。为大范 围开 采 ， 在全部 Up p e r E l s b u r g区的 合适 水 平 ， 计 划用狭 窄的切槽来解 除应 力 。 构 造 位 于 自然东西走 向的走 向断层之上 的矿 山 北 部 线半 部被断 层进一 步分割 VC R 矿脉 成 l 8 分 区 和 Up p e r E l b u r g矿脉 的 1 O个分 区 。还 存 在 一个宽 的 向南倾斜 的突出的地质结构 。1 8个 VCR分 块 的 走 向距 离 不大 于 4 0 0 m， 一个 最 大 的沿 倾斜 向下 的尺寸 为 3 0 0 m。 图 1 描 绘 了 2 6 5 水平从 WA G M 南竖井到 南深部竖井的总体布置， 该区中竖井穿进 V C R 中 ， 斜 井进入 VC R矿脉 。 南井 F向 斜 耻 逼 运 辐一 圉 1 底层结构设计田 评 价 海 岸 线 西 的 VC R 矿 脉 是 较 好 品位 的 水 平 ， 计划 以 1 8 0 c m 的采场宽度大规模开采 。 有迹 象表 明 ， 海岸线东 部 最有前 途 的坚 固 的可采水平是 Ec顶部矿脉带 。 据预计 ， 海岸 线 东部以 1 3 0 c m宽开采作为应力解除切割。 为了建 立被开采矿 石 的经 济厚度作为块状 的或选择的狭窄采区， 这将为 U p p e r E l b u r g其 它部分系统 的凿 岩提供平 台。 采矿方 法 为了改善 深部 传统布置 需要 的较 高的预先 投 资 ， 以下 的 方 法被 用于 减 少 投 资是 有 效 的。 a 靠近北部 边界 下凿一 单段提升 的 2 7 2 0 m 深 的 人 工 堆砌 的 井 ； b 利 用 西 区南 井 击 除 内径 2 0 0 m 的 井 柱并 充填 ， 它先 于通 过开 采 和 充 填 水 平 的海 岸线西 约 4 0 0 m 凿 井 。 c VC R矿 脉 沿走向连续回采． 也采用沿倾斜向上回采． 主要 是 沿 倾斜 向下远 离竖井 回采 ， 所 以也无需 留竖 井 矿 柱 ； d 建 立 每 月选矿 的混 合 矿 ， 从 VCR 矿 脉 采 7 0 0 0 0 t ， 3 0 0 0 0 t从 E C窄矿 脉 回采 ； e 单一水 平 ， 也就是在 2 6 8 0 m 井 口之下 的 2 6 5水 平 ， 对人员、 材料 和吨位需要提供服务． 以保证 每 月生产速 度 为 1 8 0 0 0 0 t精 矿和 3 0 0 0 0 t 废 石 。 采 出的 3 0 0 0 0 t 吨 废石主 要 用 充填块 状 矿脉 采 场 。 f 用 高浓度矿泥充填 所有狭窄采 场 ； 每个 采 区将从 顶部 的人行井 ． 通过 2 6 5水 平 ， 一组 8 。 倾角的沿倾斜向上的斜坡道进入 一个斜坡道 用于运送人员材料， 另一为采区回风巷。以 8 。 维普资讯 1 0 国外黄 金 参考 4 ／ 1 9 9 6卷 的礅倾角沿倾斜向下的两个下盘斜坡道用横向 联 接 的 平 斜 坡道 为采 矿 到 回收 支 柱 和 自竖 井 2 5 0 0 m 的沿倾斜 向下的 圆弧 。高产量的 装载 和 连 续胶 滞运输 机运送 合适 块 度 的矿 石 和废石 。 将提供 高级的 开采和开拓 矿石 的运输 方法 。 采场设计 初始 的窄矿 脉开拓将沿 走 向开 拓一沿脉辅 助平巷 ， 井在沿倾斜向上方向留 1 7 m 和沿倾斜 向下方 留 1 3 m 的边缘 见图 2 朋 2 r林开 拓 一 个 8 m 和 7 m 宽 的 充填 带 分 别 紧 随 4 m 宽沿脉辅 助平巷 的上下 ， 用于进风 和排 风 ， 并排 除所需通风管 柱 长壁工作 面在第一 条 8 。 的贮 矿斜坡 道 或斜 井 的位置 到达 之后 开 始建 立 ． 围 3描述 了布置 是如何 实施 成走 向长壁 的 。 图 3也阐述 了 充填 体 中 间风 巷 的建 立 和 与 在 4 m 宽沿脉 巷上 面建立的 重 回风道 联系 的 方 法 。 矿 体倾 向决 定 了这样 一 个详 细布 置 清理 一 个 5 0 m 和一 个 3 0 m 的长 工 作面进 入一个 单 一 3 m宽贮矿斜坡道， 也就是 8 0 m工 作面由单 一一 个 3 m 宽 2 ． 5 m 高贮矿斜坡道 或斜 进清理 ， 这里要求沿倾斜向上开采。 圉 3 沿走向开拓面向下和向上的缺窄采场 2 ． 5 m的高度允许 3 3 ． 3 的巷道闭合 ， 图 3 和图 4 表示了倾角为 1 5 。 的矿脉的采场布置 。 贮 矿斜 坡道 和斜 井 在 8 。 微倾 角 ， 工作 面有 5 。 和 3 。 微倾 角 。 田 {潭 矿 辟 开 采 采场支护 作 为 区域 性 支护 的 充填 将 保 持 在 工 作 面 6 m 以内， 工作面支护将是变形杆 与走 向方 向 l m 和倾 向方 向 1 ． 5 m 的快 速 释放 的液 压 支 架 的联 合 。