银洞子矿床主矿体的最佳采矿方法.pdf

J7 一 哆 铰洞 子 矿 床 主 矿 体 的 最 佳 采 矿 方 法 ，， 砸 g l 己 。 j 陕西八 一铜矿臧 俊 权 ‘ 一～ 胍 鬻墨盏铜 芗，孝 秒美 键 词 堆 采 矿 悻 最 佳 采 矿 方 法 。／弋 ／ ∥ ／ ／，卜 芦 ／ l 前 言 1 9 9 3年 3月编写 的八 一铜 矿采矿方 法 试 验研 究报告 曾阐述 经优 化选 择 的采矿方 法是超前切顶爆力运矿分段采矿法 ， 但此采 矿方法只为较 优方 法 ， 随着 现场 条 件变 化 ， 采矿方法应作相应 的修改 。 超前切顶爆 力 运矿分 段 采矿 法缺 点较 多 其预切顶 和锚杆 护顶工 艺较 复 杂 ， 施 工 安全条件较差 ， 工效 较低 ， 成 本较 高 ， 采准 和 回采周期 较 k。仅 以 9 6 0中段 为 例 ， 在 6 3 线至 7 1 线， 其矿房部分锚杆护顶的总费用 为 4 0余万元。因此 1 9 9 3年底， 采矿方法试 验结束后 ， 在 1 9 9 4年至 1 9 9 8年 7卢的 4年 间 ， 在矿 山生产 中没有采用 试验推荐的采矿 方法 。特 别是 在 试验 中曾发生 的锚 杆 冒落 现象 ， 在试验 报告 中投 有说 明这一事实 。 在与有 底柱崩落法 比较 时 ， 认为试验推 荐 的采矿方法 较优 。研 讨会之后 ， 在现场应 用 的一 年 中， 各采场 在爆 力 运矿 回采 时 ， 多 次发生锚 杆和 顶板 围岩 冒落 事故 。对此 根 据多 年生产 实践 ， 需对 主矿体特制定最佳的 采矿 方 法 。 矿区 内主矿 体的银 金 属量 占设 计 总矿 量的 舯 ％ 以上 ， 主矿 体 是顶 板 不 稳 固的倾 斜中厚矿体， 属难采矿体。因此选择主矿体 臧控 权高 级工 程 师陕 西西安7 1 0 0 6 8 的最佳 采矿方 法是矿山的重大科技课题 ， 可 以实现损失 贫化小 ， 采准 和 回采周 期短 ， 成 本低 ， 经济效益好 ， 生产安全 ， 采场生 产能力 高 ， 有利于采场 放顶 ， 有利 于银矿 石 和银 铜 矿 石分 采分 出 ， 有利 于提 高银铜 精矿和银铅 精 矿质量 ， 并有利 于调 整采掘顺 序和调整采 掘比例失调。 2开采技 术条件 本矿床共有 1 3 个矿体， 其中 1 3号矿体 为主矿体。各矿体均赋存于中泥盆统大西 沟组千枚岩 中 ， 沿层 理产 出 ， 呈 似层状 。矿 体与围岩 的产 状 一致 ， 走 向 1 0 5 。 ～1 2 0 。 ， 倾 向北北东 ， 倾 角 3 5 。 ～4 5 。 ， 平均 4 0 ‘ 。设计范 围矿体走 向长 度 5 0 0 m， 矿体 厚 1 ～2 3 m， 平 均 6 --8 m。矿 体顶 板和底板 均为千枚岩 ， 片 理和节理发育 ， f 5 ～6 ， 不稳 固。矿 石 中等 稳固 ， f 6～8 。各 矿 体矿 石类 型 的赋存 状 况 ， 银铜 矿石赋存 在 矿 区东 部 ， 银 铅矿 石赋 存在矿 区西部 ， 中部为银铜矿石和银铅矿石 的过渡地段 。 矿石容重 3 ． 1 5 t ／ i 1 3 ， 松 散系数 1 ． 7 8 ， 松 散容重 1 ． 7 7 t ／ m3 ； 岩石容重 2 ． 8 9 t ／ lⅡ ，， 矿岩 自然 安息角 3 8 ． 5 。 。 矿床水文 地 质条 件简 单 ， 岩溶 不 发育 ， 地下 水 由大气 降水 补给 ， 主要 赋存 于上部 风 维普资讯 化裂隙中 。 风 化裂 隙含水 带 厚度 1 3 ～4 8 m。 岩石富水性 和 透水性 很小 ， 据坑道 观测 。 小 时涌水 量为 0 ． 7 2 m3 。 矿 区地 形 复 杂 ， 沟 谷 发 育 ， 海 拔 标 高 8 1 0～ 1 5 1 3 m。 其 相 对 高 差 一 般 为 3 0 0～ 7 0 0 m， 设计 范 围在 侵蚀 基 准面 以上。地 表 为杂 草灌木覆盖 ， 允许 陷落。 