小秦岭金矿区倾斜薄矿脉采矿方法探讨.pdf

Se r i e s No ． 2 2 0 Oc t o lo e r 1 9 9 4 垂 属 矿 山 M M Ⅱ 旺 盛 第 2 2 0 期 1 9 9 4 年 第 l O期 ．小秦岭金矿区倾斜薄矿脉采矿方法探讨 1 n／ 7 河 南 省 黄 金 管 理 局 贾 堕 - - F b 叙 违 丁 河 南 小 秦 岭 金 矿 区 矿 体 的 开 采 特 点 和 留 矿 全 面 法 的 应 用 现 状 ，针 对 矿 山 现 状 。分 矿 岩 稳 圈 二 不 稳 量 种 墨 蓑 荐 譬 进 喜 妻 0 。 废 ， 轩 藩 矽腺 关 键 词镊 斜 薄 矿 律 工 矿 柱留 矿 奎 面 法干 式 克 填 法在 、 ， f I斧 ， Z Ⅲ ‘ on 。 on M i ni ng M e t ho d of Di pp i n g Thi n n X i ao ql nl i ng Go l d M i ni ng Di s t r i c t “ 奄 I 『 J i a J i a n mi n Th e mi ni n g c ha r a c t e r i s t i c s a n 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 c o mbi n e d s h r i n k a g e a n d b r e a s t - b e n c h s t op i ng a r e desc r i b e d i n t h i s p a p e r a n d t wo i mpr o c e d s c h e me s a r e c o mme a e d hs s nd o i l t h e s t a b l e a n d 小秦岭地区黄金矿山的矿体由石英脉和各 种矿化围岩组成， 矿体多呈脉状、 透镜状、 似层 状和扳状， 沿走向、 倾向均呈舒缓波状延深， 局 部有分支、 复台、 膨胀、 狭缩等现象。矿体厚度 0 ． 3 ～2 ． 0 m， 最厚迭 7 ． 7 1 m} 矿体中金的品位变 化较大． 分布很不均匀。矿体的国岩蚀变较强 烈， 但蚀变带宽度 比较窄 I 大部分矿岩中等稳 固， 少部分矿岩节理裂隙发育， 尤其是在断层附 近， 节理裂隙显著增多， 属不稳固到极不稳固。 目前该区倾斜薄矿脉的采矿方法主要是留扩全 面法， 用该法采出的矿量占该区采矿量的 6 0 以上 ， 多 年的生产实践表明 ， 留矿全 面采矿法有 明显 的优点 ， 但也有需要改进和完 善之处。 l 采矿方法应用现状 留矿全面法是一种组台式采矿方法 ， 它采 用 了浅孔 留矿法 的采场布置 、 落矿 方式 ， 又采 用 了全面采矿法的运搬方式和顶板管理方式 。在 小秦 岭地 区 ， 文峪金矿 1 9 8 0年首先使用 留矿全 面法 ， 经 过不断改进和完善 ， 目前成 为该 区倾 斜 薄矿脉开采 的主要采矿方 法。留矿全 面采矿法 的采场结构如图 1 所示。十几年的生产实践证 3 0 明， 留矿全面法有许多优点， 采场结构与回采工 艺都比较简单 ， 落矿运搬技术容易为工人掌握， 对矿体产状变化的适应性较强 、 灵活性较大， 同 时也是一种生产能力较大的采矿方法 。 田 1 留矿全面采矿法 卜一 远输平巷争一 切削平巷卜 回风平巷卜 底桂 5 一蒲斗 一天井卜 问拄争一 电耙绽车 争 一 采墒联络道如一厦拄j 卜一 点桂 在地压不大、 顶板 比较稳固的条件下， 上述 留矿全面法的优点是明显的， 但随着开采面积 扩大 开采撵度增加， 在地压增高或矿体顶板 围岩比较破碎、 稳固条件比较差的条件下， 现用 的 留矿垒面法 有以下缺点 ； 1 矿柱 矿 量大 ， 回采 困难 ， 生 产不 安全 ， 矿柱 损失率高 。 维普资讯 总 第 2 2 0期 金 属 矿 山 1 9 9 4年 第 1 0期 2 留下大面积采空区， 如不及时处理 ， 将 对 下 部 阶段 安 全 生 产造 成 威 协 ， 如 文 峪 金矿 1 9 9 0年 8月 出现 2 ． 