云南锰矿山采矿方法的研究现状及发展趋势.pdf

． ，谚锰 山 ， 矽 ， 研免 ， 锰 物 第1 2 卷 第 6 期 中 国 锰 业 l 9 9 4年l 1月 CHI N A’ S M ANGANESE I NDUS TRY V0l 12 No ．6 No v e m ． 1 9 9 4 云南锰矿 山采矿方法的研究现状及发展趋势 李 兆平李 际 昌 冶 金部马 鞍 山矿 山研究 院安 赦2 4 3 0 0 4 1 前 言 云南 省锰 矿资 源 较 为丰 富 ， 是 全国主 要 的锰 矿产 地 之 一 ， 据 1 9 9 0年 的统 计 资 料表 明 其 锰 矿 产量 在 国 内位 于 第三 ， 仅 次 于 广 西 、 湖 南 ， 总产量 达 2 6 ． 1万 t ， 其 中重点矿 山 6 ， 5万 t ， 中小 矿 山 9 ． 4万 t ， 群采 矿 山 1 0 ． 2 万 t 。 云南省锰 矿资源特点是 1 储量大 、 品位 高 ， 多数 低磷 、 低铁 、 富 锰 ， 仅鹤 庆锰矿 已探 明的 储量约 2 3 0万 t ， 平 均 品位 达 4 0 ％ ， 目前还在 继续进行 地质察勘 工作 、 储量还会扩大 。 2 锰矿点分 布面广 ， 主要有 斗南、 鹤庆 、 白显、 景洪 等地 。 3 主要是 沉 积矿床 ， 层薄 ， 多数 顶板不 稳固 缓 倾斜薄 矿 体和 急倾斜薄 矿体 占有较 大 比重 ， 矿 体 产 状 起 伏 变化 大 ， 地质构 造复 杂 ， 多属难 采矿 体 ， 在 采矿 方 法 攻关 试 验 之 前 ， 回采率 一般较 低 ， 仅为 3 O ～5 O ％。 为了充分 利用锰矿 资源 ， 七 五期间 ， 冶 金部委托马 鞍 山矿 山研 究院对云南 省的重要 锰矿产区一鹤 庆锰矿和斗南锰矿 的采矿方法 进行 了试验研 究 ， 并取 得了成功 ， 详述如下 2 鹤庆锰 矿采 矿方 法研究成 果存在的问题 鹤 庆锰 矿 8 0 的矿体 属 于缓 倾 斜薄 ～ 中厚 矿体 ， 矿体 赋 存 条件 为 顺角 l 0 ～4 0 。 ， 矿厚 2 ～6 m， 小断 层较 发育 ， 局部受断层错动 使矿厚与倾角变大， 矿体呈层状产出， 顶板为 薄层 灰岩 ， 稳 固性 差 ； 占 总储 量 2 0 的 矿体 Tp f ． 为急倾斜薄矿体， 倾角为 4 5 ～6 0 。 ， 矿厚 1 ． 2 ～ 2 ． 5 m， 顶板亦 为薄 层灰 岩 。马鞍 山矿 山研 究院与大理州矿冶研 究所， 鹤庆锰矿进行合 作对 以缓倾 斜中厚矿体 采矿方法进行 了试验 研 究 ， 试验 采用 的采矿方法 为 人工柱锚杆 护 顶 房柱法 ， 详见 中国锰业} 1 9 9 3 年第 3期， 试 验取得 了成功 。 矿石 回采率 由原来的 3 0 提 高到 9 0 左右 尽管 如此 ， 鹤庆锰 矿 的采矿 生产仍存 在 一 些 问题 ， 突 出表现在以下几个方面 1 人工 砌 柱劳 动 强度 大 ， 工班 效率 低 。 2 对缓I 顷斜薄矿体部分 矿厚小于 2 m ， 延用试验区段的矿块参数， 是否合适 ， 尚缺 乏研 究 。 3 阶段矿柱丢失 缓倾斜 矿体开采 时必定留下永久损失的 阶段矿柱， 矿柱宽度等于或大于矿体厚度 ， 一 般 阶段 矿 柱 矿 量 约 占 阶 段 矿 量 的 5 ％～ l 0 ， 鹤庄锰 矿已经探 明的矿石储量为 2 3 0 万 t ， 缓倾 斜部 分 1 8 0万 t 约 占 8 0 ， 则 损 失 矿量 1 8万 t ， 按 9 1年 矿 山统计数据 矿石 焦 价 为 2 3 7元／ t ， 采 矿直 接成 本和砌 筑人工 柱成 本为 1 0 5 ． 