小铁山矿采矿方法沿革概述(1).pdf

，’ 一 2 { l 9 9 6年第 l 期 _ j 、 铁 山矿采矿方法沿革慨述 l 9 小铁山矿采矿方法沿革概述 程永 昌 白银 有 色金属 公 司小铣 山矿 白银 7 3 0 9 0 0 要介 绍 了小 铣 山矿 所用 采 矿方 法及 其开 采方 案 的演 变过 程 ，针对该 矿复 杂的 地质 条 件和困难的开采技术条件 ，引进国内外先进技术 ，采用了合理、有效的技术措旌和先进高效的无 轨设备， 确立全 旌上向巷道式充填法，取得了 较好的技术 经济指标和经薪效益。 关 l 调开． 法苎 鳖 世巷 苎 型 锁 矿 ／ ＼ 一’ 采矿 方 法是 矿 山生 产最 主 要 的工 艺 依 这在一般矿 山是少见的 。两类采矿方法的更 据。根据矿山不同的矿 岩赋 存状 况 、开采技 术条 件 、生产规模要求 、资金投 入数 量 、经 济效益 、采掘 设备应用 可能 、职 工紊质等 主 客观 因紊 ，选 定适合该矿的采矿方法 ．以满 足安 全、高效率 、高效益的要求 ．这历来 为 矿 山工作 者所重视 。 小铁 山矿 自 t 9 6 4年第二次基建 以来 ． 先 后使用过两类采矿方法 一是前 期的崩落法 - 二是近期的 充填法 这 两类 方法在实际生 产 过程 中． 又有不 同的方 案 ． 前 后已超过 l 0种 ． 迭 ．始于 ] 9 8 6年的矿 山技术 改造 。目前 ，矿 山 已全部实行上向巷遭式 尾砂胶结 充填采矿 法 。 一 、矿床赋存 的基本状况 l 、矿产资濠 小铁 山矿是 一个多金属矿 山 ．主元 素为 铜 、铅 、锌 、金 、银 、硫 ．均 具单 独开采价 值 。此外 ，尚有多种稀散元 紊．有的具有工 业 利用价值 ．见表 l 。 各种叠■元素含量衰 衰 l 原 幡收到 日辫 一1 9 9 j 0 9 0 8 维普资讯 甘 肃 有 色 金 属 1 9 9 6年 第 l期 矿 山 虽 经 多 年 开 采 ．仍 保有 较 为 丰富 的 储量 可 资 利 喟 。 工业 储 量 8 2 7 ． 8万 t ， 铜 、 铅 、 锌综 台品 位 1 0 ． 3 7 ， 金 、 银储量 及品 位亦 可 f 截至 1 9 9 4年底 。按 目前矿 山生产规模 2 6 万 t ． ．仍可开 采 3 0年 。 2 、开采技术条件 矿床 属急 倾斜 ．局部有反倾．成矿母 岩 为石英角斑凝 灰岩 矿床缺步厚大矿体 ，平 均厚 度 5 ～5 ． 5 m．走 向长 度 不大 设计 为 7 0 O re ，且矿 体空 间形态变化复 杂 ，其厚度 、 倾角 、走向长度 、品位 、矿种均有剧烈变化 ． 很难掌握。除块状矿外 ，其余近矿匿岩及矿 体稳固性 较差 ，扳易发生片邦 冒落 ；凝灰岩 及浸染矿遇水泥化 ．作业条件恶劣 ；地质构 造多变 ．工程地质复杂 ，对安全生产极为不 利 。 ． 对如此宝贵的矿产资源 ．总希望能多采 出一些 ，产量能逐年提高 。但是复杂 、困难 的地矿条件制约着生 产．于是 寄希望于采矿 方法 ， 这就是 3 0年来 没有停止采矿方法试验 的 主要原 固。现在主 客观 矛盾 的解决 已有一 些 眉 目。 