铜坑矿采矿方法的变更与发展.pdf

第 l 7卷第 3期 1 9 9 7年9 月 矿 业 研 究 与 开 发 MI NI NG R ＆D ．1 7 NO ． 3 S e p t 1 99 7 ／ ， 铜坑矿采矿方法的变更与发展 王 ‘ ／ 陆锋 姜凡均 柳州华锡集团铜坑矿， 柳州市． 5 4 7 2 0 7 长沙矿山研究院． 长沙， 4 1 0 0 1 羹 ． 嚣 麓法 Q 的 8应o 甩 情 况x 。 束 ． 采 矿 法 经 历 1 数 次 变 革 和 发 展 。 本 文 简 介 1 各 采 矿 方 法 的 应 Jll 忖 况 』 ／ 体 竺 V C R 法 窆 兰 兰 兰 之 墨 秒／ 关 键 词细 富 矿 床 法 舒 段 空 场 法 方 形 采 场 ， ／ ， ／ ／ T H E C H A N G E A N D D E V E L O P ME N T O F MI NI I G ME T H O D I N T O N G I E N G MI N E L“ n g T o n g k e n g Mi n e o i L i uah o u Hu a x i Gr o u p - L i uah o u c i t y ， 5 4 7 2 0 7 J i n n gF a 畸u n C h a r 啦h a I n s t i t u t e o l Mi n i n g R e s e a r c h ， C hengs h a ． 4 1 0 0 1 2 AI L Cr RA cr I nTo n g k e n gMi n e t h ef i n e v e i n l e t o r e b o d y， 9 1 a n d 9 2o r e b o d l e s o Ⅻs t a g g e r i ng l y u p a n dd o wn ． S i n c e1 9 8 0 s - t h emi n i n gme t h o dh a s b e e n c h a ng e dt o t s e v e r a l t i me s a n d d e v d o p e d a l l t h e wa y ． Th i s p a p e r b r i e fl y i n t r o d u c e d t h e a p p l i c a t i o n s i t u a t i o n o f v a r i o u s mi n i n g me t h o d s an dt he g e h e r a [ t r e n d o f d e v e Io p me ri t ． KEY WORDS Fi ne v e i n l e t o r e b o d y ，VC R me t h o d ，S u b l e v e l o p e n - s t o p e mi n i ng me t h o d ，S q u a re 1 矿山概况及开采条件 柳州华锡集团有限公司 原大厂矿务局 是我国新兴的产锡基地， 目前锡金属年产量 万吨以上。铜坑矿是其主体矿山， 担负着集 团公司大部分矿石的生产任务， 1 9 9 6年锡金 属产量近 9 0 0 o t 。 铜坑矿原设计建设规模为 6 0 0 0 t ／ d ． 分 两期建设， 其中一期工程4 0 0 0 t ／ d ， 开采对象 为矿床上部的细脉带矿体， 采用无雇柱分段 崩落法采矿； 二期工程前期 1 3 0 o t ／ d ， 开采对 象为矿床深部的 9 1 厚富矿段， 采用空场嗣 后充填采矿法。一期于 1 9 7 9 年建成授产． 但 由于细脉带自然火灾的影响． 生产能力不断 第 t 作者； 工程师} 收瞢朗孵； I 9 ”0 4 一I 7 下降， 至 1 9 8 7 年 9 月后停产． 1 9 9 0 年改变采 矿方法后恢复 生产， 实际能力 为 1 0 0 0～ 1 5 0 o t ／ e ， 二期工程 9 l 厚富矿体的基建矿 块于 1 9 8 5 年开始供矿， 1 9 8 9年全面竣工投 产。 富矿言斜井投产后。 1 9 9 1 年已达 1 6 0 0 t ／ d 以上规模， 1 9 9 6 年实际生产规模达 1 8 0 0 ～ 2 o o o t ／ d 。 大广长坡矿区矿床是一个高、 中温热液 充填交代的锡石一硫化物多金属特大型矿 床． 