5 7元／ t ， 若 全部阶段 矿柱 由人 工柱代 替 ， 则 回采阶段矿 柱可获得效 益 2 3 7 1 0 5 ． 5 7 1 8 2 3 6 5 ， 7 4万 元 因此 回采 阶段矿柱 既充分 回收 了宝 贵的 富锰资 源 ， 又 延长了矿 山服务年 限 ， 同时还 可 获得 可观的经济效益 。 维普资讯 第 6 期 李兆平等 ， 云南锰矿山采矿方法的研究现状厦发展趋势 4 约 占总储 量 2 O 的急倾斜薄矿 体 部分采矿方法 缺乏 研 究。 针对 上述问题 ， 笔 者 建议 今后 的采矿 方 法 研究应 着重 解决 以下 问题 1 研 制合适 的 小型机 械设备 来减 轻 人工柱砌 筑的劳动 强度 ， 提高 砌筑效率 。 2 若将 人工柱 房 柱法 推广到 缓倾 斜 薄矿 体中去 ， 应研究合适 的矿块参数 ， 减少 采 掘 比， 目前的岩石力学研 究成果表 明 在矿 体 倾角及顶 板岩性 同等条件 下 ， 缓倾斜薄 矿 体 比缓倾斜 中厚矿 体的顶 板 稳定 状况 好 ， 因 此 适当增大 矿块跨度 ， 减 少 采掘 比对降 低采矿 成本具有 一定意义 。 3 建议 尽快立 项开 展 阶段矿柱开 采 技术 的研究 。笔者认 为用人工 片石柱替换 阶 段矿 柱仍 不失为 一种 有效 的方法 ， 其主 要研 究 内容应包括以下几个方 面 ①阶段矿柱回采工 艺的研究 ； ②人工阶段矿柱砌筑 技术及工艺研究 ； ③人工阶段矿柱形状及参 数的确 定 ； ④人工阶段矿柱 稳定性 的监 测 ； 4 对于急倾斜 薄矿体部分 ， 其适宜 的 采矿方法应该是 留矿 法 、 留矿全面法 ， 削壁 充 填法或 充填法 ， 由于后 2种 方法采矿成本 高 、 生产能力及 工效低 ， 建议 尽 可能 采用 留矿法 或留矿全 面法 ， 这 两种 采矿 方法 成功与 否的 关 键是要解决 好顶 板支 护问题 ， 可采用 超快 硬 水泥卷锚杆支 护 顶板 ， 关 于锚 固层厚度 及 网度应 结合工程 类比和数值 计算来 确定 ， 对 于 局部矿 体较 薄 矿厚 1 ． 2 ～ 1 ． 5 r a 、 品位 较 低 的矿 石 可作 为 采 场 内的 点柱 来 支撑顶 板 。 5 在重视采矿方 法的同时 ， 应加 强对 巷道 支 护型式及支 护参 数 的研究 ， 目前该矿 阶 段运 输 巷道 2 5 5 0 m， 2 5 7 0 m 和 脉 外 巷道 在 需要支护 的地段均 采用 木支护 ， 这种 支护 肯式有 明显的不足之处 其一 、 木材 消耗 大 ， 每米巷道消耗木材达 f ．7 6 m 。 其二 、 不利于巷 道地压管 理 ． 巷道断面形 成后， 一般都存在应力及位移释放过程 ， 过迟 或过早支护都不利于巷遭稳定。 在 2 5 5 0 m， 2 5 7 0 m 阶段 运输 巷遭 延伸 地 段及 下部 阶段运 输 巷道 ， 应推 广“ 新 奥法 进 行 巷道掘进 ， 视不 同岩性分 区 ， 分别采用锚杆 支护 ， 锚 杆加喷射混凝土 支护 ， 锚磺 网联合支 护 。 3 斗南锰矿 采矿方法研 究现状及展望 3 ． 1 斗南锰矿矿体置存条件殛采矿方法研究成果 斗南锰 矿分 戛科 和 白姑 2个生产 矿区 ， 矿体赋存条件复杂 ， 倾角变化大， 厚度一般在 0 ． 