鑫汇金矿采矿方法探讨.pdf

I S S N l 6 7l一2 9 0 0 CN 4 3一l 3 4 7 ／ T D 采矿技 术第4卷第3期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 4， No ． 3 2 0 0 4年 9月 S e p ． 2 0 0 4 鑫 汇 金 矿 采 矿 方 法 探 讨 张利君 鑫汇金矿， 山东 平度市2 6 6 7 0 0 摘要 大庄子金矿床属高品位缓倾斜至倾斜 中厚矿体， 矿体变化很大， 主要采用两步骤 房柱法回采， 采后用尾砂充填。该法在回采矿体顶板破碎、 矿体倾角较大时， 贫化损失较 大。为此， 根据该类矿体的赋存条件， 采用技术经济分析的方法。 对可用的几种采矿方案 进行 了比较分析。分析认为， 分层充填法能较好地适应矿体的变化， 提高采矿的安全性 ， 降低采矿贫化损失， 有较好的技术经济效果。为此， 推荐该类矿体采用分层充填法回采。 关键词 矿山开采； 采矿方案； 缓倾斜 一 倾斜矿体； 分层充填法 大庄子金矿床为高品位缓倾斜至倾 斜中厚矿 体 ， 矿体形状复杂 ， 矿岩界线不清楚 ， 开采难度很大。 近两年来 ， 通过采矿科研攻关和试验研究 ， 成功地采 用高效盘区充填采矿法开采。该法采用房柱法分两 步骤回采 ， 采后分别用尾砂和尾砂胶结充填 ， 有效降 低了开采贫化损失， 充分 回收了矿产资源 ； 大幅度提 高了采矿生产能力， 为矿 山快速发展奠定了基础。 然而 ， 从四中段、 五中段揭露的矿体来看 ， 部分 矿体的形态有 了很 大的变化， 尤其是 3～ 5线的矿 体， 其倾角从原来的 2 0 。 ， 急剧增大到 4 5 。 ～ 4 8 。 ， 采 场厚度变化也很大， 矿体顶板破碎， 如果沿用高效盘 区充填采矿法 ， 采矿安全性差 、 贫化损失大， 因而需 要研究合适的采矿方法进行开采。为此， 针对该类 顶板破碎倾斜矿体的开采技术条件 ， 采用技术经济 分析的方法 ， 对可用 的几种 采矿方案进行 了比较 分析。 l 地质赋存条件 矿体构造发育。对矿体影响较大的为成矿后期 的构造。成矿前期与成矿期的构造一般对矿体没有 破坏作用， 但局部控矿脉岩在成矿后的作用下 ， 有轻 微滑动， 采矿时有可能与矿体一起滑落， 造成矿石贫 化。另外， 局部北西向脉岩对矿体也有一定的影响， 造成矿体在走向、 倾向上的局部急剧变化。 三中段 、 四中段见矿构造产状稳定， 走 向北东 2 O 。 ， 倾角 3 O 。 ～ 4 0 。 ； 五中段的见矿构造产状变化较 大， 倾角表现为北陡南缓。 五中段矿体节理 、 裂隙比较发育。在矿体受构 造集中挤压破碎的地方 ， 节理裂隙十分发育 ， 矿体顶 板比较破碎。矿岩常呈三角体冒落， 出现局部不稳 固现象 ， 个别地段也有较大冒落的现象。 矿体下盘围岩主要为斜长角闪片麻岩。岩体内 裂隙不发育 ， 稳固性较好， 但其上盘围岩为绢英岩化 糜棱岩 ， 厚度较大， 岩体内部裂隙、 片理很发育 ， 稳固 性差。矿体稳 固性较好。矿体厚度为 6～1 2 Il l ， 倾 角 3 5 。 ～ 5 O 。 ， 矿石品位为4 ． 3 2～ 5 ． 4 1 g ／ t 。 2 国内外采矿发展现状 充填采矿法的应用， 以前曾由于其效率低而一 度受到限制。近年来 ， 随着国家对环境保护要求越 来越严 ， 对资源的日益重视， 以及充填采矿机械化水 平的 日益提高， 充填采矿法得到了 日 益广泛的应用， 并进入了高效采矿的行列。 我国应用 充填采矿法始于 2 O世纪 6 O年代 中 期。自 1 9 6 5年金川有色公司龙首矿和凡 口铅锌矿 成功试验上向分层充填采矿法后 ， 充填采矿法很快 在我国推广应用。据 1 9 9 7年的统计资料显示 ， 充填 采矿法在我国有色金属地下矿 山所 占比重已达到 2 2 ． 3 7 ％。