斜壁分条式密接充填采矿方法试验研究.pdf

黄金 1 3 ④ 斜壁分条式密接充填采矿方法试验研究 余斌 3 一 j 牛 北京矿冶研究总院 4 【 摘 要 】 斜 壁 分 条 式 密 接 充 填 采 矿 方 法 是 一 种 新 型 方 法 ，国 内 试 验 研 究 尚 属首次。 文章系统描述谈方法工艺特征以及试验研究效果 。 实践表明， 这一采矿 方法较好地解决了薄至中厚缓倾斜矿体昔遍存在的矿石运搬、 矿桂回采和珥扳 ⋯ 法 l 前言 、 薄至 中厚的缓 倾斜 矿体 ， 长期被视 为难 采 矿体 ， 一直缺少较 为理 想的回采方法 。 该类 矿俸开采主要存在以下几个方面的问题 ； 第一、 顶板管理困难， 映少必要的顶板状 况预测 、 检 查以及管理的有效手段 。 第二、 矿石运搬困难， 由于倾角的关系， 矿石 既不能 靠 自重溜放 ， 也不 易采 用高 效率 的运搬机械 。 第三、 矿柱回采困难， 矿柱回采时地压管 理及矿石运搬条件更为恶劣化 。 斜壁分条式密接充填采矿方 法正是针对 该娄矿体而试验研究成功的一种行 之有 效的 开 采方法 ， 其特 点是把矿悻 划分成 与走 向平 收稿 日期 r 1 口 9 6 一o 3 1 8 行 、 直交或斜交的分条 ， 顺 序回采 、 不留间柱 ， 采完 一条 ， 充填一条 ， 盘 区内实现单步骤连续 回采。因此， 具有作业简单， 损失贫化小和成 本较低 的优点 。 这 种新 型采 矿方法 的类似方案在 国外 见 过报 道 ， 而在 国内却很少有矿 山试验应用过 。 近年来， 我们在某矿进行了试验研究攻关 ． 取 得了圆满成功。 2 国外应用研究情况 资料 检索表 明， 在芬兰 、 南非 、 西德等 国 家的采矿方法应用研究中 ， 有多种该采矿方 法的变形方案， 各有差异， 但主要工艺都不尽 相 同 ， 其 中 芬兰 沃诺新铜 矿应用 的方法 具有 一 定的代表性 。 3 ． 2 找矿 方向 1 在 内蒙中部 区 ， 找 金矿 的战略 目标是 四个 金成矿带 ， 它 们代表着 本区四个最 重要 的纬向构造带 ， 在其与北 西向、 北东 向断裂的 交汇部位 ， 则可做 为找 矿靶区。 2 华里西晚期至燕山期的岩浆体外接 触带 ， 是成矿的有利部位。 3 相对高铁镁 的暗 色片麻岩 ， 片岩 ， 硅 铁建造 ， 各种构造 片岩 ， 韧性 剪切带往往 具有 较高的含金丰度 ， 是成 矿的有利国岩 。 4 岩 体周围脉岩群 发育 地段 ， 指示着成 矿最有利部位 。 5 钾化、 硅化 、 绢 云母化 、 黄 铁矿 化 、 褐 铁 矿化、 碳 酸盐他、 绿 泥石化等 热液 蚀变 带 ， 可作 为地 质找矿的直接 标志 。 6 金 的化 探工 作对金矿 找矿工 作效果 显 著 ， 应 予以足够重视 。 编辑 宿晓 静 期 第 年 6卷 第 维普资讯 1 4 黄金 该矿矿体赋存在石英岩 中， 倾角平缓 ， 但 呈波状褶皱 ， 矿 石平均古 铜 2 ． 4 ％， 锌 1 ． 6 ． 矿体厚度 8 ～1 2 m不等。其采矿方法示意图 见图 1 。 田 1 芽 该矿 采矿 方法特 征是 ， 沿走 向把矿体捌 分为 4 0 8 0 r n长 的采 区 ， 在其两端布 置运 输 联络道 ， 然后把采场分为若干分条 。 首先回采 最底部分条 ． 在分 条酌顶 部掘 进一条 3 3 m 的巷道 ， 由此钻凿 下向扇形 炮孔崩矿 。 凿岩采 用 T AMR O C K型凿岩台车， 用 1 ． 5 m 。 和 3 ． 8 ～6 ． 0 m’ 铲运机， 把矿石直接装入矿石溜井， 经矿石列车运至破碎机站 。矿山统计该采矿 方法劳动生 产率 为 5 4 t i 工班口 】 。 