3采矿 方 法试 验 矿 山与长沙 、 兰 州等 有 色冶金 设计 、 研 究单 位合 作 ， 在 1 9 9 1年 7月 至 1 9 9 3年 1 2 月进行 了采 矿方法试 验。 3 ． 1 方 案概 述和采场结构参数 超前切顶爆 力 运矿分 段 采矿 法 的特 点 为 ， 矿块 沿走 向布置 ， 将 矿块 沿走 向划 分 为 分条 ； 同时将 中段 划分 为 分段 ， 形 成若 干 回 采单元 ， 留顶柱 顶底 合一 ， 不 留间柱 。各 分条 的回采顺序 ， 首先 在其倾斜下端拉切割 槽 ， 然后进行 预切顶 ， 揭露 矿体顶板后 ， 用锚 杆护顶 。在凿岩上 山施工 扇形 中深孔 。 进行 爆 力运 矿 回采 。 分段下 部用 电耙 出矿 。按一 定距离 崩落分 段顶 柱 ， 并放 顶处 理采 空 区 ， 强制放顶参 数。悬 顶距 2 0 m， 控 顶距 l O m， 放 顶距 l O m。 采 场结 构参数 。矿块沿走 向长 5 0 m。 划 分 为 5个分 条 ， 分条 宽 l O m， 矿 块 与分 条之 间不留矿柱。中段高 4 0 m， 划分为 3个分 段 ， 分段垂高 1 3 ． 3 m， 分段倾斜长 2 0 ． 7 m， 分 段间 留斜长 4 m 的连续 矿柱 ， 以隔 离上分 段 放顶 的废石 。 3 ． 2底部结构 和采切工程 底部结构。 电耙道采用单侧斗 。 拉底巷 道布置在矿体底板与 围岩接触部位 。 巷 道底 部边线 为矿岩 分 界线。 电耙 道 位 于矿 体下 盘围岩中 ， 漏斗 沿走 向布置 ， 间距 5 m， 在矿 块端 部布置溜矿井 ， 采用 振动放矿机 出矿 。 采切 工程 包 括 溜矿井 、 凿 岩 上 山、 电耙 道 、 斗穿 、 斗颈 、 拉底平巷 、 联络天井 、 切顶平 巷 、 切顶 上 山、 切 割天 井 等。阶段 运 输平 巷 位 于矿体下 盘 ， 距 矿体水平距 8 m。 3 ． 3回采工作 回采 顺 序 。各 矿 块 自上 而 下 。 自顶 而 底 ， 自西 向东 。 以分条 为 回采单元 进 行后 退 式 回采 。上 、 下 分段 同 时作业 ， 上分段 超 前 下分段 2个分 条 ； 上 、 下分段 的第一次 回采 ， 均超前第 二次 回采 1 个 分条 。 切割工作 。各 分段切 割是在 拉底 巷 道 两端掘切割 天井 ， 以切 割天 井 为 自由面 。 在 拉底巷道打 上 向扇形 中深 孔爆 破形 成 。在 超前切顶和爆力运矿之前 ， 须于 回采 单元 下 部拉切割槽和扩斗 。 采场 回采实践证 明 ， 矿体顶板 围岩暴露 面积选 6 0～7 0 m0时 ， 即发 生 冒落 事故 ， 因 此 每 次 预 切 顶 循 环 揭 露 顶 板 围 岩 面 积 2 0 m2 ，随即用锚杆护 顶 ， 同时切顶 工作 面呈 阶梯状 逆倾 斜推进 。 凿 岩爆 破参 数 。 炮 孔 直径 ∞5 ～6 0 mm。 中深孔 排距 1 ． 2 m。 孔底距 1 ． 8 --2 ． 2 m。 34 顶板管理 在分条 内进 行分层 回采 ， 即先用房柱 法 进行预切 顶 ， 在分条 两侧 留设 3 ． 02 ． 5 m2 临时矿柱 ， 顶板用 锚 杆支护 ， 然 后 用爆 力 运 矿法 回采下分层 。采后放 顶 ， 处理采 空区。 4 矿 山曾采 用的采矿方 法 矿体厚度小 于和 等于 4 m 的， 采 用普通 房柱采矿法 。矿体厚度 大于 4 m 的 ， 多年来 曾采用有底部结 构分 段 侧 向崩 矿连 续 空场 法。在 1 9 9 8年 7月 以后 ， 采 用 二 步骤 回采 的空场联 合采 矿法 ， 即一步骤 用 预切 顶 ， 锚 杆护顶的房柱全面式采矿法 ； 二步骤用爆力 运矿分段 采矿法 ， 即采 矿试验 推荐 的， 超前 切顶爆力 运矿 分段采 矿 法。此 采 矿方 法应 用一 年多 ， 在各 采场 的爆 力运 矿 回采 时 ， 多 次发生锚 杆和顶板 围岩 冒落事故 。 