巨砾型砂金矿开采实践.pdf

2 0 0 0年 1月 第 2 9卷第 1 期 良， J a n t 2 0 0 0 ＼ 一 ，一 7 巨砾型砂金矿开采实践 ， 童 长沙矿山研究院 ， 湖南 长沙 4 1 0 0 1 2 6 [ 关键词]巨砾型砂金矿床 ； 洗选机组 ； 复田工艺 [ 摘要]总结了溪 口砂金矿机械化开采 巨砾型砂金矿床的成 功经验， 介绍了振动受矿斗 一 双层激振筛 一鼓动溜槽洗选机组处理巨砾矿砂的新工艺 ， 为开发利用该类砂金资源提供 了一有教 途径 。 【 中国分类号 ]T D S 0 6 【 文献标识码 ]B 【 文章编号 ]1 0 0 - 8 9 5 1 2 0 0 0 0 1 0 0 0 6 - 0 4 M i n i n g p r a c t i c e o f b o u l d e r g o l d p l a c e r LI U J i n g ． B Ao Ke - l i a n g C h a n g s h aR e s e a r c h I n s t i t u t e o fMi n e s ， a n g s h a 4 1 0 0 1 2 ， C h i n a Ke y wo r d s b o u l d e r g o l d p l a c e r ； wa s h i n g a n d o n c e n t r a t i n g； r e c l a ma t i o n t e c h n o l o g y Ab s t r a c t Th e s u c c e e A e x p e rie n c e s o f mech a ni c a l mi n i n g o f b o u l d e r g o l d p l a c e r i n Xi k o u g o l d p l a c e r 8 r e s u mma r i z e d， a n d t h e t e c h n o l o g y o f u s i n gⅥ h i n g an d o n cen t r a t i n g u n i t ． t ha t i s v i b r a t i n g r e cei v i n g c o n e d g u b l e d d e c k v i b r a t i n g s 汀e e n ． c h u t e． t o t r e a t b o u l d e r s a nd i s i n t r o d u c e d． I t Re a t s a D e w wa y o f d e v e l o p i n g a n d u t i l i z i n g t hi s ki n d o f g o l d r e s c e s ． 砂金矿床按其成因可分为残积型、 坡积 型、 冲积型和沉积型等 ， 开采方式主要有采金 船开采、 机械化旱 采旱剥和人工淘洗三种。 目前困扰砂金矿床开采的技术难题有土层防 冻、 解冻 、 胶结层松动和 巨砾的铲挖、 洗选及 排弃等问题。通过开采砾石含量高且粒径大 的砂金矿床实践， 根据其开采技术特征要求， 将其称为巨砾型砂金矿床。 巨砾型砂金矿床在我国主要分布在陕 西、 甘肃 、 四川和内蒙古等地． 湖南、 广西和云 南等地也有少量分布。这类矿床资源总量目 前尚无统计 资料， 但可 以肯定的是其中只有 极少部分被开发利用 ， 其工业生产主要用采 金船 开 采。