印度Malanjhkhand铜矿露天转地下采矿方法研究.pdf

第 2 2卷第 2期 2 0 1 3年 2月 中 国 矿 业 CHI NA M I NI NG M AGAZI NE Vo 1 ． 2 2，No ． 2 Fe b． 2 01 3 * 粟 迸接 术 印度 Ma l a n j h k h a n d铜矿 露天转地 下采矿 方 法研 究 郑建明1 , 2 ，任凤玉 ，刘旭东 1 ． 中国钢研科技 集团吉林工程技术有限公 司，吉林 长春 1 3 0 0 2 2 ； 2 ． 东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 1 1 0 8 1 9 摘要 在分析 Ma l a n j k h a n d 铜 矿矿体特 征、 生 产现状 及开采 技术条 件 的基础 上 ， 通 过对 VC R采 矿 法 、 无底 柱分段崩落法及阶段强制崩落法进行技术 经济 比较 ， 选用无底 柱分段崩落 法作为该 矿露天转地下 的采矿方法 ， 同时优化了无底柱分段崩落法 的结构参数 ， 从而减小采切 工程 量 、 降低 了损失贫化 。 关键词 无底柱分段崩 落法 ；露 天转地下 ；结构参数 ；贫化 中图分类号 T D 0 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 4 0 5 1 2 0 1 3 0 2 0 0 7 5 0 2 Ap p l i c a t i o n a n d i mp r o v e m e n t o f s h a l l o wb l a s t i n g s h r i nk a g e s t o p i n g i n Ma o j i a z h a i mi n e Z HE NG J i a n - mi n g ，REN Fe n g y u 。 ，L I U Xu d o n g 1 ． J i l i n En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y C o ． ，Lt d，C h i n a I r o nS t e e l Re s e a r c h I n s t i t u t e Gr o u p ，Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 2 ，Ch i n a ； 2 ． C o l l e g e o f Re s o u r c e a n d Ci v i l E n g i n e e r i n g o f No r t h e a s t e r n Un i v e r s i t y ， S h e n y a n g 1 1 0 8 1 9， C h i n a Ab s t r a c t Ba s e d o n a n al y s i ng mi ne b ody c ha r a c t e r i s t i c s， pr od uc t i on s t a t us， a nd mi ni ng c o ndu c t i on o f Ma l a n i k h a n d c o p p e r mi n e ， c o mp a r e d VCR me t h o d wi t h n o n s i l l p i l l a r s u b l e v e l c a v i n g me t h o d a n d b l o c k f o r c e d c a v i n g me t h o d， c o n f i r me d t h a t n o n - s i l l p i l l a r s u b l e v e l c a v i n g me t h o d a r e u s e d f o r o p e n p i t mi n i n g t o u n d e r g r o u n d m i n i n g， o p t i mi z i n g s t