9 1 ～ l _ 5 2 m 之 间 ， 有 缓 倾斜 薄矿 体 ， 也有 急 倾斜 薄矿体 ， 顶 板不稳 固到 中等稳固 ， 属于 难采矿体 ， 并且白姑矿区为缓倾斜多层层状 矿 体 ， 主 要 含 矿 层 有 v 6 、 v ． 、 v 7 6 、 v B 、 v 9 5层 矿 ， 1 9 8 8 ～ l 9 9 1 年 ， 冶金部矿 山司 ， 全 国锰矿 技术委员会组 织马鞍 山矿 山研究院和斗南锰 矿对 采矿方法 进行 了系统 的试验 研 究 ， 根据 不 同的 矿 体赋 存条 件分 别试 验 成功 了房柱 法 、 浅孔 留矿 法和削壁 充填法 ， 获得 的主 要技 术经济 指标 见表 l 袁 l 主要技术经济指标 3 ． 2采矿方法中需要继续解决 的问题 斗南 锰矿矿石储量大 ， 据 1 9 9 1 年 统计资 料 ， 已探 明的矿 石储量 达 1 5 0 0万 t ， 其 中富锰 矿储 量占总储量 的 7 0 ， 国家计委 已批准 了 斗南锰 矿的 2 0万 t ／ a的二期扩建工程 但是 目前 的采矿方 法 只解决 了单 层矿体 的回采 问 题 ， 因此今 后的采矿 生产 必然 要涉及到多 层 矿体 的开采 ， 有关多 层矿 体开 采的试验报道 ， 国内尚不多 见 ， 广 西大学 在龙头锰 矿缓倾 斜 多层邻近薄矿 体中 ， 经试验研 究 ， 采一、 二 、 三 层矿时 ， 采用 留矿全面法 ， 下部第四层矿采用 维普资讯 中国锰业 第 1 绻 普通房柱 法 ， 并且上 下同时回采 ， 保持一定超 前关系 。 在 斗南锰 矿多层 矿体 的 开采研 究 中 ， 应 着 重抓住 以下几 点 1 根 据每层矿体的层间距 ， 选择 合适 的采切 工程 布置 ； 2 对于每层矿体 ， 研 究适宜 的采矿 方 法 ； 3 重点解决 好开采顺序 ， 采场上下超 前 距离 及伺 采 时间差 ； 4 开 展顶 板处理 方法及地压活 动规 律研 究 ； 5 由于每 层矿石成份不 同， 品位 差别 大 ， 应研究分采 ， 分搬 ， 分运 方法 ； 6 抓住国家投资及重视的机遇 ， 在 采 场 内使用高 效率 凿岩 设备 和机 械化小型运搬 设备 ， 如凿岩 台车和微型铲运机 。 4 地 方小 矿山采矿方法问题 地方小矿 山锰矿 产量在云南省占有较大 比重 ， 由于 小矿山技术力量薄弱及其它原 因 ， 矿石 回采 率 一般较 低 ， 应 重视这类 矿 山采 矿 方法的规 范 研究 ， 在安全 回采条件 下以提 高 矿石 回采 率为重点 。 以鹤庆 县猴 子坡锰矿 为例 该 矿为 乡属 集体 企业 ， 矿体为倾斜薄～ 中厚矿体 ， 顶底 板 不好 ， 矿石较 松软 ， 含锰 品位高 ， 属于 三 软” 矿体 ， 目前采用巷道采矿进行开采 ， 回采率较 低 ， 仅为 3 0 ～ 4 0 。对于这 类矿体 可供借 鉴 的采 矿方法 有 留矿全 面法 、 人工 柱锚 杆护 顶房柱法 、 人工假底下向分层采 矿法 ， 一般情 况下使 用全面法 和房柱法可使矿石回采率达 到 8 0 以上 ， 如果 矿体 倾 角较 大 ， 顶 底 板 破 碎 ， 矿石 品位极 高 ， 可采 用后 一种 方法 ， 由上 向下分层 回采 ， 每采完 一个分层 ， 辅设 人工假 底 ， 人 工假底 由主 、 副 筋和 混凝土构 筑 ， 人 员 在假底下作业 ， 利用集 中溜并出矿 。 