如 四 川 平 武 2 5 0 L 和 绵 北 3 0 0 H D J 两条采金船 已于 1 9 9 o年投入试生 产， 并 由此开创了我国大斗容采金船开采巨 砾型砂金矿床的先河 ， 取得了较好成果。从 船采生产情况来看 ， 也存在着诸如挖斗易损 [ 第一作者简 介】 荆静 ， 女， 3 1 岁 ， 工程师 ， 从 事 采 矿研究 工 作。 坏、 斗链维修量太、 整机开工率低、 维护费用 高、 排巨砾工艺不够完善及初期投资太等问 题。为了充分发挥砂金矿床开采投入少 ， 基 建期短、 风险小、 灵括性大、 见效快的特点 ， 对 品位高而开采难度较大的矿床 ， 应 寻求一种 资源利用率高、 成本低、 能解决实际问题的采 选工艺和设备 ， 以获得更好的经济和社会效 益 。 1 矿床概况及开采技术条件 1 ． 1 矿床概况 溪口砂金 矿是小而富的 巨砾型砂金矿 床， 砾石台哩 为 6 0 ％～7 0 ％， 其 中， 粒径≥ 2 5 0 ra m 的 砾 石 占 4 0 ％，最 大 粒 径 达 1 2 0 0 ra m。矿区 I号矿体为工业矿体 ， 覆盖 面积为 5 3 4 0 2 4 ， 按采金船开采技术经济指 标圈定 ， 混合砂平均厚度为 6 ． 7 m， 储量 cD 级为 3 2 4 2 5 0 2 m3 ， 平均品位为 O 3 3 1 5 d ． 金属 量 1 0 7 5 k g ， 其 中 C 级 的 矿 砂 量 为 1 2 0 4 9 B 2 m ， 平 均 品 位 0 ． 4 2 6 6 g ／ m ， 金属 量 矽 维普资讯 第 1期 刘静等 巨砾型砂金矿开采实践 7 5 1 4 k g ； D级 矿 砂 量 2 0 3 7 5 2 0 ， 平 均 品 位 0 ． 2 7 5 3 9 1 ， 金属量 5 6 1 ， 资源可靠。 1 ． 2 开采技术条件 矿床赋存于山间的高河漫滩， 溪 口江呈 蛇曲状穿 过矿区 ， 开采 区内 9 O ％为高产稻 田 所覆盖。 I号矿体的矿砂 自然类型为松散沉 积型， 由泥、 砂及砾石组成。砂金主要赋存于 全新统冲积层砂砾 中， 最低潜水位之下。矿 体走向与河谷一致 ， 平 面上呈条带 状展布。 矿体在剖面 上呈层状 ， 顶底板随基岩起 伏 ， 直 接顶板为全新统冲积层 的下部砂砾层， 其上 部覆盖着腐植土、 粘土和砂砾 ； 底板多为白垩 系下统下组含砾钙质砂岩， 泥质细砂岩 ， 全风 化后呈泥土状。底板纵 向坡度为 2 ‰， 横 向 坡度一般大于纵向坡度 ， 基岩不含金。矿体 埋深 5 ～6 m， 最大 1 0 ． 8 m， 最小 3 ． 2 5 m； 厚度 最大 2 8 m， 最小 0 ． 5 m， 平均 L 3 m， 厚度变化 系数 1 0 8％。 2 开采方式及 开拓方法 2 ． 1 开采方式选择 溪口砂金矿其开采难度主要表现在以下 几 方面 1 超含量 巨砾 ， 矿砂 中砾石 占6 0 ％～ 7 0 ％。粒径2 5 0 mm的砾石 占4 0 ％． 最大可 达 1 2 0 0 tar a ； 2 矿体 9 0 ％被 高产稻 田所覆盖 ， 外部 关 系协调 条件 差 ； 3 巨砾本身不含金， 但其表面凹陷部位 局部充填有含金矿砂 ， 对洗矿及排弃设备有 特殊要求； 4 国内首次采用该方法开采， 无经验可 借鉴 ； 5 矿区属亚热带季风气候 ， 温湿多雨， 开采 自然环境恶劣。 溪口砂金矿的矿体赋存在高河漫滩松散 冲积层中， 走向上有分枝复合， 底板局部起伏 大， 砂金富集在底板的凹部 ， 矿块储量少 ， 不 宜船采 ， 且船采污水处理和清底问题难 以解 决， 初期投资大、 实际回收率低 、 临时占地面 积大、 复田周期长。