河台金矿残矿资源二次开采实践.pdf

2 0 0 3年 4月 第 3 2卷第 2期 有色矿山 No n f e r r o u s Mi n e s Ap r ． ， 20 0 3 Vo 1 ． 3 2 No． 2 河 台金矿残矿资源二次开采实践 刘 健 河台金矿。广东 高要 5 2 6 1 2 7 [ 关键词】岩金矿山； 残矿资源；二次开采 [ 擒要】广东高要河台金矿投产 1 4年， 投产初期由于采矿技术及生产管理等因素， 使回采后的中段留下一些 品位较高的矿柱与边角残矿。1 9 9 7年开始回收。 5 年来平均每年采出金属量约 8 0 k g ， 占年产金量 5 ％～1 0 ％， 作为 矿山产量的补充。 对回收资源、 延长矿山寿命与提高企业效益均产生积极作用。 [ 中图分类号】T D 8 5 3 [ 文献标识码】B [ 文章编号】1 0 0 2 ． 8 9 5 1 2 0 0 3 0 2 ． 0 0 0 6 ． 0 4 Se c o nd a r y r e c o v e r y p r a c t i c e o f r e mna nt o r e i n He t a i Go l d M i ne LI U J i a n He t a i G o l d Mi n e ，G a o y a o 5 2 6 1 2 7 ，C h i n a Ke y W O l d S v e i n g o l d mi n e ；r e mn a n t o r e r e s o u r c e ；s e c o n d a r y p r o d u c t i o n r e c o v e ry Ab s t r a c t He t a i Go l d M i n e h a s b e e n p u t i n t o p r o d u c t i o n f o r 1 4 y e a r s ．I n t h e e a r l y p r od u c t i o n ，t h e r e a r e some h i g h g r a d e p i l l a r a n d r e mn a n t o r e r e ma i n e d i n s t o p i n g b e c a u s e o f mi n i n g t e c h n o l o g y a n d p r o d u c t i o n ma n a g e me n t ．Ev e ry y e a r p r od u c e d g o l d h a s b e e n 8 0 k g s i n c e 1 9 9 7 ．wh i c h i s 5％ ～ 1 0％ o f t o t a l o u t p u t ．B e i n g s u p p l e me n t o f mi n e p r o d u c t i o n ，wh i c h b e n e f i t t o r e c o v e r r e sou r c e ，p r o l o n g mi n e ’ S l i f e s p a n a n d i mp r o v e e n t e r p r i s e p r o f i t ． 1 矿 山开发简况 1 ． 1 矿床开采技术条件 广东高要河 台金矿开采含金蚀变 糜棱岩型矿 床， 先后开发高村 与云西 两个矿 区， 其 中高村 矿 区 1 9 8 6年建设， 初期 生产能力 2 5 0 t ／ d ， 后开 凿竖井并 延深， 目前 已达 5 0 0 t ／ d 。 糜棱岩矿体产于蚀变糜棱岩带的中下部， 严格 受岩带 产状控制。高村矿体 的 1 1 糜棱岩 带全长 1 4 4 0 m， 宽 3 0 m， 总体走 向 NE 7 0 。 ， 倾 向 N W， 倾 角 7 0 。 ～8 0 。 ， 工程控制 延深大于 6 0 0 m。矿体西端出露 地表， 深部向 NE侧伏。矿体平均厚度 2 ． 5 5 m， 平均 品位 8 ． 0 7 g ／ t ， 矿体总体走向长度大于 5 0 0 m， 但连续 长度约 3 0 0 m， 在走 向和垂向均 呈舒缓波状， 分支复 合、 膨胀收缩现象普遍。矿体以脉状 为主， 也有透镜 [ 收稿 日期】 2 0 0 3 0 1 2 0 [ 作者简介】刘 健 1 9 6 8一 ， 男， 湖南宁乡人， 助理工 程师。 从事矿山技术工作。 状矿体存在， 整体连续性较差， 尖灭后一般呈右行侧 列式产出。矿体与 围岩没有 明显界线， 上下盘均为 不够工业品位的糜棱岩， 矿岩坚固性系数 f1 0 ～ 1 6 ， 但断层节理发育， 在走向长 7 0 0 m有 F 1 ～F 7 共 7 条成矿后构造破碎带切穿矿体， 所 以矿岩 中等稳 固 而局部不稳固。矿 床涌水量小， 水文地质属于简单 类型。矿岩密度 2 ． 7 5 t ／ m3 ， 松散系数 1 ． 6 t 1 】 。 1 ． 2 采矿方法 对于急倾斜薄矿体矿岩 中等稳固的矿床开采， 自 1 9 8 9年投产以来一直以浅孔留矿为主要采矿方 法。矿块一般沿矿体走向布置， 规格与探 矿网度一 致， 即 4 0 m4 0 m， 划分矿房与矿柱， 矿柱分顶柱 高 a m 、 底柱 厚 3～5 m 与 间柱 8 m ， 占矿 块 矿量 3 0 ％左右 。一般先采矿房， 后采矿柱。矿房上 向水 平分层留矿法 回采， 过去底部结构多为漏 斗电耙出 矿方式。矿柱一般为小分段 空场采矿法， 扇形 中深 孔凿岩， 一次性爆破 回收。 这种工艺简单 、 管理方便、 生产能力较大与成本 较低的采矿方法， 满 足了矿 山的矿石量需要。但缺 维普资讯 第 2期 刘 健 河台金矿残矿资源二次开采实践 7 点主要是采空区有效处理困难， 矿体 回采产 生大面 积采空区， 由于节理裂 隙发育与大爆 破震动等原因 而导致围岩塌落， 严重者引发岩层移动与山体滑坡， 使后期许 多矿房在覆盖围岩下出矿。矿山估计出矿 二次损失率 5 ％， 贫化率 3 7 ％， 而统计 4 0 、 8 0 、 1 2 0等 中段 1 1 个采场实际二次贫化率高达 4 8 ． 9 8 ％[ 2 l 。 1 ． 3 高村矿区开发现状 高村矿区初期开发 山坡以上矿体， 采用平硐溜 井开拓方式， 生产 中段有 2 0 0 、 2 4 0两个 中段 中段号 与当地绝对标高相 当 ， 于 1 9 9 0年开展二期扩建工 程， 采用竖井开拓 O m 以上矿体， 建有 1 6 0 、 1 2 0 、 8 0 、 4 0与 O m多个 中段， 中段高度 4 0 m。1 9 9 8年为满足 生产需要 而自筹资金进行竖井延深， 先后开凿 一4 0 、 一 9 0 、 一1 4 0 、 一1 9 0 、 一2 3 0 m等 多个中段 ， 段高 4 O ～ 5 0 m。2 4 0 、 2 0 0中段 已于 1 9 9 7年关 闭， 将要结束作 业的有 1 6 0 、 1 2 0 、 8 0等 3个中段， 目前矿山生产主要 在 4 0 、 0 、 一4 0 m 3个中段， 其它正在开拓。 2 残矿资源赋存状况 2 ． 1 残矿矿柱 自 1 9 9 7年开展残矿资源二次开采以来， 先后在 8 0 、 1 2 0 、 1 6 0 、 2 0 0等中段回采矿柱， 均位于采空区的 边部、 顶部与底部， 边柱与 间柱最多， 其次是底柱与 顶柱。残留矿柱产 生原 因是 ①矿 山生产初期三级 矿量不平衡 ， 选矿处理量远远大于采矿量 ， 主要精力 放在规模矿块开采上， 忽略了投入大 、 工效低的边角 矿体 回采。