在黄金地下矿山， 采用充填采矿法的比例 更高， 就山东省的黄金矿山而言， 3 7座黄金矿 山中 全部使用充填法的矿山有 l l 座， 使用充填法和留矿 法联合开采的矿山有 9座， 采用充填法采出的矿石 占总采出矿量的4 5 ％以上。 在国外， 尤其是发达国家， 采用充填法的比例近 年来呈逐渐增长趋势。如加拿大充填采矿法的比例 高达 4 0 ％ 以上， 加上空场法 嗣后充填 ， 总量 达到 7 0 ％ ～ 8 0 ％以上。世界上著名的南非金矿开采深度 达 3 0 0 0 m 以上， 为避免岩爆 ， 更是广泛采用了充填 维普资讯 8 采矿技术 2 0 0 4年 9月 采矿 法。 随着充填法 的 日益推广应用与充填效率 的提 高， 分层充填法在中小矿山中得到广泛应用 ， 其应用 比例有逐渐增大的趋势。 3 采矿方案选择 3 ． 1 方案初选 根据矿山地质条件 、 技术管理水平及生产情况， 可以认为， 矿体开采可采用空场 回采嗣后充填和分 层充填这两大类采矿方法， 崩落法不宜使用。按回 采工艺与充填方式不同， 下述方案为候选方案 1 高效盘区房柱法 9 2 爆力运搬采矿法 ； 3 上向分层充填法。 各采矿方案主要技术经济指标见表 1 。 表 1 各采矿方案主要技术经济指标 3 ． 2 方 案比较 采矿方案技术经济指标比较分析 ， 是我国采矿 方法选择时常，} } j 的方法， 它具有直观易懂的特点。 为此 ， 采用该法进一步对上述方案进行 比较分析。 各方案比较分析结果见表 2 。 表 2 采矿方法技术经济比较 根据表 2比较结果 ， 各方案按效益排序为 1 上向分层充填法； 2 盘区房柱采矿法 ； 3 爆力运搬采矿法。 3 ． 3选择结果评价与分析 1 爆力运搬采矿法。该法是结合房柱法与分 段采矿法的变形方案， 主要用于解决 3 0 。 ～ 5 0 。 倾斜 矿体放矿困难的问题。其主要优点 比较容易适应 矿体的变化； 采准结构较简单 ， 容易从现用的房柱法 过渡9 安全性与贫化损失指标较盘区房柱法有所改 善。其缺点是每次只能进行少量爆破 ， 技术管理复 杂， 生产能力易受影响。从表 2中可看 出其盈利均 较其它方案差， 不适合用于该类矿体的开采。 2 盘区房柱采矿法。该法主要用于矿体厚体 变化不大、 缓倾斜薄至中厚矿体的开采。该法采用 两步回采 、 嗣后充填工艺， 采场生产能力大 、 采矿成 本低。经比较分析认为， 该法在回采顶板不稳固的 矿体时， 由于采矿安全性差、 采矿贫化损失大， 其技 术经济指标也较上向分层充填法差 见表 2 。因 此， 认为该类矿体也不宜用该法开采。 3 上向分层充填 法。该 法采用分层 回采方 式 ， 能较好地适应矿体形态变化 ， 贫化损失较低， 采 矿安全性好 ， 是 目前中小矿山普遍应用的一种采矿 方法。从表 2中可看出， 其年利润与总盈利均较其 它方案好。并且， 该法底部结构简单 ， 如采用混凝土 假底结构， 可免除底部二次回采环节。因此， 应用该 法有较好的经济效果。 综上比较分析 ， 建议采用上向分层充填法试验 回采， 以解决盘区房柱采矿法 回采顶板不稳固的倾 斜矿体时的出矿困难 、 采矿贫化损失大的问题。 4 采矿方案主要特征 将矿体分为盘区开采。盘区内在走向上划分为 矿房和矿柱 ， 矿房与矿柱的宽度均为 8 m， 底柱高 6 m。每个盘区布置 4个矿房 、 矿柱。盘区分两步 回 采， 先采矿柱 ， 用尾砂胶结充填后， 再 回采矿房， 而后 全尾砂充填。采场长 8～ 2 5 m， 宽 8 m。 每个采场布置 1个溜井 ， 1个充填井 ， 2个顺路 井。溜井与顺路井均采用钢板 卷制， 直径分别为 1 ． 2 m、 1 ． 0 m， 厚度分别为 5 m m、 3 m m。为便于底 柱回收 ， 拉底后， 在其上部构筑一层厚 6 0 0 m m的钢 筋混凝土。落矿采用浅孔凿岩， 电耙出矿， 矿石出净 后用尾砂充填 一步采用尾砂胶结充填， 二步采用 维普资讯 第 4卷第3期 张利君 鑫汇金矿采矿方法探讨 9 尾砂充填。