通过充分论证 比较 ， 采用 推土机 一 前装机旱采旱剥机械化联合开采方 式是最优方案。 2． 2开拓方法 矿床开拓采用 双基坑开拓法 ， 见图 1 。 矿区外部运输利用原有的乡间公 路， 内部运 输用砂砾构筑简易公路使基坑与外部运输线 路连接起来。基坑尺寸为 4 0 m6 0 m， 首采 区选在开挖量小、 品位高、 管线架设方便 、 能 利用试采区 3 0线以东 S K 8以北靠公路一侧 的部位 ， 即矿床开拓时， 利用试采区作开拓基 坑 ， 在试采区北缘与首采区矿块南缘之间开 挖一条运输出入 沟， 以便剥离物的运输及首 采矿块的回采、 洗选矿和试采 区的复田作业 。 图 1基建 开拓 平面 布置 图 1 一稻 田； 2 永久堆土场 ； 3 ， 4 一 I号基坑 ； 砾荦 I 离区； 土剥离 区； 7 表土剥离 区； 8 疏 干区； 9 公 路 1 O 一洗选机组； l 1 一民房 3剥 采复 田工艺 剥离、 采矿和复田作业， 采用 Z L 4 0型前 装机和 n 4 0型推土机剥离， Z L 4 0型前装机 采矿和排尾 ． 实现对腐植土、 粘土和无矿砂砾 层进行分层开挖与堆放， 一次性完成剥采复 田工作 。 剥离前 ， 根据矿区气候特点 ， 在一个月前 安排表土疏干工作 ， 疏干沟呈“ 井” 字型排列 ， 用人工开挖 ， 剥离时 ， 表土用 T1 4 0型推土机 向矿块北侧推运 因首采矿段一侧为公路 所 留保安矿柱上堆放少量表土 成堆。粘土层 、 维普资讯 8 有色矿山 2 0 0 0年 不含金砂砾层及洗选矿尾砂砾分别分层次依 序用推土机推运并拢堆 ， 再用 Z L 4 0型前装 机装运至采空区复 田， 尾砾铺在底板上， 尾砂 铺在尾砾上 ， 分层剥离物按原层次覆盖其上， 不改变原岩土层位 ， 确保复田质量。 采矿时， 因巨砾含量过高 ． 巨砾间充填有 成份众多 的胶结 物 ， 或 当底板 为较硬 的页岩 时， 前装机作业较困难 ， 需配用一台带松土器 的 T 1 2 0型推土机 ， 预先松动含金层 ． 以辅助 Z L 4 0 型前装机采矿。经过松动并推运成堆 的矿砂 ． 用前装机 装 运至 半移 动式选 厂的振 动受砂斗内， 由振动给矿机给人振动筛进行 洗选矿 。为减少矿砂损失 ， 回采时应超挖底 板 2 0 0 mm 左 右 。 复田作业在溪 口砂金矿整个 开采过程 中， 是一项重要工序。为了使采空区尽 陕恢 复成稻田， 矿 山组织了专业复田队和专用设 备。首先将选矿排出的尾砂和尾砾用前装机 装运至采空区打底 ． 尾砾在最底层 ． 然后将剥 离区运来的不含金砂砾层堆放在尾砂上， 再 将剥离的粘土堆放在不含金砂砾层上。值得 注意的是在各分层堆放完后 尾砾除外 ， 必 须用推土机推平压实， 再堆放上层覆盖物， 最 后用推土机从采空区两侧分别向对侧将表土 铺在粘土层上， 方可灌水沉降并分块支付使 用， 见图 2 。另外， 为了保证剥采复 田的平 衡与协调， 避免相互问的作业干扰， 必须使回 采面面积和各剥离层面积相等 ． 剥采按表土 叫 }吉 土一不含金砂砾层一回采， 依次超前一 个块段。同时， 复 田各 回填层间须保持 2 0 ～ 3 0 m的距离， 以保证复田工作按原层位有序 进行 。 围 2基建 完成后 平面 围 1 一复 田区； 2 一喷滤区； 3 一澄清区； 4 一洗选机组； 5 一 回采区； 删离区 7 一喷淋管 ； 8 供水管 4 选矿 溪口 砂金矿原矿粒 级 组 成 见 表 l 。矿 砂中 自然 金 呈 金 黄 色 ， 表 面 光 滑， 粒 径 0 ． 