保有工业储量锡金属5 4 ． 6万t ． 约占全国 的3 0 ％。矿床位千大厂背斜平缓东翼之次 一 级的长坡背斜轴部和西翼的横向裂隙内， 富集于层问错动构造交会地带。 矿床上都为急倾斜的细脉带 I 、 Ⅱ、 Ⅳ号 维普资讯 矿 业 研 究 与 开 发 第 l 7 卷 矿体。 细脉带矿体由多条平行的裂隙细脉组 成， 最大厚度达 1 1 0 m， 平均厚度 5 0 m， 走 向 北东 2 0 。 --4 0 ‘ ， 倾向南东， 倾角 7 ； 走向长度 6 0 0 m， 倾斜延伸 2 4 0 m ， 矿体赋存标高 4 5 5 -- 7 0 0 m， 矿石 、 围岩较稳固， 矿石 ，1 2 ． 6 -- 1 5 ． 6 ， 围岩 ， 9 ． 2 -1 5 ． 5 ， 矿体的夹石较多， 矿体 顶板 为碳质 页岩 及泥灰 岩， 畲硫较 多 1 t ． 0 4 ％ 且有可能 自燃， 地表允许陷落 中下部的 9 1 和 9 2 均为似层状缓倾矿 体， 9 1 厚富矿体走向近东西， 倾向北． 其中 厚 富 矿 段 储 量 达 7 0 0万 t ，锡 平 均 品 位 2 ． 0 4 ％， 锌 4 ． 3 6 ％， 赋存于 4 7 0 ～3 5 5 m标高 问， 走向长 5 0 0 m， 倾斜长 t O O --3 0 0 m， 倾角 l 5 ‘ ， 平均厚度 2 1 ． 8 m， 矿石和国岩稳固， ， l O ～ 1 8 。 2 铜坑矿采用的采矿方法 2 ． 1 历年来主体采矿方法的技术经济指标 铜坑矿从 1 9 8 0年开始用晃雇柱分段崩 落法开采细脉带矿体 以来， 接着用分段空场 法开采9 1 矿体富厚段。后来改用大直径深 孔采矿法开采， 目前此法 已成为该矿 的主导 采矿 方 法， 矿 石 量 占 全 矿 总 量 的 7 5 ％ ～ 9 O％ 2 ． 2 无底柱分段崩落法 用于开 采一期细脉带矿体。中段高度 9 0 m、 分段高度 l 2 ～1 3 m- 进路垂直于矿体 走向布置， 问距 1 0_m ． 上下分段迷路错开戚 “ 品” 字形。在运输中段与各分段的上下盘布 置脉外运输巷， 并相应设置矿石、 废 石藩井和 天井 ， 上下盘各有一条 电梯井。． 沿走向在矿体中间位置用深孔或中探孔 在各分段拉切射槽， 在进路中分别向上下盘 后退．回 采 用 C Z Z n7 0 0蛩鸳 岩台车 配 Y 0 8 0 及 Y G Z 一9 0型钻机凿中深孔。 ． 采 用挤 压爆破， 排间 最小抵 抗戡 为 1 ． 6～ 1 ． 8 m， 崩矿步距 3 ． 2 ～3 ． 6 m， 崩矿量 5 ． 5 ～ 6 ． 0 t ／ m。用铲 运 机在进路蛸 部后退 出矿． 设计贫化和损失率均 为 2 0 ％， 采用深孔强制 崩落顶板的方法形成 1 5 --2 0 m厚的安全垫 层来处理空区。 2 ． 3 中深孔分段空场法 阶段出矿分段凿岩的中深孔分段空场 法， 用于9 1 矿体基建矿块、 矿体高度不大及 矿床走向方向变化起伏的部位和细脉带改变 采矿方法后的开采。采场 长度 6 0 ～1 0 0 m， 宽度 l 3～l 5 m 高为矿体 的厚 度 2 0～ 7 0 n a ， 分段高度 1 l ～1 3 m。在采扬两蛸布 置通达各分段的措施天井， 在底部布置储矿 堑沟或底盘漏斗， 出矿平巷和 出矿进路与采 场底部联通 ， 出矿进路问匪 1 2 m， 在采场中 部矿体顼板最高处布置切割天井 用 YG Z 一9 O型钻机在各分段 巷道 中钻 凿中深孔， 最小抵抗线为 1 ． 2 m， 孔底距 1 ． 8 -- 2 ． 0 m， 从切割槽开始进行 后退式崩矿， 用 铲运机从进路出矿。 2 ． 4。 大直径深孔采矿法 大直径深孔采矿法即针对厚大矿体。 在 其上下部分别进行切顶和拉底， 从切顶硐室 用 R0 c ． 一3 0 6或 S i mb a --2 6 1潜孔钻机 向下 钻凿大直径 1 6 5 ram 平行深孔， 装填球状药 包或柱状药包进行爆破回采。用球捩药包进 行分层下向崩矿称 V C R 法， 在面 对切割槽 采用柱状药包进行侧向崩矿的称为大孔台阶 爆破 从拉底水平的出矿进路出矿， 用播控 铲运机清理残矿。目 前 9 1 矿体的开采主要 是采用大直径深孔采矿法， 细脉带也正在推 广应用。 ’ 、 ‘ 1 V C R法 v e R法用于高大采场的 矿房切害 I 槽和 矿柱橱 栗。 