1 9 8 9年投产 时 2 5 0 t ／ d ， 而选矿 厂 1 9 9 2 年就增至 5 0 0 t ／ d ， 历年生产情况见表 1 ； ②采矿贫化 大 ， 入选 品位低， 为了提高 出矿质量， 一些低 品位边 部矿体不予 回采 ； ③初步设计提 出使用人工矿柱代 替矿石矿柱 ， 但一直未实施， 采空 区处理方法不 当， 矿岩整体稳固性较差， 导致浅孔留矿法矿房与顶柱 回采后采空 区塌方， 间柱 来不及 回采被废渣 包 围； ④技术管理经验不足， 未发现和遗漏一些盲矿体， 以 表 1 河台金矿历年生产技术及经营状况 及采丢一些边角料 ； ⑤ 因多种原 因， 回采难度较大的 矿体未开采。 2 ． 2 其它边角矿体 经过 1 0多年矿山开发， 对蚀变糜棱岩型金矿体 的赋存规律已有较深刻认识 ， 除上述特点之外， 一个 中段 矿 体 走 向长 度 均 大 于 5 0 0 m， 但连 续 长度 约 3 0 0 m， 倾 向连续高 度最大达 1 5 0 m， 短者 不足 2 0 m； 平均厚度 2 ． 5 5 m， 最厚超过 1 5 m， 最薄不足 l m； 矿化 不均匀， 但往往在两分支矿体交汇的厚大部位或硅 化强烈地方， 黄铜黄铁 矿富集而变成富矿包， 灰色或 灰黑色石英含金高， 白色硅化体不含金； 夹石剔除厚 度设计 2 m， 但夹石是不够工业指标的贫矿， 若穿过 贫矿的上盘又可能 出现富矿 ； 每个蚀变糜棱岩带有 一 个主矿体， 但其上下盘有平行 小矿体； 矿体在边部 维普资讯 8 有色矿山 2 0 0 3年 第 3 2卷 或在无矿 天窗中的形 态变化复杂， 一般 2 0 m2 0 m 的生产探矿网度难以控制， 应结合采准工程加密至 l O ml O m。开采后认为本矿床应属第Ⅳ勘探类 型。 经 2 0 m2 0 m生产探矿与采场 5 ml O m 采样编 录。 提交上 部高 级别储 量经验证 后， 金属 量 负变 率 3 7 ． 5 3 ％， 矿石量负变率 4 9 ． 5 1 ％。 由于矿山生产初期未掌握这些规律， 在生产探 矿与开采实践 中， 采场边部或其它零星小矿体未列 入开采范 围， 其储量 占残矿 资源 3 0 ％～4 0 ％， 这些 边角矿体必须投入探矿工程验证后开采。 3 残矿资源二次开采特点 1 目前 已查 清的残 矿资源 均赋存 在上 部 中 段。 且这些中段或闭段或作业量不多， 资源回采可利 用现有开拓运输系统， 又不影响矿山正常作业 。 2 这些矿体大都在主矿体中部与西部， 东部 4 0线 以东采空区连片而塌落危及脉外运输平巷， 而 这些矿体下面巷道一般完整。 3 西端矿体基本 回采结 束， 仅用东部通风井 通风。 但残矿回采爆破作业量不大， 且大部分采空区 都有巷道连通。 残矿 回采通风 良好。 高村矿 区采场面积超过 2 0 0 m2 ， 易冒落或 围岩 片帮。 残矿矿柱一 般 已被 围岩包 围， 对 间柱 回采不 利； 选矿厂经过 破碎系统技 术改造 后， 处理 能力 有 余 ； 且 近 年金 价 较 高。 经 济平 衡 入选 品位 可 降 至 2 ． 5 g ／ t 。 这些对残矿 回采都是有利条件 ； 矿山生产安 全工作尤其重要。 残矿 回收危险性大， 需要投入大量 安全工程， 并且一些边角矿体需要投入探矿工程。 但 废石又不能外运。 增加了作业难度 】 。 所有这些有利与不 利的开采条件， 并没有影响 残矿资源的回收。 5年来未发 生过 一次重大人员伤 亡事故， 其经验是值得推广的。 4 残矿 资源二次开采方法 4 ． 1 浅孔留矿采矿法 浅孔留矿法是矿山沿用的老方法， 经验成熟， 设 备简易， 技术过关， 管理方便， 现在 主要用在采空 区 的边部以及部分特殊条件的间柱回采。以 1 2 0中段 3 6线采场边部矿体 回收为例加以说 明。本采场原 为一个标准的浅孔留矿法采场。 在 1 2 0中段 3 6 ～4 0 线， 两线均有探矿天井直通 1 6 0中段。 原来在 1 3 6 m 中穿施工切割层， 电耙巷道布置在 1 3 0 m水平， 共设 4个漏斗， 布置在采场 中央。 