3 试验研究采区地质简况 试验研 究采 区位 于矿 山复式 背斜轴部 的 南倾伏端 ， 属炭 山界背斜 和物 华背 斜向西南 部延深的收敛部位。矿体倾角变化大， 1 5 。 ～ 3 O 。 不 等， 局 部地 段 达 4 0 ～ 5 0 。 ， 矿体 厚度 多 变． 4 ～1 8 m 不等， 局部高达 2 6 m， 试采 区开 拓矿量 1 8 ． 3万 t 。矿体顶板为不稳固的长龙 界页岩 ， f 2 ～ 4 } 矿体 底板为 灰岩或硅 化灰 岩 ， f 8 1 6 ， 稳 固。 矿体顶板 界线明显 ， 底板 不太明显 ， 受断裂和岩层矿化强弱程度 不同， 矿体顶、 底板沿走向和倾向均不规则， 起伏变 化大。 4 回采工艺特征与采矿方法构成要素 4 ， 1 回采工艺 特征 薄至中厚的缓倾斜矿体， 过去一般都是 沿倾 向布置采场， 采场内 电耙出矿． 效率较 低 ． 如 果将 采场改 为沿走向布置 ， 采用铲运机 出矿 ， 就可以解决采场 内矿石运搬的问题 } 过 去采用房柱法分矿房、 矿柱两步骤回采 ， 矿块 之 间直壁 划分 ， 我们在沿走 向布置采场 的基 础上， 沿倾向斜壁划分采场， 设计合理的矿房 宽度和斜壁角度， 确保出矿后空区充填体的 稳定 ， 相邻 矿块之 间不 留矿柱 ， 在盘 区内实现 单步 骤连 续回采 ； 在 矿岩 接触带等 不稳 固地 段 ， 实行预切顶措施 ． 并配套研制顶板检测作 业服务车， 就可以解决好采场顶板管理 难的 问题 按上 述设 计思想 ， 试 验 回采 方案 的工 艺 特征可描述为 盘区 内矿块沿走向布置， 沿倾 向每隔一 定宽度划分分 条 ， 每个分 条之 间按 斜壁划分 。分条 回采顺 序依次由下而上连续 回采一个分条 ， 充填一个分条 。8 m 左右厚度 的矿体一层回采 为保证顶板安全， 回采工作 开始前 ， 应采取预切顶 、 控顶措施 。一般 当矿 体 厚度超过 1 0 1 n时 ， 则应 分层回采。该 种新 型斜壁分条式密接充填采矿方法立体示意图 见 图 2 。 4 ． 2 采矿方 法构成要素 结合 国外 矿 山实践 经验 ， 经采场 结构 参 数优化嘲， 我 们选定采矿方 法构成要素为 矿 块沿走 向长 6 0 m． 采场宽度 8 m， 高度 约 8 m， 分条斜壁倾角 5 0 。 ～6 O 。 。 5 采 准与 回采 5 ． 1采准 采准工程主要包括 凿岩装矿巷道 ． 两端 联络道， 放矿溜井， 充填通风井等。凿岩装矿 巷道沿 走 向布置在 每个分 条 下部 ， 规格 为 3 3 m。 ， 主 要作为 中 深孔凿 岩和 铲 运机 铲 装 矿 石用， 其两端 与联 络道联接 。 联 络遭 布置在 采 区两端 ， 规 格为 3 X 3 m。 ， 除 了与凿装 道联 接部分 以外 ， 其余均掘在矿体底 盘内 。 联 络道 既 作为各分 条 的联 络巷 和出矿通行 巷道 ， 同 时也 作为各 分 条 的通 风 巷及 设 备停 放 和 渭 维普资讯 第 1 7卷1 9 9 6年第 l 0期 1 5 b ] 田 2 斜壁 分采 式密 接充填 采矿 方法 立体 囝 a l罘场一端正视图 b 采场储视图 1 一切璜2 一充填道3 一矿休4 一底板匿岩5 一靖部袋培造 6 一分条联结道7 一漏斗8 一中县运输巷口 一克填体l O -璜埋荆笆棍 运巷道 。放矿溜井分别与联络道和 中段 运输 巷道相通 ， 规格 为 2 2 m。 ， 两 端各 布 置一个 放矿稻井。充填通 风巷布置在矿 体顶板 最高 处 ， 规格为 2 2 m。 ， 采 场污 风经过 充 填通 风 巷进入 上中段 回风巷 ， 空区充 填管 路 由充填 风巷进入采空区。每个 分条采准矿量 7 9 0 0 t ， 采准工程量 1 3 0 m， 采准 比为 1 6 4 m／ 万 t 5 ． 