4万 m 的大面积塌方 。 3 顶板管理困难大， 采场顶板围岩破坏 冒落增 多 ， 在大量出矿期间仍用 电耙 ， 人 员要进 入采场 ， 安全条件差 。 4 对矿 岩 不 稳 固的 矿体 如 秦 岭金 矿 6 O 号 脉采 用留矿全 面法开采 过程中经 常发 生硬板 冒落现象， 给回采作业带来很大困难 ， 以至无法 回采。 2 采矿方法改进方案 留矿全面采矿法在应 用 中存在的主要问题 都与地压控制直接相关， 采矿过程中顶板 冒落 的原因除硬板岩石不稳固外 ， 主要是开采空间 暴露面积过大和暴露 时间较长 。针 对矿 山 目前 生产 中遇到 的问题 。 分矿 岩稳 固和不稳 固的两 种情况分别对其采矿方案进行探讨 。 2 ． 1 矿岩稳 固的采矿 方案 在 矿岩稳 固的情况 下 ， 选 择采矿 方案 的主 要 目的是消除原用留矿全面法存在的采场顶板 破坏、 矿柱回采困难和空区处理等技术问题 ， 改 菩生产作业安全条件， 提高矿石回收率， 降低贫 化率 。考虑 到矿 山现有技术装备水 平和多年 留 矿全 面 法生产的 实践 经验 ， 推荐的采矿方 案如 下 。 2 ． 1 ． 1 人工矿柱 留矿全 面法 该方案的特点是沿矿体走向划分矿房和间 桂， 先采问柱 并用混 凝土柱代替， 然后再采矿 房 ， 矿房 用留矿全 面法回采 图 2 。矿块沿走向 布置 ， 根据 矿 山生 产实 际把现用 留矿全 面法的 矿块 分为两部分 ， 即矿 块长为 2 5 m， 高为阶段高 度 3 0 ～4 0 m， 宽为 矿脉 宽度 。矿块 内不 留矿 石 柱 ， 用混 凝土柱来置 换。 矿房 回采工 艺同 留矿 全面法 。 全 断 面 由下 向上 推进 ， 浅孔落 矿 ， 矿石用 电耙 运搬 ， 随着 回 采 工作面 的推进 ， 及时 用锚杆局部 或全 部支护 顶板。大量出矿结束后， 随即封闭漏斗与人行 井 ， 空 区不作专 门处理 ， 任其 自行塌落 。 2 ． 1 ． 2 留矿全面法嗣后充填采矿方案 图 2人工 矿柱 留矿 全面 法 I _ 一 特肆运精平巷争一 精斗卜 混凝土底柱 一 联 培道 一行 通风 井 - 棍蕞 土顶柱 卜 混撬土 问柱8 一 电耙 毁车 小秦岭金矿 区矿 山大都 在高 山上 ， 水泥 、 砂 子运输 比较困难 ， 根据矿 山生产实际， 我们认为 采用 留矿全面法 嗣后 充填采 矿方 案能有效 地克 服现厢 留矿全面法的主要缺 点 。该方 案实际上 是 把现用 留矿全面法 的矿块分 为左右 两部分分 别进 行 回采 ， 采完一 部分 并用废 石充填 。 当地 压稳定 后再 回采另 一部分 ， 并 用混凝 土底柱代 替矿柱 图 3 。 囝 3 留矿全面法嗣后充填采矿方案 j 一特球平巷争一 回风苦道争 一 联络道 4 一行通风 井5 一电靶 - 矿柱 一放矿漏 斗 8 一顺珞天井9 一充填井J 一 混凝土底柱 回采工作逆倾斜 向上分梯段 或全断面推 进 ， 浅孔 落矿 ， 崩落 矿石用 电耙 耙 出三 分 之一 ， 其 余留在采 场 中作 为凿岩 平 台， 并部 分支撑上 下盘围岩 。 随着 回采工作面 向上推进 ， 架设顺 路 人行通 风天 井 ， 该天井一方面作为安全通道 ； 另 一 方面 ， 开采相邻矿块 时可阻止 充填废石混入 ， 矿块回采结束放空采场矿石后 。 立即用废石充 填采空区以支撑围岩 、 控制地压 } 当矿体底盘顺 角小 于废 石 自然安息 角时 ， 可用 电耙辅 助运 搬 充填料 。矿块先 采部分充填的废石 由上部 围岩 的压力压实后 ， 开始 回采矿 块剩余部分 ， 采完后 不再充填废石 。 在 整个矿块 回采 结束 时 ， 可将顶 31 维普资讯 总第 2 2 0期 空 属 矿 山 1 9 9 4年 第 1 0期 柱 全都或 大部分 回收 ， 对于 间柱 可作 适当的 回 采， 其原则是从上到下 、 由远到近 、 后退式 回采。 空区处理 可采 用封闭法 ， 用混凝 土把 假底 连接 起来 ， 使小部分空 区任其 自然 冒落 。 