尾砂充填时 ， 用砂浆浇面 。分层采高 2 好的技术经济效益。需要指出的是 ， 由于采矿装备 ～ 3 m， 初期采用一采一充 ， 待熟悉掌握其工艺环节 落后 ， 其采矿效率对其经济效果影响很大。因此 ， 提 后 ， 再采用二采一充， 以提高采充效率。设计 的主要 高机械化水平是进一步改进的方向。 技术经济指标见表 3 。 参考文献 查 坌 墨 奎 圭 苎 苎 竺 堡 篓 妻 黄 生 l产 腾 力 采 、 效 t t、 拐 失 警 孳 化 亨采 矿 成 本 [ 2 ]平 度 市 黄 金 公 司 、 平 度 市 大 庄 子 金 矿 ． 山 东 省 平 度 市 大 庄 子 金 i -- , x 矿 l l 号 矿 体 详 查 质 报 告 [ i l9 9 5 ， 2 。 。 。 ‘ ～ 40 9．7 5 9， 2 5 5． O0 6 ． O 0 40． O 0 ．． [ 3 ] 长沙矿山研究院． 山东省平度市大庄子金矿采矿方法设计说 明书[ R] ． 1 9 9 9 ， 6 ． 5 结语 [ 4 ]长 沙 矿 山 研 究 院 ． 大 庄 子 金 矿 缓 倾 斜 中 厚 矿 体 盘 区 高 效 开 采 技术研究 [ R ] ． 2 0 0 2 ， 9 ． 综上所述 ， 在原高效盘区采矿法的基础上， 对不 稳 固矿体和不规则高品位矿体 ， 采用分层 充填采矿 收稿日 期 2 0 0 4 一 O 1 0 5 法， 既可解决该类矿体安全回采的问题， 又可获得较 上接第 6页 1 8万 t 。无问柱连续采矿根据矿体产状和矿岩稳固 性变化划分采场 ， 采场面积为 3 0 0～ 8 0 0 m ， 大大提 高了采矿强度 ， 提高了劳动生产率。实际中段出矿 量最高达 1 2 0 0 t／ d ， 平均为 8 0 0 t／ d 。同时 ， 有利于 矿山生产管理 ， 提高了矿山整体经济效益。 图 1 无间柱采场工程布置 1 一上回风世2 一矿体3 一天井4 一漏 斗5 一充填体 6 一 出矿巷通7 一砼问墙 2 ． 4 主要技术经济指标 通过采矿工艺的优化改进， 取得的主要技术经 济指标见表 l 。 表 1 主要技术经济指标 采场综合 千Ⅱ 屯 采 矿石损 矿石贫采矿 采矿 采矿 生产能力切比 失率 化率 成本 工效 强度 t ／ d m ／ k t ％ ％ t t ／ 工班 t ／ d m 8 0 0 5 ． 3 5 0． 2 3 1 4． 8 8． 5 9． 2 0． 35 注 采场综合生产能力按实际工作 日计算。 从取得的技术经济指标来看 ， 无问柱连续采矿 法在黄沙坪铅锌矿的应用十分成功。将矿体划分为 连续采场， 不留矿柱， 连续回采， 突破 了矿体划分为 矿房 、 矿柱两步骤回采的传统模式 ， 从根本上避免了 传统工艺中矿柱回采所造成 的大量矿石损失， 以及 因两步骤回采所带来的作业战线越拉越长。从而大 大简化 了生产管理， 为大幅度降低矿石贫化损失率， 提高矿山经济效益创造了条件。 3 结语 作为工艺性很强的采矿方法的优化改进， 要在 实践中不断探索才能有所提高 ， 通过对黄沙坪铅锌 矿 1 2 9 rn中段采矿方法的优化实践， 证明取消问柱、 实行连续采矿不仅提高了采矿效率， 而且不会因此 影响安全管理。同时需要指出的是 ， 该采矿方法的 优化改进与采矿生产组织关系很大 ， 如果生产组织 不严谨 ， 采矿 、 崩矿 、 出矿时问拉长， 充填就不能同 步， 从而相邻采场不能完全错开分层 回采， 这样矿块 顶板暴露面积过大， 会加大潜伏安全隐患， 给安全生 产管理带来相当大的困难。针对 以上情况 ， 一方面 要采用先进的监测手段加强地压监测管理 ， 更主要 的是要纠正只重生产 ， 不重技术 的不 良行为 ， 均衡 、 有序 、 高效地组织生产 ， 不断完善采矿工艺过程 ， 从 而更好地提高矿山经济效益。 收稿 日期 2 0 0 4 0 2 0 5 维普资讯