在 5 4 0 4和 5 4 0 5两个采 场 曾采 用有 底 部结 构 的阶段崩 落采 矿法 。这 两个 采场 矿 房矿石量是 1 6 ． 6万 t ， 银 金属 量 4 1 ． 6 t 。 自 维普资讯 1 9 1 9 9 7年 7月至 1 9 9 9年 9月底 ， 共 2 6个月 ， 累计 出矿量 1 5 ． 8 3万 t ， 银金 属量是1 9 3 1 5 4 t 。按 上 述 资 料 计 算 的 动 态 损 失 率 是 5 3 ． 6 6％， 动态 贫 化率 是 5 1 3 ％， 按 此 贫化 率计算 ， 在 出矿量 中废 石量 是 8 1 2万 t ， 而 纯矿石量仅 7 ． 7万 t 。 尚有存窿矿石 量 8 ． 9 万 t ， 存 窿银 金 属量 2 2 ． 2 8 4 6 t ， 回收存 窿矿 量 的最终 效果 ， 还较难 预测。 由于崩落法损 失和贫化较 大 ， 出矿周 期较 长 ， 脉 外采 切工 程量较 大 ， 因此 本 矿床 的采 矿方 法 ， 不 宜 以 崩 落法 为主体 。 5最佳 的 采矿 方 法 经多年 的生产 实践 和采矿方法试验 ， 所 取得 的共识是 矿石 中等 稳固 ， 而矿体 顶板 围 岩不稳 固 ， 采矿试验推荐 的采矿方法 是在一 步骤预切顶时 ， 逐渐暴露 出不稳 固的矿体 顶 板 围岩 ， 为防止围岩 冒落 ， 又进行 锚杆护顶 。 为解决预切顶和锚杆护顶 的工艺较复 杂 ， 成 本较高 ， 工效 较低 ， 采准和 回采周 期较 长等 问题 ， 特选择 最佳 的采 矿方法 ， 对各 矿房 内 的中厚矿体进行两次 回采 ， 第一次沿矿体底 板 逆倾 斜用爆力运矿法 回采底分层 ； 第二次 对矿体顶 分层 采用侧 向崩 矿 回采 。这样 第 一 次 回采 的 中厚矿 体 8 0％以上 部 分 时 ， 利 用稳 固的矿 体顶分层 护顶 ， 不用 预切 项和锚 杆护 顶工艺 。 矿体顶板 围岩暴露 面达 6 0 ～7 0 r n 2时 ， 即发生 冒落 事故 ， 是 以 1 2 1 0中段 浅采 的 采 场顶板观测为依 据的。但 5 4 0 9采场在浅 采 时 ， 顶板 留有 近 l m 的 护顶 矿层 ， 各 分 条 回 采时 顶板 的暴 露 面积 都 在 3 0 0 m2以上 ， 在 长达 6个月 的采矿作业 中 ， 均未发生顶板 冒 落。 有关矿 石 的稳 固 程 度 ， 在 l 1 9 0 m 标 高 以上 的古 采区也 有证 实 ， 经 开拓 、 采 准 和坑 探工程揭露 ， 古 采 区在 矿体 的 中心部 位 ， 采 幅 1 ． 5 ～3 m， 平均 2 ． 2 5 m， 且 发现有 多层 古 采 区重叠现象。古采区顶板为矿石 ， 但历经 百余年 ， 甚 至 三百余 年 的仓桑 岁 月 据 陕西 通志记载 ， 明清年间 曾有较 长的开采历史 ， 古采区顶板仍有厚度 为 4 ～7 m 的矿层 。 此外矿房 回采时 空场要 护顶 ， 而矿房采 完之后 还 要 放 顶 ， 对 上 述 诸 因素 综 合研 究 后 ， 对顶板不 稳 固 的倾 斜 中厚 矿体 ， 选 择 了 最佳 的采矿方法 。 采场结构参数。矿块沿走 向长 5 0 m， 划 分为 4个 分条 ， 分条宽 1 2 ． 5 m， 这样 间距 为 1 2 ． 5 m 矿体 底板 的凿 岩上 山 ， 在坑 探 、 采 准 和 回采等 阶段都可以共 用。 中段高 4 0 m， 个 别 中段 高 5 0 m； 分 段 高 2 0 m， 个 别 分 段 高 2 5 m， 分段 间留斜长 4 m 的连续 矿柱。 最佳 的采 矿方 法划 分为三种 类型 一是 矿体厚度小于 4 m 的 ， 采 用普 通房 柱法 。二 是矿体厚度为 4 --6 m， 第一次沿矿体底板采 用房柱法 回采底分层 ； 第二次对矿体顶分层 采用倾 斜扇形 中深孔 侧 向崩 矿 。