二 、崩落法 使用情况及存 在 问题 1 9 8 0年 以前 ，先 后 试验 的崩落 法 方案 有 带 钢筋混凝 土假顶 、金属 支架 电耙道 出 矿的小中段崩落法 ； 分层崩落法 ， 刚性假顶 、 无底柱 低分段崩 落法 ；柔性假顶 、无底柱低 分段崩落法 ； 双分段 、 无底 柱分 段崩落法 ； 无 底柱分 段崩落法 等 。 这些方案试验时 间不一 ， 由于各种原因 ，仍然确定无底 柱分 段崩 落法 为投产后使 用的唯一方法 自 1 9 8 0年投 产至 1 9 9 0年技改结束 ，现在仍 有少量贫矿存 有 中深孔等待落矿回采 这种方法回采了一、 二 、三 中段 。 当时 ，世界上一些有色金属矿 山正 采用 无底柱崩落法 ．它具有高效 、安全 、管理 简 单等优 点．且技 术经济指标 尚可。但在小铁 山矿应 阁时 ．问翘却十分 变H { 1 、损失贫化夫。 损 失率和贫 化率分别 在 5 、4 5 ％以上 ，致使 出矿品位很低．采选 冶系统经济效益低下 2 、生产十分被动 由于采矿进路的坍 塌 冒落 ．造成重复支护 ，且维护不住 ．致使出 矿地点很少 ，个别时间甚至没有 下部采准 跟不上 亦有部分进路 冒落 ， 上部 已有的出 矿进路则尽量维持 ，常常 是一个月一条进路 只放 1 ～2排 中深孔 ， 而出矿昼夜不停 ．矿石 贫化很大 ，生产步履维艰。 3 、未 能实施正 规的生 产管理 和技 术管 理 。投产初期 ．曾制定 了一系列的 生产 、技 术管理制度 ．包括光面爆破 、 锚喷支护制度 ， 无底柱分段崩落法先进工艺管理和技术 汇总 等 可惜在生产 中没有很好地 贯彻执行 ，特 别是 不能 采用光爆 、锚喷技术，致 使出矿 进 路坍塌 冒落严重 、贫化损失恶化 ．以致 生产 被 动 。加上忽 视施工技术及管理 ，一味追求 工程 数量 ，生 产一直处于恶性循环 的境地 。 小铁 山矿 使用无底柱分段崩落 法 ．暴露 出来 的问题是严重 的．也是长期的。究其原 因 ．有客观上 矿岩不稳 ，方法本身具有贫损 大的缺憾 、但 不至于如此严重 ．更深刻 的原 固是主 观上 忽 视了对 生 产和技 术 的严 格 管 理 。 矿 山技术 改造正是针对崩落法的问题及 基于 充填 法近年 来在工 艺技术上的进步做出 的。管道输送尾砂技术的成熟和充填效率提 高及无轨采掘 设备 的使 用 ．使充填法 在采矿 强度 和经济效益上都有 了很大的提高 ，成 为 当今世界通用的采矿法 之一 。以改变采矿方 法 、 日 f 进 国外 无轨采掘设备 为主的技术改造 ， 彻底地改变 了矿 山以往 生产被动 、贫损大 的 局面 ，展现 出新 的面貌和发展前景 。见图 l 、 表 2 。 维普资讯 l 9 9 6年第 l 期 小铁 山矿采矿方法沿革概述 _ _ 圈 l 上向巷道式尾砂胶 结充填法 i 一运输 穿 脉 }2 一 阶段 运输 平巷 ；3 一 分段 联络 道 ；4 一溜矿 井 }s 一斜 坡道 小铁 山矿 技术改造引进设备一 览表 表 2 三 、充填采矿法使用情况 及新进展 在进 行矿山技 术改造工 程的同时 ，亦进 行了充填法的试验 工作 先后做过 “ 低分段 、 分条 风砂 胶结 充填采 矿法” 、。 高分段 、分 条 尾砂胶结 充填法 ” 、“ 机 械化 上 向巷道式尾砂 胶结充填法” 、 “ 菱形梯段尾砂胶结充填法 等 方案的试验 。