在 电耙巷道 3 4线施工 一 条穿脉探矿平巷， 但 由于巷道与预板均未见矿而 未进行切割 ， 采完以后发现此处乃是表外储量。 厚度 4 ～6 m， 原采场 4 0线矿体较薄不足 2 m， 且品位变化 很大， 平均品位不能 回采， 但该采场残矿 回采时。 挑 选其中 8 m高 1 ． 5 m厚 品位较高矿石。 采 下 8 0 0 t 。 而 该采场 采完 出空后 ， 由于 面积不 足 1 2 0 m ， 采高仅 2 4 m， 所 以整个采空区既安全又稳定。靠 3 6线天井 1 4 5 m水平沿矿脉走向掘进一条探矿巷， 发现矿体较 好 ， 又降至 1 4 0 m再施工探矿巷并以此为基础。 并未 增设出矿漏斗， 靠原有第 4号漏斗斜削 4 5 。 切割并采 矿 。但当矿石逐渐填满 采场时。 在 1 5 2 m 水平发现 富矿， 并跟踪探矿 向西超过 3 8线， 为采下这些 富矿 又另掘一个天井直通 1 6 0中段。 并直至在 l 6 0中段 水平沿矿体采高 5 m结束。然后在 1 3 0 m 电耙巷道 出矿。3 6线边柱平均厚度 3 ． 7 m 最大 7 ． 5 m， 平均品 位 1 3 ． 2 5 g ／ t ， 包括边柱及探矿增加矿量共计 5 3 5 0 t 。 整个探矿 回采与出矿结束耗时 8个月。 见图 1所示。 4 O 8 9 l O 厂厂 ， 吕 ， ， ， A ／ 6． ／ ‘ 0 l 6 o 圈 1 浅孔■矿法回采边桂示意朋 1 1 2 0中段巷道 ； 2 3 6线探矿天井 ； 3 一穿脉探 矿巷道 ； 4 一 电耙 巷道 ； 5 一 出矿 漏 斗； 6 一 电耙 溜 井 ． 7 4 0线探 矿 天 井 ； 8 - - 采 空 区； 9 一原采空区轮廓线； 1 0 一残矿 回收后空区轮廓线； 1 1 一新设 探矿巷与采场联络道 ； 1 2 一增设探矿天井 4 ． 2 充填法与留矿法回采 1 6线问柱 1 2 0 ～1 6 0中段 1 6线间柱是属于左右两个矿房 回采后被黄泥或被大块片落围岩充填 的残矿。 间柱 宽 8 m， 平均厚 6 ． 7 m， 高 3 0 m， 地质矿石量约 4 O 0 0 t 。 平均品位 9 ． 7 8 g ／ t ， 1 6线天井 自1 3 2 m以上 已被黄泥 堵死， 而靠 1 2 0中段 l O m 由于 围岩 破碎而堵严。 无 法使用。查清情况后先从 1 6 0中段 1 6线天井下向 挖掘黄泥 ， 清理出天井作为回采通道． 然后在 1 2 0中 段穿脉巷道施工一条 6 0 。 斜井通 1 6线天井为下放矿 石通道。 由于品位较高且两边采 空区已填满。 所以 以 1 6线天井作联络道 ， 先用充填采矿法从 1 3 0水平 回采三个分层， 由于每分层高小于 4 m。 取空区黄泥 充填， 沿 l 6线天 井安 装直径 1 ． 2 m 钢 溜井放 矿， 但 采至 1 4 0 m时由于上部间柱厚 度变大 ， 增至 l O m且 维普资讯 第 2期 刘健 河台金矿残矿资源二次开采实践 9 节理裂隙发育， 分层充填难以实现， 便以钢溜井为中 心， 构筑一条长 4 ． 3 m 出矿人工混凝土假 巷作为 出 矿漏斗， 并沿 上盘 掘一横 巷再施工 出矿天井， 仍 以 1 6线天井作 自由面用浅孔留矿法 回采至 1 6 0 m水平 以上 5 m 见图 2所示 。此采场由于施工难度大且 多采约 2 O 0 0 t 矿石， 从开始 采矿 至出矿 结束耗时 1 年零 2个 月。 l 6 o 图 2 充填法与留矿法罾采问柱示意囝 1 1 2 O中段平 巷 ； 2 6 o ‘ 出矿溜 井 ； 3 1 6线下部 天并 ； 4 一 充填 黄泥 ； 5 一 空区黄泥 ； 6 一 混凝土人工假巷 ； 7 一空区大块 充填废石 ； 8 1 6 0中段 平巷 ； 9 一 上盘出矿天 井； 1 O 一 假巷上 部黄泥 三角堆 ； l 1 一 留矿法回采矿石 ； l 2 一 钢溜井 4 ． 