5 群采 矿山采矿方法规范研究 云南 省锰矿 资源 由于赋 存点多 ， 赋存 条 件 复杂 ， 开采技术 难度大等 原因 ， 使得群采矿 山普遍生产效率低 ， 资源浪费严 重 ， 因此对群 采 矿 山应 加强 集 中管理 ， 同 时组织 技术 力量 对 规模较 大的群采 矿点强制实行采 矿方法规 范 化 ， 不 准采 富丢贫 ， 乱采乱掘 ， 对群 采矿 山 应 着重提高矿石 回收率降低损失贫 化。 6 生产规 模较大的重点 矿山应 重视开 展地 压活动 规律研究 矿 山地压显现规律 研究对指导采矿生产 有着重要意义 ， 如鹤庆锰矿 、 斗南锰矿在开展 ． 采矿 方法 研 究的同 时， 加强 了对地 压 活动规 律 的研究 ， 并取得 了初步成果 ， 简 述如下 1 在鹤庆 锰 矿通 过对地 压 显现的 宏 观现象调 查结 合有限元数值 分析结 果 ， 得 出 了人工柱具 有较 好的让压性 能 、 采 空后的矿 房首 先失 稳的是矿房顶板而不是矿房 之间的 人工柱 、 以及采场极限暴露 面积 等结论 ， 根据 结论确定 了“ 采二放一 ” 的空 区处理制度 。 2 使用液压压 力枕监测 人工柱 受压 状况 ， 根据压 力数值 ， 对采场顶 板稳 定性 进行 判断 ， 在采场 冒顶前及时撤 出人员及设备 ； 3 在 斗南锰矿 ， 建立 了地表 沉降观测 系统 、 开展 了室内相似材料 模拟 试验及 有限 元数值分析 ， 得出 了一些有益的结论 。 目前 ， 云南锰矿 山地 压 活动研 究存 在的 问 题 1 只是局 限在单个采场 内 ， 1 殖着生产 的延续 ， 大范 围， 多采场及 多中段 的地压活动 规 律研 究变 得 比较迫 切 ； 2 研 究手段单一 ， 应该选择 应用一些 效 果较好的位移及应 力测量仪器如 多点位移 计 、 应变计 、 压 力盒、 光应 力计 等 ； 同时重视数 值 分析技术 的提高 ， 目前 应用于锰 矿 的数值 分 析方法仅仅 是二 维的 ， 因此计 算结 论 只能 ． 作 为参考依据 7 结 语 “ 八 五 ” 期间 ， 云南省锰 矿生 产 已逐 步 走上正 规 ， 但 采矿方 法在 以下几个 方 面继续 进行改进和完善 。 1 对 重点矿山除了提高矿石 回采率 ． 着 重提高采矿生产的机械 化程度 ； 下转 2 8页 维普资讯 2 8 中国镊韭 矿物 表面 吸 附有 C a 、 Mg 离 子 后 、 E DTA 则起较强 的抑制 作用 。 4 矿 浆 中 存 在 C a 、 Mg 、 F e 、 F e 及 Al 离 子时 ， 水玻璃在 浮选 中 产生活 化 和 抑 制 两 种 现象 ， 其 作 用 的 强 弱取 决 于 Na Ol 、 水玻璃和多价金属离子相对浓度的大 小 其作用机理与水玻璃和矿浆中阴舶离子 生成 的胶 团性 质 ， 以及水 玻璃在 矿物 表面 的 胶凝作 用密 切相关 ， 而且具 有选 择性 。 生成的 腔团不仅在矿物表面起作用， 而且对矿粒与 气泡 间的接 触动力学亦产生影 响 。 第 1 维 参考文献 A． w 亚当癣． 表面的物理化学 ， 北京 一 辩学 出囊社 。 1 9 8 9 划邦靖． 整合萍巷荆 ． 北京一 冶垒出版社 1 9 8 2 B． R． Pa l me r a n d e t c ． Tr 且嘣．AI ME， 1 8 1 5。 Vo 1 ． 25 8． 25 7 R． O． 