每 第三 条支护线 将是交错的液 压支 架 和 杆 的 支 护 线 ， 在 杆 与 液 压 支 架之 间相 距 1 ． 5 m， 如 图 5所 示 。这些 变形杆 将作 为区域性 支 护部分 留在充填体 中。在地质纤维袋内 ， 3 m宽 的带 内进行 充填 参见 图 5 。 -- 嚣 嚣 雷 5 薄矿酥竟护 巷道支护 为了容纳清理设备 ， 沿脉服务巷需 4 m宽。 储矿斜坡道或斜井只需 3 m宽。 经验表明， 相似 强度的凝灰质熔岩在这样跨度不可能只通过杆 或粗糙石垛支护来进行支护 。合适的支护是通 过在 1 ． 5 m 进行预拉应力注浆锚杆和 3 m 长钢 绳构架支护 ， 如图 6 所示 ， 与可能的钢丝网一起 将形成充足的支护系统。 维普资讯 罩水平金矿 薄矿脉新 的机械 化采矿方 法 ≤ 主 j 。 。 。 。 。 ’ 。 。 一 I 5 m 矿 腋 ■ ⋯ ． ． 、 一 4 巷道 。 ． o ．． 。 ． ． ．． ．． ．．一1 s 埘 矿 体 岩石 杆。 矿柱 ． 结构架 圉 6采 场巷 道支 护 薄矿瞬 工 作 面 清 理 每一工作面 将装 备一 台 5 5 k W 的设 备以供 工 作面 铲运 出碴 ， 工 作 面的 大部分将 沿 倾斜 向 下 回采 ， 具 有使 耙矿 机正 好 沿工作 面运行 及 清 理之 优点 。 水力冲刷将 用于清理散 落矿 石及铲 运 机路 径的清扫 。水 力冲刷将 帮助 提高工作面 清碴速度 到 6 0 t ／ h 储矿 斜破 道清 理 由工作 面铲 运 机送 到 储矿 斜 井 的矿 石 将 由振 动咀形 装载 机 装入 蛇形运 输机 ． 然后 这 种 蛇 形运输机将矿 石送至沿脉服 务巷底盘 安装 的 伸缩式 运输机 ， 再送 至同定的矿 石溜井。 由于 连续 装载 和运 输机 运输 ， 一般 设 备的 装载速 度可超过 l O O t ／ h 一 台振 动 咀 形 装 载 机 和蛇 形 运输 机 2 4 h 可装载 3 2 0 m 长工 作面的矿岩 。 凿岩 爆破 a 当使 用胶带运 输机时 ， 良好的破碎 块度 都是极 其重 要的 ， 采场没有合适 的块度 ， 则 可能 需要破 碎 ， 这 将使 整个系统不 能正 常工 作 。 ‘ b 实验表 明适当 的平 行炮 孔装药机 装药 及顺序起爆 ， 块度完 全可 以满 足运 输机 的要求 ； c 市售 有轨双 架凿岩 台车可 钻 l _ 2高 采 场 ， 精度较高的 l _ 2 m深平行钻孔， 二名操作员 用液压式凿岩机 每小时可 凿岩 2 5 m； d 爆破 计划 由泵送 浆 状炸 药 入孔时 再 加 入 渗氮 敏化 剂 ， 起 爆 由高速导 火索 和导火 索 安 全 器起 爆 ， 通 风的 布置 允许多发爆破 。 e 布置要求 高工作 面钻 凿 1 ． 2 m 深孔 时 ． 储 矿斜 坡道应锃 1 ． 5 m 孔 ； f 为保持正确的工 作面形状 ， 储矿 斜坡道 必 须每次 与 5 0 m 工作面 一起起爆 ， 3 0 m 工作面 必 须一 次起 爆 4 0 。这意 味着 3 0 m 工 作 而与 5 0 m 工 作面 爆破 是 在每 第 三 次 ， 第 五 次 、 第 八 次和第十 次爆破 等 。 g 动力柴油驱 动 的设 备在深 部不 及 电 力驱动的设 备受欢迎 。 然而 ， 柴油驱动的设 备有 许多优点， 最重要的是它的灵活和机动， 但在深 处缺 点开始超过其优点 。在 这应 用中决 定广 泛 利用 电力驱动设备 。 因为这 个原因 ， 振 动咀形 装载机 和它 的胶 带动输机 都将是电力驱 动 。 有几 种经 多次试验证 明有效的运输人及材 料 的方法 。最 实用的是 具捕捉钢 轨的无极绳运 输或 单轨运输 系统 。这两个 系统正 被估价 它的 应用可能 性 。 将使 用上方 电力架线和 短拖曳 电揽联接来 为振劝咀 形装载机 和灵活的胶带运 输机提供动 力 。工 作而使车和类似 电力设 备从 同样的 配电 系统中供 电， 这将去掉 传统 的 电缆安 装 。 结 论 采矿 系统 可分解 为单 独的要 素 ， 对 于整 个 系统有 效工 作而言 ， 工 作面布置 、 爆破 、 清理 、 支 护和通 风 ， 这 些要素是 完全 互相依赖的 。 这 个系统 阐述 了南非外金矿开采试验 与发 展 的技 术 的使 用将 设 计成 硬 岩金 矿 的开 采 布 置 。它具有 良好的传统南非金矿方法的优点 。 以上描述的系统对 传统的水平推进的 回采 布置有明显省力的优点 海外发达国家的地 下 采矿早已降低了劳动强度。对安全和健康因素 来说 ， 因为只有几个人暴露在这些因素之下， 所 以也有 优点 ， 它也改进 了劳动工薪和 成本关 系 。 对 所有意 图和 目的而 言 ， 该 系统 是高 度机 械化 的 ， 但 试验 良好而 简 单的设 备不要 求高 度 合格的维修人员。 高华林曹文贵译王贵校 维普资讯