点柱式机械化分层充填实践.pdf

点柱式机械化分层充填实践 三 山岛金矿牟云 胜 【 摘要 】 本文主要介绍了由北京有色冶金设计研究总院设计的三 搬 实 填法 输出 关 键 词 点 柱机 械 化-充 填 法 ， ／ ’ ●一} 1 前言 三山岛金矿是我国黄金矿山首例引进国 外先进的无轨 自行采掘设备，选择了适用于 缓倾斜，低品位的厚大矿体及地表需要保护 的点柱式机械化分层充填采矿法。从1 9 9 1 年 至1 9 9 3 年底累计 采下矿 石 1 4 5 ． 6 4 万 t ， 日 出 矿量平 均达 到 1 5 6 6 t ／d ，矿石 总 贫 化 率 为 l 1 ． 2 5 ，总损失 率为 1 9 ． 3 1 ，采矿台效为 1 5 9 ． 9 5 t ／ 台 班，平均 日产能力1 4 5 t 。 经这几年的实践表明，三山岛点柱式无轨开 采 工艺 是成 功的， 各项 综台技术指标达到 国 内先进水平。 2 地质和开拓概况 矿床位 于沂术 大断裂 东侧 次 一 级 断 裂 三 山岛断 裂带内蚀变花 岗岩 中，矿床走 向NE 3 4 。 ，倾向S E，倾 角4 O 。 。矿体埋 藏 在 海平面以下西端延深入海，矿体走 向 长9 0 0 l O 0 O m，倾斜深度5 0 0 7 0 0 m，矿体 平 均 械化 分屡 厚度1 6 m，平均地质品位3 ． 6 s g ／ t ，矿体上盘 为一断层泥和一断裂带，极不稳固；矿体下 盘为矽化花岗岩，稳固，矿体节理发育 ，矿 岩界 限极 为不清 。 矿床水文地质条件属于中等复杂，以裂 隙充水为主，坑内总涌水量 为1 3 5 0 0 m ／ d 。 矿 山采 用中央主竖井 ，斜 坡道 、两 翼风 井联合开拓 见图 1 ，竖井净直 径 5 m， 井深3 4 8 ． 5 m，安装有瑞典A B B 公司 制 造 的 工业计算机全 自动控制的多绳摩 擦 轮 提 升 机，为箕斗、罐笼互为配重的混合并。斜坡 道平均 坡度 1 3 ，全长2 0 5 7 m，是矿井 的 入 风 口，新鲜风流贯穿各分段生产采场，污风 经 一7 0 m回风 巷道，从南 北两 翼风并排 出。 一 次形成 一2 4 0 m和一1 5 0 m 两个分段 同 时 向 上 圆采 ，回采矿石分 别经 下盘 6条 脉外溜井 集 中于 一2 5 0 m水 平运 输巷 ，用 1 0 t 电机车 双 车牵引 8辆 4 m。底 卸式矿 车运 至卸矿站，经 主溜井 卸至 一2 8 0 m水平进 行破 碎，矿 石 经 一 3 0 2 m水平装 入箕斗后提 升至地表矿 仓 。 * ● ● * } } } } } * } } * } } ● } } 。 ● } } } ● ******** ******* * r 另外，郝泉 沟各岩体 均呈 地表出露小 ， 深部 埋藏大 的倒 斗式侵位 ，而 且岩体与岩体 之间还 出露 有相 同岩性 的岩枝 、岩瘤等 。由 此可见 ，它们很 可能在 地下 深处汇集成为一 个相当大的 岩体 。这 样，研究领 域将变得 更 为广 阔，勘探前 景也 将 更 为 乐 观。众所周 知 ，我 国的 同类 型砖寐 殊 砂红铜 矿，就 是在几个小的 不起眼”的小岩株 出露总 面积为 0 ． 0 6 k in 上勘 探成 功的。 总之，我们 今后在郝泉 沟地区的地 质找 矿工作 可由浅部 到深部 ，从 I号岩体到 附近 各小岩体} 由侧重找金 、银，铜 、钼并举 。 并 突出找铜 的综 台找矿方 向发展。有可 能为 白银地 区的地 质找矿工 作 打 开 一 个新 的局 面 。 责任编辑周 致勤 点拄式机械化分层充填实践邱云驻 一 2 6 维普资讯 墨 ⋯ 一 兰 } 姑羟址 一 ， ～． ～ ] L ，／ ～ l- 1 蕊 J 盆 0 匡 重 口 瓤 1 0 霆 匿 目 j 8 匿 习 口 口2 r i j口匕口， ～ l l u l l } -⋯O2m 盟1 三 山岛金矿 开拓系统示意 图 3 采场布置 点柱式矿块沿建 向布置，长度 为l O O m， 其中矿房长9 4 m，间柱6 m， 间柱中有一 条2 m 2 m的回风泄水天井，每一 回采分 层 均 有 回风联络道与该天井贯通。