2 ． 2 矿岩不稳固的采矿方案 矿岩不稳固矿体开采 的主要问题是 防止顶 板 冒落 、 减少矿 石贫 化损失 ， 针对这类 矿体 ， 根 据矿 山生产实 际 ， 我 们认为采用 充填 采矿法是 比较合适的。 2 ． 2 ． 1 机械化水平分层干式充填采矿方法 秦岭金矿应 用这种方 法进 行试验研 究取得 了成功 。矿块沿 走向布置 ， 长 1 0 0 1 5 0 m． 中段 高 3 0 ～ 4 0 m， 不 留顶柱 ， 只 留 2 ～ 3 m高 的临 时 底柱 。 采场内布置两条人行通风天井 、 两条矿石 溜井和一 条废 石 充填 并 ， 人行 井和矿 石溜 井随 分层 回采顺路架设 ， 均采用钢筒结构 ， 切割遭措 矿脉底盘掘进 ， 为回收底柱 ， 在切割遭上铺钢筋 混凝 土假底 。 回采和充填均从采场两端向中央后 退式进 行 ， 分层高 1 、 l m， 采用 浅眼落矿 、 锚 杆护顶和 微 型 电动铲 运机 出矿 l 采 用削 壁与废 石充填相 结 合的办法 充填采空 区 ． 平场 时以铲运机 为主 、 人 工为辅 ， 为保证 出矿方便 ， 平整后的充填料靠上 盘处呈一斜面。各分层充填料表层应采用细碎 充填料， 平场后铺上废旧皮带 ， 辅之以草袋， 将 矿石与 充填料 隔开 。 顶柱可直接上采 ． 底柱在采 场矿石 回采完后开 采． 2 ． 2 、 2 水平分层干式充填采矿方 案 该方案的矿块构成 要素及采切工作大致与 留矿全面法嗣后充填采矿方 案相同 。回采工作 面逆倾斜全段面向上推进 ， 浅孔落矿 ， 当 回采工 作 面向上推 进 1 0 i n左 右时 ， 放 出采 下矿 石后 ， 架设放 矿溜 井和顺路 人行通风 井 ， 再用废 石充 填空区 ， 并 留 2 m高 的工 作空间 。 充填废石可以 从井 下或地 面获得 ， 井下 主要 是掘 进废石 或在 井下设 置采石 场采掘废 石 ， 也 可 由专 门的地面 采石场采掘废 石 。 为 防止采场顶板 冒落 ， 及时采 用喷锚支护控制顶板 。 3 采矿方案评价 本文根 据矿岩稳 固和不 稳固两 种情况 ， 分 别推荐了两种采矿方案 。人工矿柱 留矿全面法 用混凝土支撑顶板 ， 能有效地 控制顶板 冒落 ， 并 简化了空区处理 ， 安全生产条件 比原采矿方法 好得多， 且矿石贫化率损失率都比较低． 留矿全 面法嗣后充填采矿方案集中了留矿全面法和充 填法的优点 ， 工艺简单 、 空场出矿、 集中充填、 劳 动 生产率高 ， 充填 体阻止 和限制 了围岩变 形的 自由发展 ， 将在 不同程度上克 服了地压危害 ， 安 全性好 。干式充填采矿方案 ， 矿石回收率高 ， 作 业安全 ， 能有效 地 回采矿 岩不稳固的矿体 ， 不 需 再进行 空区处理 。 人工矿柱留矿法和机械化水平分层干式充 填 采矿法 已分别在文峪金矿和秦岭金矿 试验成 功 ， 取得了 良好的效果 。 收 稿 日期 1 9 9 4 0 6 1 0 上接第 4 3页 土矿 ， 在原 矿 品位 A1 O 含 6 1 、 5 5 时 ， 经一次 粗选、 三次精选开路浮选流程， 可获得产率约 3 O ， AI O ， 含量 7 3 ． 5 6 的浮选精矿产 品， 烧 后熟料含 AI O 。 8 6 ． 1 6 ， 达到了特级耐火粘土 原料的指标要求。 2 采用一次粗选、 一次扫选高梯度磁选 流 程 对 浮 选 尾 矿 除 铁 降 钛， 获 得 了产 率 3 2 5 4 ． 7 l 作业产 率 7 8 、 l 4 、 含 AI l Oa 5 7 2 9 熟 料 为 6 7 、 0 3 、 F e z Oa 0 ． 6 8 、 Ti O d． 7 2 的磁选尾矿， 产品可用作合成莫来石的原料。 3 采用浮选分级一 高梯度磁选除铁 降钛 全流程， 工艺简单， 易于实现工业生产， 选矿产 品分配合理， 实现了无尾矿生产工艺 ， 使铝土矿 资源得到充分合理利用。 收 稿 日期 1 9 9 4 0 8 0 6 维普资讯