出于满足产量 、 攻克 工艺难关 、 锻炼 职工 队伍等 为 目的 ，这 些试验都不同程 度地达到了要求 ，取得了较好的技术经济效 果 。 l 、充填材料及充填系统 小铁 山矿 充填法所 用尾砂 为公司铜系统 的选 矿尾 砂。铜选 厂设 立了脱硫和二级脱泥 的 一 级 泵站 ，通 过 油 隔离泵 加压输 送 ，经 1 2 ． 7 k in 管路 中间二泵 站 油隔离泵 再次 加 压 输送至矿 山尾砂胶结 充填材料 制备 站 ， 尾 砂与水泥混合搅拌后 ，经钻孔、井下管路输 送 至采场 。 整个尾砂输送及胶 结材 料制备 ， 在 输送距 离 、输送 浓度 、 自动化控制 程度等方 面都处 于国内先进水 平 。保证 了充填工 艺的 需 要。见图 2 。 2 ．上向巷道式尾砂胶结 充填采矿法试 验概况 东部矿体采 用机 械化上 向巷道 式尾砂胶 结充填法， 1 9 8 5年立项，1 9 9 3 年完成， 将近 8年时间 ． 该方案取 自瑞典博立登公司 ， 矿 山 曾派员出国考察学习，亦请瑞典专家来矿山 咨 询。 维普资讯 2 2 甘肃有色金属 l 9 9 6年第 1期 圜 2尾砂输送及 充填 制备 X - 艺示意 图 试验 中对凿岩台车光爆 掘进、铲 运机 出 矿 、锚杆 台车锚网支护工艺、机械化湿喷 工 艺和液体速凝剂应用 、采场 充填工艺 、充填 接顶新技术 、进路充填沉积特 征和强 度分 布 规律、采场结构优化模拟等项进行研究，克 服 了不利因素 ．取 得较 好技术经 济指 标 ，试 验 采 场 生产 能力 曾 达到 2 6 5 ． 3 t ／ d、损 失 率 5 ． 5 4 ， 贫化率 7 ． 8 。 同时还采 用和探索 了 一 些新技术 ，为确定该方法 在矿 山的主体地 位做 了许多有益的工作。1 9 9 4年底 ，在总结 充填采矿法各种试验方 案效果 的基础 上 ，经 过深入广泛讨论 ，决定在全矿全部实施 上 向 巷道 式尾砂胶结 充填法 地段不 同，方案 有 所改变 。通过 1 9 9 5年 实践 ，展现 了生产任 务完成得比较 主动 、 出矿品位大 幅度 提高 、 贫 损指标较 理想、 经济效益十分 良好的局面 。 从 而结 束 了长期试验 采矿方法 的不正 常现 象 ， 为矿 山今 后发展做 出了重要的技术决策 。 3 、 上向巷道式尾砂胶结充填法的一些改 进措施 该法引自国外技术，结合小铁山矿具体 条件做 了如下一些 改变和探索 1 第一分段标高确定为中段以上 1 6 m， 主要是保证 出矿溜井有一定的贮矿高度 。第 一 分层原来 为下 向．后改 为水平 ，以便改善 第 一分层的排水 条件 ．利于采掘作业 。第 一 分层敷设钢 筋网假底 ．且全部采用水泥尾砂 比为 l 4的充填料 充填 ． 当下中段上 向回采 与本中段联接时作 为回采顶板之用 ．保证作 业 安 全 。 2 采 用 ” 品”字型 布置采场 穿脉 。本 分 层矿块 中 间开 穿脉进 行沿 走 向进 路 回采 不搞间隔进路回采 同时在矿块两边界拉 开上一分层穿脉 ．既用于本分层进路充填接 顶 ．叉可在本分层开采结束时 ，立即进行上 一 分层的进路 回采 ，节省了穿脉的掘进时间 转 县时间 ．做到矿块连续 生产 ．见图 3 。 圜 3穿脉“ 品”字型布置 l 一 上分 层穿 脉 ；2 一 充填智 ；3 一 进路 4 一 挡墙 i 5 一 回采 分层 穿脉 3 进路 充填挡墙 改木挡墙 为空心砖挡 墙 ．