三是 矿体 厚度大于 6 m 的 ， 第一次沿 矿体底 板采用 爆 力运矿法 回采底分层 ； 第二 次对 矿体 顶分层 采 用倾 斜扇形 中深孔侧 向崩矿。 主矿体和 顶盘 分枝 矿 体采切 及 回采 工 程 的施工顺 序。 顶盘和底 盘矿 体的采 切 工程 都要 先 期 施工 。采切工程 完成后 ， 首先沿顶盘矿体 的 底分层进行房 柱法 回采 ， 同时施工爆力运矿 中深孔 和顶 盘及底 盘矿体 顶 分层 的倾 斜扇 形 中深孔 。 顶 盘矿体底分层 的浅采结束后 ， 再进行 底 盘矿体底分层 的爆力运矿法 回采 。 在爆力运矿法 回采结束后 ， 再爆破顶盘 及底盘 矿体 顶分层 的倾斜扇形 中深孔 。 设计 范 围内各 矿块 的回采顺序 ， 仍按 自 。 上而下 ， 自顶而底 ， 自西 向东 ， 以分条为 回采 单元 ， 进行 后 退式 回采 。上 、 下 两个 分段 同 时作业 ， 上分段 超前 下分段 1个分条 ， 上 、 下 分段 的第一 次 回采均 超前第 二次 回采 1个 分条 。最佳 采矿方法 各工艺大都按现行 的 下转第 6 页 维普资讯 6 vc Q CLG 式 中 ， Q 一矿产资源 的年开采量 ； H一 规定 的采 出率 ， 可依 据 行 业 规定 执 行 CL 矿 产 资 源 依 据 自然 地 质 赋存 条 件分级 后 ， 划分 为 劣等 矿产 资 源 的所 有 矿产 品生产企业 的单位矿产 品的平 均生产成本 ； 一 确定 价 值 的 矿 产资 源 被 划 分 等 级后 ， 该等 级 的 同种 矿产 品 的单位 平 均生产成本 。 2． 3 ． 3 年综 合运 输 费用 成 本 V 。年综 合运输费用 vl力确定原理 若矿产资 源所 处 地理 位置或交 通条件不优越 ， 其综合运输 费 用较 高 ， 则其 级 差 收益 将 要被 扣 碱 ， 其 资源 的总价值要降低。所以可将年综合运输 费 用 V 设 定为 voQ Vl D1 v2 D2 ⋯ ⋯ V 式 中， 一为 各 类 运 输工 具 汽 车 、 火 车 或 货轮海运 或 内河 运输 的相 应 运输 单 价 ； D 一 各类运输工具 相应的运输距离 。 综上 所 述 ， 每 年 级 差 收 益 总 额v 应 为 一 - K - 1 QJ Hl 一C 一Q ∑V 3结 论 综合 以上 的分析 可知 ， 某处矿产资 源总 价值在每年 总收 益相等 的 条件 下 的计 量 模 型 如 下 v T 毒 ．[ 乒 C f． 一 G一 ∑ ]1 K 一 l K2一K3’。 ’ 式 中参数意 义参 考文 中各参数 意义。 参考 文献 1 ． 李 金昌 ． 资源经 济 新论 ． 重 庆 重庆 大学 出 版社 ， 1 9 9 5 2 ． 钱阏， 陈治志． 自然资源资产化 管理． 北京 经 济 管 理 出版社 ， l 9 9 6 3 ． 王四光 ， 刘忠珍 矿产资源 的价值及其评估． 国 有资产管理 ， 1 9 9 7 7 4 ． 沈振 字 ， 朱 学义论矿 产 资源价 值地 质 技术 经 济 管 理 ， 1 9 9 8 3 5 ． R- B罗 维 ． 土 地 资 源 经 济学 ． 北 京 北 京 农 业 大 学 出版杜 ． 1 9 8 7 6 ． 王 礼茂 ． 矿 产 资 源综 合评 价 方 法 的 探讨 ． 中 国地 质经济， 1 9 8 9 9 上接第 1 9页 参数 实施。 对顶板 围岩不稳 固的倾斜 中厚矿体 ， 选 择 的最佳采矿方法 是“ 回采护 顶矿层 的爆力 运矿 组合采矿 法 ” ， 其 可行性 已在试 验 采场 上分段的类似条件下得到证实。最佳采矿 i i { } i 方法， 可以简化采切和回采工艺， 降低采矿 成本 ， 生产作 业安全 ， 可 以缩短 各 采场 的 采 准 和回采周期 。可 以使顶 板 围岩 不稳 固的 倾斜 中厚矿体各栗场 的采 矿作业 ， 呈 现 出持 续、 稳产 、 高产、 高效率和高效益的新局面。 维普资讯