采场内设有规则 点柱，按2 0 m1 8 m网 度 沿 走 1 2 0 m，垂 直走向1 8 m 布 置，点 柱 尺寸6 m6 m，点 柱和间柱为永久损失。采场联络道是分段巷 道与各采场之间的主要通道 ，其最大坡度为 2 0 ％，用脉外漓井集中卸矿方式，溜井沿 走向2 0 0 m布置一条，倾角为6 O 。 ，断面2 ． 5 m 2 ． 5 m，沿垂高每 1 5 m设置分段 联络道 见 图 2，每分段开采 5 个分层。 4 回采工艺 l 一点柱I 2 一闻柱， 3 一通风泄水井 4 采聊∈ 培道 5 一分段平巷 l B 一酒井联络道 T 一溜井 l 8 夭井联络道 2 采矿方法示意图 回采顺序依次为凿岩爆破、 通风、 撬毛、 出矿 ，支护和充填作 业。采场 第一分层切采 完后进行回采，回采作业 高 度 为4 ． 5 m，回 采高度为 3 m，每分层充填高度为3 m，充填 后留有1 ． 5 m的通风和爆破 空间。 采场凿岩设备为法国西格马艾姆科公司 产的单臂或双臂台车，其动力均为电动液压 系统。行走部分的动力为柴油发动机。钻杆 为六棱形中空钢，垒长 4 m，最大凿岩深 度 一 2 6 3 ． 8 m，钻头直径 3 mm，钻孔 直 径 为4 4 ～ 4 5 m m，凿岩速度1 ． 3 ～1 ． 4 m ／ mi n。掌子面 回采顺序，由于采场中点柱是规则分布的， 因此，掌子面的回采宽度随分层面积变化而 变化，一循环的爆破量变化也较大，一般在 1 0 0 3 5 0 t 之间。受掌子面夹制条件的影响， 氇0 采场坷采顺序 有色矿 一1 9 9 5 ． B 维普资讯 凿岩爆破需根据采场的大小和具体条件调整 回采顺序 见图 3。由于领角的影响，沿 走向回采时，将有一部分矿体无补偿空间， 这 时也需调整爆破顺序，见图 4和图 5。 ’ 圈4 沿走向掌子面凿岩图之一 圈5 滑走向掌子面凿岩图之二 图 4和图 5中，A 部分有足够的补偿 空 阊，B部分则补偿空阊不足。通常的做法先 采A部分，再采B部分，也可形成梯形工作 面，全断面回采。 采场起爆装置为非 电微差爆破，火雷管 和导火线引爆，采用先进 “ A ”型起爆或 楔 形布孔技术 见图 6 ，这种布孔冲击底板 作用小，大块率小。用2 ‘ 岩石炸药 和乳化油 炸 药，二 者 药 卷 长 度 均 为1 7 0 ra m，卷径 3 0 ram。对 采场 顶板和矿柱 四周实施光 面 爆 破，周边 孔间距为0 ． 7 N0 ． 9 m，光面爆 破 层 的厚度为光面爆破孔间距的1 ． 1 N1 ． 2 倍 主 炮 孔间 距 为0 ． 9 ～ 1 ． 0 m，抵 抗 线 为0 ． 8 5 ～ 0 ． 9 m；每米炮孔落矿量在1 ． 6 ～2 ． 0 t ／ m。装 药是爆破工站在剪式升降台上进行。 -／ | ． ／／ 、 、 自由面 A譬麓爆 i i i j 宴由 面 楔形枫 6 5 --7 0 方索 固B 起爆方式和楔形布孔 采场爆破完后进行通风，然后进行顶板 橘毛，撬毛工站在剪式升降台车上用撬棍进 行 ，劳动强度 大。 出矿作 业 ，根据 掌子面落矿量变化 ，台 理配备出矿设备。一般落矿量小于l 5 0 t 的小 型采场 ，用美 国瓦格 纳公 司产的 斗 容 为3 ． 5 立方 码 1 立方 码 0 ． 7 6 5 m 的柴油 铲 运 机单独出矿，落矿量大于2 0 0 t ，小于2 5 0 t 的 中型采场，用一 台3 ． 5 立方码铲运机和1 3 t 坑 内卡车配台出矿j大于2 B O t 的大型采场，运 距 小于 1 6 0 m时，用 2台3 ． 5 立方码 铲运 机同 时出矿 ，运距太 子1 5 0 m时，用一 台3 ． 5 立方 码铲运机配合 2台1 3 t 坑 内卡车 出 矿。矿石 运到溜井，大块矿石用加拿大泰利达 因公司 产的液压碎石机进行二次破碎 。 采场支 护分 为顶板和上盘 支护 。 目前采 场顶板的锚杆支护覆盖率 已达1 0 0 ，锚杆 为胀壳式，杆体是 1 6 的圊钢，长1 ． 8 m，支 护网度为1 ． 5 m x 1 ． 