2回桑 每个分条 的回采工 作包括 首先 在凿装 道 内完成中深孔凿 岩工作 ， 在分 条 中央拉开 切割 槽， 然后以此为 自由面 向两端后退 回采 t 回采矿石用铲运机铲至联络道侧 旁的出矿溜 井下放 至中段运辕道 回采 工作首先 从沿倾 向的最下一个分 条开始进 行 ， 然后 沿倾 向向 上顺序 回采 ， 各分条 的 回采工 作大部 分可 以 平行作业， 从而 达到加快 回采进 度的 目的 ， 提 高 生产能力。 5 ． 2 ． 1 凿岩爆破 凿 岩 采 用 南 京 工 程 机 械 厂 生 产 的 C T C 1 4型 轮 眙 式 单 机 采 矿 台 车， 配 用 YG Z g 0型导轨式独立回转凿岩机。 钎头直径 为 6 5 r n m， 钎杆长度 1 ． 2 m。 回采 中深孔设计 参数 为 孔 径 6 5 mm． 排 距 1 ． 5 m， 排 面 角 9 ， 孔 底距 1 ． 8 ～ 2 ． 4 m， 炮 孔 密集 系 数 1 ． 2 ～1 ． 6 。爆破 工作包括拉糟 和落矿 ， 由于试验 采区的充填通风井斜穿采区中部 ， 因此可以 嵌此为切剖井 ， 在其两侧凿钻 4 ～5排密集炮 孔 ， 分段微差一次爆 破成 糟 。 切割立槽形成以 后， 即可以以此为自由面分次进行爆破落矿 工作 ， 每 次爆 破 8 ～ 1 0捧 ， 崩 矿 量 2 0 0 0 t左 右 。爆破 方案采用双排 同段多排微差双重起 爆侧 向崩矿新工艺 5 ． 5 ． 2 通风与出矿 每次爆 破后 ， 需要一个班的通风时 间 ， 才 能进入采场进行作业。 采场通风风路是 新鲜 风流 由中段 平巷经采 区斜坡道 、 分条联 络道 进入 采场 l 污风经 充填 通 风井 进入上 中段水 平 的回风巷 ， 经 由回风 井抽出地表 。 采 场 出矿 采 用南 昌通 用机城 厂生产 的 wJ D 一 7 5型 电动铲运 机 ， 斗容 为 0 ． 7 5 m 。采 场 出矿实行双机三班作业 ． 单机单人操作 ， 铲 运机出矿效率 为 1 2 O ～1 5 o r ／ 台班 。 5 ． 2 ． 3 采场 顶板 管理 依据采 区矿体 厚度不 同 ， 顶板管 理有两 种 方 法 。 其 一是 当矿 俸 厚度 大于 1 0 m时 ， 实 行 分采 ， 此时 下层采空 区顼板仍 为稳 固性较 好 的矿体 ， 爆破后 只需处理橙石 其二是 当矿 体 厚度 8 m左右 或 厚度 更 小时 ， 则 应在爆 破 维普资讯 黄金 落矿前进行预 控顶处理 ， 即进行 切顶 和安 装 锚杆来支护顶板 。 5 ． 2 ． 4 采空 区充填 一 个分条 回采出矿 结柬后 ， 即进 行 空区 密闭和充填 。每个分 条 空区体积 4 0 0 0 m 左 右 我们分三次 充填 ， 这样 在前 两次 充填结柬 后 ， 可 以在 充填 料上 紧靠 斜壁 面铺 一层荆 笆 棍 ， 有利于加固斜壁充填体的稳定性 ， 减步充 填 料局部塌落造成的矿石贫化 。 6 主要技术经济指标 在该方 法的整个试验 回采过 程 中， 我 们 加强技术和 生产管理工作 。 在采准设计中 ， 根 据矿体 的赋 存情况 ， 综合平衡和 兼顾损 失与 贫化 的关 系 ， 合 理布置分条凿 装道 的空 间位 置。 终于取得了良好的技术经济指标 见表 1 和表 2 。 衰 1 采矿 材料消 耗与成本 的构成 表 2 主要 技术 经济 指标 疆 日 指标 采场综台 生产 能力 c t 坩 工作面采矿教率c t ／ Z班 白 车黹岩藏率 t ／ 赍班 铲 运机出矿效 率 t ／ 台 班 采 准 比 m／ 万 t 采 矿成本 元 ／ i 损 失率 赞 他 率 l 92 3 0． 8 1l 6 ． 4 12 0 ～ l 5 0 l 6 4 1 7 ． 4 8 8． 