r u c t u r a l p a r a me t e r s o f n o n - s i l l p i l l a r s u b l e v e l c a v i n g me t h o d， d e c r e a s i n g t he e ng i n e e r i ng qu a nt i t y o f s t opi n g a nd c ut t i ng， r e duc i ng l o os e a nd di l ut i o n． Ke y wo r d s n o n - s i l l p i l l a r s u b l e v e l c a v i n g me t h o d ； o p e n p i t mi n i n g t O u n d e r g r o u n d mi n i n g ； s t r u c t u r a l pa r a me t e r s； d i l ut i on Ma l a n j k h a n d铜矿 是印度最大的铜矿床， 资源 储量约 2亿 6 7 9 2万 t ， 矿石地质品位 0 ． 9 7 ， 位 于 印度中央邦 巴拉卡德镇东北 9 0 k m 处， 地处平均海 拔 5 7 5 m 的高原 ， 距离 矿体最 近的河 流为距离 2 k in 左 右 的班加 河 ， 西北 流 向 。 矿区位于中印度前寒 武纪地带 的南部区域 ， 地 质构造 由前寒武纪基底杂岩组成 ， 主要包括花 岗岩 类岩 石 和基 岩岩 脉 ， 以及 少 量 变 质 沉 积 岩 。基 底 杂 岩 主要 成分 为花 岗岩 、 石 英二 长岩 、 花 岗闪 长岩 和石 英闪长岩， 粗到中等颗粒 ， 局部片麻节理构造。 矿区中部花岗岩中有一倾角 6 O 。 ～7 0 。 的大型石 英岩脉 长 2 6 0 0 m， 宽 6 0 m， 深 6 0 0 m ， 倾 向 9 0 。 ， 此 收稿 日期 2 0 1 2 0 8 2 0 作者简介 郑建 明 1 9 7 6 一 ， 中国钢研科技集 团 吉林 工程技 术有 限 公 司 ， 东北大学 采矿工程博 士研究生 ， 高工 ， 研究方 向 矿产资源开 发 与利用。 岩脉反映了早期的地质构造活动， 后期的横断层造 成了岩脉的断裂和位移。邻近岩脉， 花岗岩蚀变为 粉红 色 的长石 ， 矿 化局 限于 岩脉 和蚀 变花 岗岩 。 矿体平均倾角 6 0 。 ， 厚度 1 3 0 2 5 0 m， 平均 1 9 0 m。 露天开采底板标高为3 4 0 m。 露天转地下后， 矿山拟定生产规模为 5 0 0万 t ／ a ， 选择适合的采矿方法是实现此规模的关键。 1采矿 方法选 择 根据矿体赋存情况及矿山实际情况 ， 充填采矿 法不适用 ， 而且生产能力较小的采矿方法也不适宜， 推荐 VC R法 、 阶段强制崩落法和无底柱 分段 崩落 法。现对三种方法进行技术 比较。 1 VCR法 适用条件 适用厚大矿体 ， 原则上要求矿体和围 岩 均稳 固。 VC R法主要特点有[ 】 ] ①垂直平行深孔 ， 自上 而下分层崩矿 ， 结构 比较简单 ； ②采用大直径深孔 ； 中 国 矿 业 第2 2 卷 ③劳动生产率高 。 主要缺点 ① 每次崩矿 量较少； ②装 药工艺复 杂， 辅助作业时间长 ； ③炮孔装药利用率低 ； ④凿岩 难度较大 ； ⑤开拓采准费用高。 2 阶段强制崩落法 适用条件 矿体厚大 ； 急倾斜矿体 ， 上盘围岩稳 固性好 ； 矿石须中等稳 固； 矿石价值不高， 不应含有 较大的岩石夹层； 地表允许陷落。 主要优点 ①采准工程量小 ； ② 劳动生产率高 ； ③采矿成本低 。 主要 缺 点 ①生 产技 术与 放矿 管理要 求严 格 ； ② 大块产出率高； ③矿石损失贫化大 。 3 无底柱分段崩落法 适用条件 地表允许 陷落 ， 矿石 中等稳固以上 ， 急倾斜或缓倾斜厚大矿体 ， 需剔除矿石 中夹石成分 或分级出矿时， 采用该法最为有利 。 