5 m，以梅花形 布 置，该 作业采用法国西格马艾姆公司制造的电动液 压锚杆台车，效率高。顶板节理裂隙非常发 育，上盘破碎强烈使用长锚索支护。实践证 明，锚杆支护要紧跟掌子面，防止出现顶板 开裂 和下 沉 。 充填作业，用分级尾 砂 先 充2 ． 6 m厚， 其上部用灰砂比 14 充0 ． 4 r a 厚胶绪层 ， 地 表设有充填搅拌站。采场充填面积大的实行 分区充填，以减少水泥离析。使用圊窿废石 堆筑的挡石 坝，增加 了泄水 面积 。 从 已揭露的采场 可知 ，采 场的 冒落都集 中在靠近上盘破碎带的地段。所以采场应先 形成下盘回采空间，逐步向上盘靠近。多中 段同时作业现象应尽量减少 ，同时回采的采 场数也不宜过多 。 5 结 语 我矿使用点柱式机械化分层充填法的实 践表明，这种采矿方法有优点也有缺点，其 优缺点如下。 赢柱式机械化分屠充填实践邱云胜 一 2 7 维普资讯 优点； 1 回采面积大 ，适 于机械化作 业， 大大 降低 了工人的劳动强 度。 2作 业 成 本 低，采 矿 直 接 成 本 1 9 9 1 年 为7 ． 8 1 元／ t ，1 9 9 2年 为8 ． 0 1 元／ t ， 1 9 9 3 年 为8 ． 1 4 元／ t 。 3 井下工人劳动生产率高， 1 9 9 1 年、 1 9 9 2 年，1 9 9 3 年分别是 1 1 1 3 、1 2 7 “ 4 、1 3 9 3 t ／ 人 a 。 4 采准工程量小 ，万吨 采 掘 比 是 8 0 rot 万t 。 缺点 1一次性投 资大 ，该 方法 回采方式 决定 了一次开拓 工程大 。 2 采矿 损失 率较大 1 3 ％，因为 留有点柱、间柱和上盘护顶矿，且均为永久 损 失， 3 采场暴露面积大，给生产管理带 来一 定的困难 。 4 无轨设备噪音大，污染重。 建议 1 有的采场爆破大块率偏高，需调 整爆破参数和爆破顺序，不断积累经验，找 出解决的办法。 2 目前使 用的炸药 品种 与炮 孔之间 存在着不偶台现象，影响爆破效果和质量。 应考虑采用散装药技术，实行装药 自动化， 降低装药劳动强度 。 3 撬毛作业劳动强度大，效果也不 够 理想 ， 建议 弓 I 进 撬 毛机 ， 实现撬 毛机械化 。 4 对宽度小于 4 m的采场，现有 设 备利用不上，降低了回采速度，建议引进小 型无轨凿岩 、 出矿设备 。 5 进一步研究胶结充填料，提高胶 结充填层强度。 0 长期进行矿山岩石力学研究，以 修改点柱和闻柱的尺寸，降低损失率。 责任编辑周致勤 云南冶金 1 9 9 6 年征订启事 云南冶金戗刊于1 9 7 2 。年， 为 学 术性、普及性与技术经济综合性的技术类公开发行 刊物。1 9 9 2 年被北京高校图书馆期刊工作研究会和北京大学图书馆确认为全国矿业工程类校 心期刊，同年获云南省首届科技期刊评比优秀奖。 云南冶金 为双月刊，国内垒年订价人民币1 5 ． O 0 元，国外垒年订价2 4 ． O O 美元。 云南冶金 热心服务于省内外不同层次的冶金矿业建设，生产、科研、管理、经济、 营销人员，大 专院校相应专业师生和关心矿业构广大读者，为各级领导决策提供咨询，并与 国外冶金 同行 进行学术交 流 。 云南冶金 刊登矿冶应用科学技术，冶金经济分析、管理与改革及县乡矿业实用技术 等方面的文章。坚持质量第一、用户至上，努力提供精品。 ’ 云南冶金 国内由编辑部 自办发行，订费可从银行信汇或邮局邮汇，函索 即寄订单 。 邮政编码6 5 0 0 3 1 j地址云南省昆明市 圆通北路8 6 号，单位昆明冶金研 究 院 云 南 冶 一 金 编 辑部 ； 电告 0 8 7 1 5 1 5 l 1 3 7 4 2 8 1 j开 户银 行}工商银行 昆明市 分 行 直 属 办 事 处，帐 号2 6 4 8 2 7 6 4 0 。 Ⅸ 云南冶金 国外发行委托 半导体杂志社”全权办理。邮政编码3 0 0 2 2 0 j地址天津 市河西区陈塘庄，电子部第4 6 研究所’户名半导体杂志社}电告及传真 4 0 2 2 02 2 83 45 54 5。 一 2 8 一 右色矿山一1 9 9 5 ． 6 维普资讯