4 5 7 方法评价 1 斜壁分条式 密接充填采矿 方法工 艺 独特 ， 实用性强 ， 对于薄至中厚缓倾斜矿体的 开采是一种行之有效的方法 ， 尤其 是我国矿山 此类 矿体赋存量 所占 比例 很大 ， 因此意 义很 大 。 2 试验研究表 明， 该采矿方 法生产能力 高， 损失贫化低， 经济效益大， 在矿山试验盘区 就地转化为生产力， 当年使企业获得直接经济 效益 5 8 3万元哪。 3 分条之 间斜 壁面的充填 体 稳定性 是 采矿方法的关键 ， 试验中采取预埋荆笆棍的措 施， 效果明显 。 在今后的试验中， 还可以探讨在 不胶结的前提下 ， 通过优化充填料粒级组成或 添加冶炼炉渣等方法来加强斜壁充填体 自身 的稳定性 。 参考 文献 1莽兰 R i s m． H k a a e a等 ． 奥托星昔公司跃诺斯 矿 ． 国外金属矿采 矿， 1 9 8 2 3} 5 7 --6 3 z 盂凡茂 ． 正交设计在有限元法优化采场结柑参数中 应用 ．有 色盘属 ， 1 9 9 2 ； 4 2 Z 一2 4 3 魏宝林 ． 锡矿山租顾粒水砂充填采矿方法试验研 究． 有色金属， 1 9 9 2 2 9 1 4 编辑 崔岱 Expe r i m e n t a l s t a dy o f i nc l i ne d wa l l s l i c i ng b y c l o s e l y f i l l e d s t ape s m e t ho d Yu Bi n Be i j i n g Ge n e r a l Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Mi n i n g a n d Me t a l l u r g y Ab s t r a c t l n c l i n e d - wa U s l i c i n g h y c l o s e l y fi l l e d s t a p e s me t h o d i s a n e w t e c h n o l o g y． I t wa s t h e f i r s t t i me t o h a v e t h e t e c h n o l o g y e x p e r i me n t e d a n d s t ud i e d i n Ch i n a． I t s c h a r a c t e r i s t i c s a n d e ffe c t i v e n e s s 1 e r e s y s t e ma t i c a l l y s c r i b e d i n t h i s p a pe r ． Th e e xp e r i me n t a l s t u dy v e r i fle d t h a t t h e p r o b l e ms a s o r e h a u h n g， o r e p ill a r r e - c o v e r t n g a n d r o o f c o n t r o l e t c e x i s t e d i n t h e mi mn g a f g e n t l e d i p o r e b o di e s of me d i u m t h i c k n e s s we r e s o l v e d b y t h i s m e t h o d． Ke y wo r d st mi n i n g me t h o ddn c l i n e d - wa l l s l i c i n g c his l yf i l l e d s l op e sme o dI r o o f c o n t r ol 维普资讯