1 a me s an d e t c ， o l l o [ d a nd I n t e r f a c e S c i e n c e， 1 8 72． Vo1 ． 4 0． 5 3 武议大学尊 无机化学 ， 北京t 高等教育出艇社 ， 1 8 8 8 ∞ M A ， Oc n o s 一 R H e y Ⅱ 叫_ I ． 丑 } Ⅱ 舡 ㈣ ∞ ， M．‘ H q ， 1 9 6 4 M． A爱格列斯 ． 萍选谓整荆． 北京t 冶盒工业出版社 ， 18 8 2 收稿 日期 1 9 9 4 0 6 0 6 EFECTS oF M ULTI VALENT M ETAL I oNS oN FLoATABI LI TY oF RH0DoCHRoSr rE M a o J u f a n Z h a n g Yo n g Po s t g r a d u t e De p a r t me n t o f W u h a n Te c h o n o l o g y Un i v e r s i t y ABS TRACT I n t h i s p a p e r ， d e t a i l s o f t h e s t u d y i s p r o v i d e d o n t h e e f f e c t s of f i v e s o r t s o f mu l t i v a l e n t me t a l i o n s u p o n fio a t a b i l i t y o f r h o d o e h r o s i t e a n d t he mi n e r a l s u r f a c e s a s we l l a s 0 n t he r o l e o f t h e i o n s i n t h e e a s e o f c o e xi s t i n g wi t h c o n d i t i o n i n g a g e n t s d u r i n g flo a t a t i o n． KEY W ORDS Rh o d o e h r o s i t e Mu hi v a l e n t me t a l i o n C on d i t i o n i n g a g e n t 上接 2 l页 2 对地方小矿 山及群采矿 山， 着重提 高资源 利用率 ； 3 继续 开展主 要矿 山的采 矿 方法和 地压 活动规律研究 。 参考文献 1丁楷如． 泉逮 赞等 ．锰矿开发 与加 工技 术 ． 长 沙 湖 南 科学技术 出版社 2 李 际 昌． 中国镊 业 ． i 9 8 2， 2 ～3 t 8 1 ～B 3 3 马鞍山矿山研究 院， 鹤庚锰矿人工柱惜杆房柱法 和地压活动规律研丸所告 t 马鞍山矿山研究院 斗南锰矿采矿方法和地压i 蛊 动 。 规律研 究报 告 5 郭意附． 孙家谊． 中国锰业 1 8 9 2 } 2 ～3 3 0 ～3 2 PRESEUT STATE oF THE S TUDY AND TRENDI NG oF M I NI NG M ETH oDS FoR M ANGANES E M I NES I N YUN NAN PR0VI NCE Li Z h a o p i n g Li ] i e h a n g MaAn na R e s e a r c hI n s t i t u t e o fMi n e ． }；7 维普资讯