3 横撑支柱与全面空场法联合采矿 1 2 0中段 1 ～3线 3 0多米长有一分支矿 体， 平 均脉厚 2 m， 平均 品位 1 2 ． 8 g ／ t ， 由 1线以 2 8 。 向上倾 斜 ， 平均高不足 l O m， 地质提交储量 1 8 0 0 t ， 但经 1 2 0 以下 5 m 探矿后 品位很差， 不超过 l g ／ t ， 矿量 只剩 8 0 0 t 。根 据 矿 体 开 采 条 件 在 1 2 0中 段 安 装 一 台 1 5 k w 电耙， 以 8 0中段 0线天井作溜井， 沿 2 8 。 倾 角 使用全面法上采， 但采至 3线以后， 继续探矿发现矿 脉延长且倾角变 陡增 至 5 5 。 ， 再使全面空场法 就无 矿石当工作台， 不得 不沿矿脉架设横撑支柱并铺上 木板作工作台， 直至该残矿 回采结束 经补充探矿后 储量增至 1 2 5 0 t ， 采完矿石后， 在 1 0～1 7 m高的 空 区下用电耙和人工出矿。 5 主要效果 河 台金矿 自 1 9 9 7年 1 0月开始残矿资源二次开 采以来， 先后回收 8 0中段 3处， 1 2 0中段 9处， 1 6 0 中段 2处与 2 0 0中段 4处 顶底 间柱和边角矿块 ， 5 年来共 回收矿石量超过 4 0 O 0 0 t ， 平均品位 l O g ／ t ， 即 每年平均 回收黄金 8 0 k g ， 约 占当年黄金产量 5 ％～ 1 0 ％。2 0 0 2年残矿 资源二 次开采 出矿量统计 见表 5 ， 最低出矿品位 5 ． 1 9 g ／ t ， 最高达 1 9 ． 3 5 g ／ t 。 经济效益显著 生产总成本除残矿回收直接费 用 4 7 9 0 5 4元外， 矿山矿石运输成本 7 ． 5 0元／ t ， 选冶 衰 2 高村矿区 2 0 0 2年矿资源二次开采出矿统计 总费用 7 3 ． 9 5元／ t ， 即运输与选 冶总费用 7 0 6 4 9 7 ． 3 元， 合计 1 1 8 5 。 5 5 1 ． 3元。按 2 0 0 2年造冶 总回收率 9 1 ． 1 1 9 6 计算 ， 可 回 黄金 8 7 ． 4 4 k g ， 按 2 0 0 2年平均 黄金售价 8 3 ． 8 5元／ g 计， 产值 7 3 3 2 4 3 1 元， 减去生 产成本企业可获利润6 i 4 6 8 7 9 ． 7 元。 6 结语 河 台金矿残矿资源二次开采由人承包， 根据采 出矿石捡块样品的平均品位不同而确定不t 同价格， 3 g ／ t 以下矿石不计价， 超过 1 5 g ／ t 矿石每吨 5 O元。 全部材料与设备 由承包人 负责， 但炸药雷管等爆破 材料由矿山供给， 费用从每月承包费中扣除。这一 承包办法实行 5年， 价格 日趋合理， 矿 山提供地质资 料技术指导与安全管理。这 一办法效果 不错 ， 不但 每年增加产量与 利润， 对地下资源利用也产生积极 意 义。 ． 残矿资源二次开采安全 第一， 投入一些安措工 程非常必要 ， 而且应根据具体情况采取不同的加固 或支护方法 ； 资源形态复杂、 变化大， 回收 方法应各 有不同采矿方法， 地质资料提供作为开采的依据 ， 但 开采时应根据矿体变化再行探矿或缩小规横； 5 年 的开采经验为残矿回收提供 了参考， 应尽早 确定后 期残矿回收方案。 [ 参考文献 】 [ 1 ] 王斯亮， 姚香． 河台金矿资源利用与探矿增储途径 [ J ] ． 黄金科学技术， 2 O O l 。 9 4 5 4 6 ． [ 2 ] 李建甘。 姚香． 河台金矿高村矿区二次贫化原因分析 及降低方法实践[ J ] ． 黄金， 2 0 0 2 ， 2 3 1 9 2 3 ． [ 3 ] 陈贵亮， 胡贵增． 沂南金矿二次矿产资源何采实践[ J ] ． 黄金， 2 0 0 1 ， 2 2 2 22 3 ． 维普资讯