其具 生产能 力 大． 爆破破碎散果好， 无超爆或少爆及对两帮。 充填俸破l环小霹优点。 。 V C R 。法坶孔孔网参鼓为 3 m 3 m， 药 包最佳埋置深度2 ． 2 m， 采甩高威1力炸药徽 差爆破， 分层爆破高度 3 m左 右。 每米炮孔 崩矿量 2 0 2 5 t p 炸药单耗为0 ． 5妇／ t , 大块 维普资讯 第 3期 陆锋等铜坑矿采矿方法 的变更与发展 产出率 3 ％。 2 大孔台阶爆破采矿法。在采场已有 切割天并或形成切割槽后。 在大直径深孔内 装填分段柱状药包进行侧向爆破， 其生产能 力大， 爆破工艺比 V C R法更为简单。适用 于大规模的矿房回采， 不太适用于矿柱的回 采， 因为台阶爆破对两侧充填体的破坏相对 较大。 大孔台阶爆破采矿法孔 网参数为 3 m 3 m～3 ． 5 r n3 ． 5 m． 采用乳化铵油炸药或 粒状铵油炸药。 进行全孔柱状分段装药 空气 隔离 和微差爆破。每米崩矿最2 8 --3 0 t ， 炸 药单耗 0 ． 3 5 k g ／ t ， 大块产出率 3 ％--3 ． 5 ％。 2 ． 5 中厚以上板状矿体采矿方法 该采矿方法 目前正在工 业试验， 是针对 9 1 和 9 2 矿体中 8 ～2 5 m 的中厚板状矿体 的开 采方 法。采 场 长 5 O～6 0 m， 宽 1 2～ 1 5 m， 高为矿体 的厚度 8～2 5 m 。在采场 底部布置出矿平巷和出矿进路， 沿矿体底板 水平进行全断面拉底。在采场中部打一个通 风充填切割天井通达上水平。用 C s G l O 0 B 型高风压潜孔钻机 在拉底硐 塞进行 向上凿 岩， 钻凿孔径为 l 0 o ～1 1 0 m m 的上向平行或 扇形深孔。最小抵抗线为 1 ． 8 ～2 ． 0 m， 孔 网 参教为 1 ． 8 --2 mx2 m。 每米炮孔崩矿萤 l 2 -- 1 5 t ， 从切割槽开始进行后退式崩矿。 同时 用铲运机从采场端部进行后退式出矿， 残矿 用摇控铲运机清出。 2 。 6 采场的充填方式 目前开采的细脉带矿体和 9 l 矿体。 均 用空场法 回采， 采后的空场必须进行 充填 以 控制地压， 即将开采的 9 2 矿体的空区也必 须充填或采用充填法。 铜坑矿采空 区的充填方式有三 其 一为 水泥棒磨砂胶结充填， 它是通过采空区顶板 的充填天井或充填钻孔， 将地表制备后的水 泥棒磨砂浆充空区形成胶结充填体， 主要 用于低矮矿 房充填 和矿柱采 空区的垫层 充 填。其二为块石砂 浆胶结充填， 它是在水泥 槔磨砂浆充填的同时充填块石料形成块石胶 结充填体， 主要用于高大的矿房充填。其三 为干式非胶结 充填， 周围无需 回采的矿柱 采 场， 其空 区用废石或块石充填即可。 2 ． 7 方形采场采矿 根据铜坑矿目前主要的采矿工艺为大直 径深孔采矿法， 采用块石胶结充填的技术要 求利用国外矿 山的经验 ． 在 9 l 矿体 Ⅳ盘 区 及东盘区采用方形结构的采场， 从而实现采 空区单点 下料 充填， 使充填体四周分布较 多的胶结料而具有更好的稳定性。方形采场 的结构参数为 3 0 --3 5 m 3 0-3 5 m， 采 用 V C R法崩矿。采场底郁采用双堑沟受矿 或部分平底结构 ， 两侧进路出矿采用棋盘 间隔或顺序回采。 不 留盘 区矿柱。 3 铜坑矿采矿方法的发展趋势 铜坑矿采矿方法 主要指充填采矿法 经 历了2 0 余年的发展． 总的来看有如下发展趋 势 采矿工艺从提高分段高度到发展大孔落 矿阶段全高嗣后一次充填 ； 采场结构从长条 形到更适宜大直径深孔采矿法块石胶结充填 技术要求的正方形采场； 充填工艺由水泥胶 结料用量大 的棒磨砂充填到以块石为主体充 填胶结料用量更少的块石砂浆充填。 随着采矿技术的不断进步和发展， 铜坑 矿应用的采矿方法及采矿工艺也将继续 向前 发展和进步。如利用有限元模 型， 边 界元 模 型及人工神经元网络程序等的计算分析结果 来指导矿床开采， 使矿床开采更趋科学化； 用 岩体力学方法解决矿体内及矿体上、 中、 下同 时开采的地压难题。 提供优化的开采几何 尺 寸参数、 圊采顺序和最优采矿方法。 参考文献 1 采矿设计手册编写组 ． 采矿设计手册矿床开采卷 下 ． 北京 中国建筑工业出版杜． 1 9 8 9 2 陶颈蒜编 ． 爆破工程 北京 冶金工业出版社， 1 9 7 8 维普资讯