4 5 ram的 以 滚 圆 薄 板 状、 片 状 为 主， 0 ． 4 5 ram 的为不 规则 扁 平状 、 粒 状 。 自然 金的粒度组成见表 2 。 表 t 原矿粒度组成 表 2 自然金的粒度组成 由 表 2知 ， 自然 金 大 于 0 ． 4 5 ra m的 含 量 占 9 4 ． 5 9 ％． 小 于 0 ． 1 m m 的 含 量 仅 为 0 ． 3 2 ％。砂金单体解离性好 ， 无连生体 ， 根据 地质报告提供 的有关 资料综合分析． 矿砂属 中等可洗可选性 ， 其洗选矿采用振动受矿斗 一 双层激振筛 一鼓动溜槽 的重选工艺 ， 其流 程如图 3 。 溪口砂金矿在国内首次使用振动给矿机 一 双层激振筛洗矿设备进行脱泥和排巨砾。 振动给矿机装在 受 矿 斗 底 部， 电 机 功 率 1 ． 1 k W ； 振动筛采用上层钢轨辐条下层 圆孔 筛板双层结构。筛条截面呈梯形 ， 圆孔筛分 三段筛板 ， 从前至后各段筛面孔径 由小到大 排列 ， 圆孔倒锥 ， 以防卡筛堵孔 ， 影响处理能 力和效果。两层筛之间即筛条和筛板间装有 承重共振钢管梁 ， 其表面钻有一定孔径 的 喷 维普资讯 第 1期 刘静等 巨砾型砂金矿开采实践 原矿 图 3矿砂选 别工 艺流 程 水孔辅助洗矿 。筛体挡板两侧各装有～台同 步偏心振动机 ， 振动筛体后端配有尾砾槽， 整 个筛体用弹簧座固定在可移动式的机架上。 筛体上部装有多排喷水管 ， 矿砂在振动挤压 及高压水冲洗过程 中得到有效碎散。机组处 理能 力 可 达 1 2～1 5 ， h。 通 过 最 大粒 径 达 1 2 0 0 mm， 洗矿效果好。整机结构紧凑合理， 能耗小 、 操作维修简单方便、 工效高。 从双层激振筛上流下来的矿浆经过矿浆 漏 斗的进一步碎 散后， 由分 配器给入两路 GL 一9 0 0 2 4 0 0型鼓动溜槽粗选， 尾砂用 2 个 1 0 0 0 3 0 0 0垫有绒布的木溜槽扫选。定 期从鼓动溜槽及木溜槽绒布上取出粗选精砂 送至精选车间， 给人一段矩跳分级精选 ， 矩跳 精矿 由摇床精选后经干燥吹选得成品金。 5 污水处理 目前， 国内开采砂矿的污水处理方 法 主 要有 自然沉降， 药剂沉降和过滤等方法。根 据溪口砂金矿现有条件 ， 采用尾砂前期堆 喷 的过滤法和后期 自然沉降法的二级污水处理 工艺效果很好 。通过重选排 出来 的污水杂质 主要含泥 。 尾水中无毒害物质， 在采区污水池 中用 4 P S砂泵将尾砂尾水扬送至复母区的 砂砾层上堆喷， 渗滤出来的尾水用 3 P N污水 泵排至尾水澄清池定期排放。 6 主要技术经济指标 采剥总量1 3 万 m ／ a ； 平均剥采比1 ． 6 7 ； 采矿损失率5 ％ 不舍群采损失 ； 采矿贫化率1 7 ％； 洗选机组处理能力1 3 ． 6 m ／ h ； 选矿回收率8 5 ． 6 ％； 单位成本 按 1 9 9 3 年采剥总量计 8 4 5 元／ ； T 1 4 0型 推 土 机 剥 离 能 力1 2 0 --1 6 0 ms ／ h 运距8 0 m ； Z L 4 0型 前 装 机 采 矿 能 力1 2 0 ～1 3 0 ／ h 运距7 0 m 。 7 结束语 溪口砂金矿首次利用旱采旱剥机械化开 采方法 ， 较好地解决了南方旱采巨砾型砂金 矿床存在的问题 ， 其特点在于用振动给矿机、 双层激振筛一次性完成洗矿、 筛分、 碎散、 排 巨砾、 造浆过程。采选作业具有工艺畅通、 作 业连续性强、 机械化程度高、 投资少、 管理简 单 、 综合效益高和适应范围广等优点。 维普资讯