保 留挡墙 中间溢流水排放槽 ，既节省了 维普资讯 1 9 9 6年第 l期 小铁 山矿采 矿方法沿革概述 2 3 挡墙架设 费 用．叉保证溢 流效果 4 东部较厚矿 体部分采用 4 m 分层高 度 ． 块状矿 中进 路规格为 4 m4 m； 漫染矿中 进路 则依矿体厚度 灵活 掌握 一般都 小于 4 m 宽 ， 穿脉巷遭规 格为 3 ． 6 m3 ． 5 m． 主妻是 保 证进路开 凿时 十字 路 口的 稳定 ．余 0 ． 5 m 厚 矿 石在充填前挑 下来 。西部矿体 采取 3 m 层 高 ，穿脉亦 可采取 同一高度 ，主要 是出于西 部矿体及 围岩不甚稳 固． 且矿体厚度不大 。 矿 块 长度基本 按 l O O m 布置 ．而 矿体边 缘延 长 部分则列 入相邻矿 块 回采 。 5 中段穿 脉运 输巷道 原则 上不穿过 矿 体 ，其长度 只保证 溜井放矿时能摆设一列矿 车的需要 。因为这些巷道是 下部 中段上 向回 采至此时将 成 为隐蔽工 程 ．届时对 回采十分 不 利 。 6 鉴于矿 山近矿 上下盘围岩不稳 ，授 易片邦的特点，将原设计的每一分层最后一 条进路实 施水砂 充填 ，全部改 为尾砂胶结 充 填，以保证整体充填效果 ．利于多中段作业 目前矿 山三个中段 同时进行 回采 。 7 采用高水速凝 固化材料充填 ，提高 了充填体强度和接 顶率 ，保证 回采安全 ，取 得好的充填效果。同时 ，由于充填过程中无 溢流水捧放 ，特别适用于小铁山矿凝灰岩遇 水泥化的这一特定环境 ， 改善 了作业条件 ， 避 免采掘 无轨设备损坏 ，节 省排水费用。综 合 效益十分 明显 。 ．四 、结 语 1 、 采矿方法的选择和确定主要是依据矿 山的 矿 岩 条 件 。 由于 具 体 情 况 不 同 ．导 致 采 矿方法的不 同 ．从而在安 全 、效率 、效 益方 面就呈现 出相当大的差异 。小铁山矿矿 床缺 少厚大矿体 。 走 向长度不 大 ． 开采 面积较小 ． 矿岩不太稳 固，属难采矿体 。遗佯 ．就很难 采 用太空 区、高效的采矿方法 。“ 先天不足” 使矿 山在 采矿方法选择上存在着 困扰 ． 同时 ， 使安全 、效率 、效益方面的提高成 为十分 困 难 的 问题 。 2 、采矿方法 的选 择和 确定 ． 在具体方法 和 方案方面具有相对正确性 、 甚 至是模糊性 。 一 味地 单纯企 望靠采矿 方法 就能解 决安 全 、 效率 、效益方面的问题是不现实的 。严格的 生产管理 和技术管 理是 一个有力的保证 ，可 使采矿方法 方案某些 方面的不足得 以弥 补 ，某些方面 的优势得 以发挥 。 3 、小铁 山矿 3 O年来 ．做 了多种采矿方 法 方案 的试验 ，花费 了许 多人力 、物力 、 财 力。经验和教 训是 深刻 地 。一个生产矿 山 变 为试验基地是荒谬地 。好在 矿山如今 已确 定 了采矿方法 ，更 力求 加强生产管理 和技术 管理 来达 到技 术经 济指 标的提高 ，在走过 一 段弯 路后 ，现已走到正 确的发展轨道 上来。 目前 ，矿 山在开采 技术 和采掘设 备现代 化方 面已达到较高水平 。相 倍 ．矿 山今后 只 要进 一步努力 ，将会 有更加美好的未来。 维普资讯