主要优点 ①安全性好 ； ②采场结构简单， 回采 工艺简单， 容易标准化 ； ③机械化程度高 ； ④ 由于崩 矿与出矿以每个步距为最先 回采单元 ， 当地质条件 合 适 时 ， 有 可能剔 除夹 石和进 行分 级 出矿 。 主要缺 点 ① 回采 巷道 通风 困难 ； ②采 场结构 与 放矿方式不当时， 矿石损失贫化较大 。 综合 以 上 三 种 采 矿 方 法 的适 用 条 件， 结 合 Ma l a n j k h a n d铜矿 的赋存特征 ， 阶段强制崩落法不 适用 ； 考虑到 VC R一次崩矿量较小 ， 垂直平行炮孔 钻凿难度较大 ， 推荐采用无底柱分段崩落法。采用 无底柱分段崩落法 ， 井下废石可充填露天采坑 ， 既解 决 了废石地表堆存问题 ， 又可以充 当崩落法覆盖岩 层 ， 更 有利 于井 下放 矿[ 2 ] 。 2 采场 结构 参数确 定 一 般情况下， 无底柱分段崩落法设计中段高度 6 0 m， 分 段 高 度1 5 m，进 路 间 距1 2 m。 针 对 Ma l a n j k h a n d铜矿规模较大， 矿体厚大 ， 同时矿石为 有色铜矿 ， 为此 ， 提 出低贫损高 生产能力的开采 目 标 ， 需对无底柱采矿崩落采矿法的参数结构进行优 化设 计 。 无底柱分段崩落法影响放矿的采场结构参数主 要是分段高度、 崩矿步距和进路 间距 3 ] ， 同时为获得 较低的损失贫化， 回收进路的断面尺寸是影响因素之 一 4 ] 。当前应用无底柱分段崩落法 的矿上正向增大 分段高度和进路间距的方向发展[ 3 ] ， 印度 Ma l a n j k h a n d 铜矿通过优化研究 ， 确定分段高度为 2 0 m。 进路 间距 根据 下式 确定 厂 一 S 5 、 | 寺8 H 。 V 式中 H一分段 高度， 2 0 m； 6 一进路宽度 ； 一系数 ； a ， 垂直进路方向散体流动参数。 端部放矿时 ， 垂直进路方向的散体流动参数为 口 1 ． 3 2 2 1 ， 一0 ． 5 3 8 7 ， 当进路宽度为 4 m时 ， 可得 厂 一 S一5 ／ 寺0 ． 5 3 8 7 2 0 。 z2 4 Y 一 1 8 ． 8 4 当采用低贫化放矿时 ， 取 0 ． 1 ～0 6 ， 此 时进路 间距合理取值为 1 9 ． 2 ～2 1 ． 2 ， 即 1 9 2 1 。 由于进路间距的增大 ， 矿石脊部残留体增大， 为 此需对回收进路进行优化设计 ， 主要是进路宽度， 通 过兑 3 m3 m， 4 m3 m， 5 m3 m， 6 mx 3 m 断 面进 行放矿试验研究， 6 m3 m 断面更有利 于控制矿石 的损失贫化 ， 因此确定进路断面尺寸为 6 m3 m。 试验表明， 合理 的崩矿步距是使顶面与端部正 面的废石同时到达矿 口， 基于此 ， 确定 崩矿步距 为 3 ．5 m 。 3 结论 1 通过采场参数优化 ， 降低了采切工程量 ， 提 高了采场生 产能力 ， 每爆破 一次 崩落 的矿 石量 为 3 5 9 7 t ， 年需推进距离 4 8 6 6 m， 而矿 山每一分段有效 长度为 1 1 0 0 0 m， 矿山一个分段即可满足 5 0 0万 t ／ a 的生产规模 。 2 无底柱分段崩落法 中， 采场结构参数 包括 进路断面尺寸 与放矿方式密切配合 ， 可实现低贫损 开 采 目标 。 3 矿 山优化 后 的采场结 构参 数 为分 段高 度 2 0 m，进路间距 2 0 m，崩矿步距 3 ． 5 m，进 路断面 6 m 3m 一 参考文 献 [ 1] 王建春 ， 赵吴坤 ， 郭 忠林． VC R采矿法研究及应用现状 [ J ] ． 矿 业 工 程 ， 2 0 1 0 ， 8 2 1 5 - 1 7 ． [ 2] 王玉斌． 草楼 铁矿 首采 区采 矿方法 综合评 价E J ] ． 金属 矿 山， 2 0 0 7 5 3 2 3 4 ． [ 3] 任风玉 ， 韩志勇 ， 王文杰． 北 溶河 铁矿采场 结构参数 的确定方 法E J ] ． 中国矿业 ， 2 0 0 6 ， 1 5 3 4 4 4 7 ． [ 4] 郑建 明． 弓长岭井下矿大断面结构 参数应 用研究[ J ] ． 有色矿 冶 ， 2 0 0 4 ， 2 0 3 9 1 1 ．