无敌柱分段崩落采矿法开采铜矿实例.pdf

Q Sci ence 8n d Tec hnoI ogy l nn oVat i on Her a1 d 无底柱分段崩落采矿法开采铜矿实例 刘俊藩 九江市矿业开发咨询服务中心 江西九江 3 3 2 0 0 0 工业 技术 摘要 选择 采矿方 法是 件相 当复杂而又要 非常慎重 的工作 。 一 方 面要全 盘考虑 影响 采矿方法选择 的繁 多因素 ， 其 中也 包括一 些技术政 策性的 问题 ； 另一方 面又要对一 些主要 工艺参 数进 行实验 室和现 场试验 ， 或借 鉴于类似 矿山的 实际资料。 所 以， 在具体 实践时都要取得 相 当熟练 的经验 ， 否 则选 出的方法往往会 带有一定的局限性 。 本文 以实例浅谈无底柱分段 崩落采矿方法在九 江铜硫 矿的应 用。 关键词 采矿方法 选择 应 用 中 图分 类 号 T D8 5 文 献标 识 码 A 文章 编号 1 6 7 4 0 9 8 X 2 0 1 1 0 3 a 一0 0 3 8 0 2 九 江 铜 硫矿 位 于 江西 省九 江 县 港 口街 镇境 内 ， 距 九 江 市 2 6 k in ， 是 一 座具 有 四 十 多年开采历史的小 型矿 山 ， 目前矿 山年开 采量 已达 l 0 万 t 。 该 矿 是 由 丁家 山 、 列石 山 、 长埂 山 三 个 矿 段 组 成 ， 目前 开 采 的 是 列 石 山矿 段 ， 自1 9 7 0 年 建 矿 以 来 ， 相 继 采用 过 单 层 崩 落 采 矿 法 、 块 石 下 向 充填 法 等 进 行 回 采 。 列 石 山 矿 段 铜 硫 铁 矿 床 中 探 明 的 共 有 1 7 个 矿 体 ， 均 赋 存 于 花 岗 闪长 斑 岩 体 北 接 触带 及 岩 体 的 内部 ， 目前 一 直 开 采 的 主 要 是 占总储量8 5 ％ 的 I号铜硫铁矿体 ， 矿体走 向3 3 0。 ～3 5 0 。 ， 倾 向6 0 。～8 0 。， 倾 角 7 0。 ～ 8 O 。 ， 延长 l 8 0 ～2 0 0 m ， 厚 1 0～7 0 m不等 ， 倾 斜 延 深 1 5 0～2 7 0 m。 矿 体呈 透 镜状 、 脉 状 ， 往 下 延 深 呈 根 须 状 ， 矿 体 形 态 变 化 大 ， 收 缩 膨 胀 ， 分枝 复 合 频 繁 。 矿 体 与 围岩 接 触 界 面 不 平整 ， 多呈锯齿状 、 犬牙 交错 状。 矿 体中见 有 石 英岩 、 花 岗闪 长 斑岩 已蚀 变为 高 岭土 等 围岩 角砾， 角砾 大小悬殊 ， 呈棱角状 ， 分 布 杂 乱 。 矿 床 主 要 为 含 铜 黄 铁 矿 或 黄铁 矿 矿 石 ， 平 均 含 Cu品位 1 ． 2 8 ％， 平均 含 S品位 3 0． 5 7 ％， 矿 石密 度为 3 ． 2 5 t ／ m ， 顶 板 为花 岗 闪长 斑 岩 ， 底 板 为 志 留 系砂 岩 ， 硬 度 f -4～ 6 。 矿床开采的工程地 质条件 简单 ， 水文地 质 条 件 复 杂 ，目前 选 用 无 底 柱 分 段 崩落 采 矿 方 式 。 1矿块结构参数 矿块 结构如 图1 所 示 中段高 度3 0 m， 采 场进 路 间 距 l O m， 采场 分 段 高度 8～l O m， 采 用 轨 道 装 岩 机 装 矿 ， 每 5 O m布 置 一 个 放 矿 溜 井 。 2采准和切割 采准 工作主要是 布置采场 进路 ， 沿矿 体走向每隔1 O m布置一条采场进路 ， 上下分 段 进 路 采 用 菱 形 布 置 。 本矿 亦 可 在 适 当 时 候尝试垂直 矿体走 向布 置 可较好 的控制 矿 体 ， 提 高 矿 石 回 采率 。 进 路 付 产矿 石 约 占整个 回采 矿石 的 l 0 ％～l 2 ％。 爆破 后 产 生 的 少 量 大块 ， 均 在 工 作 面 进 行 二 次 破 碎 。 切 割 工 作 一 般 采 用 多进 路 切 割 天 井 和 切割巷道 ， 即以切割天井为 自由面 ， 在切割 巷 道 中 凿 上 向平 行 深 孔 ， 逐 次 切 割后 形 成 切 割槽 。 3回采工作 无 底 柱 分 段 崩落 法 的 回采 工 作 主 要 包 括 凿岩 、 爆破 、 通风 、 出矿等 。 回采工作 自 7 曩 一矗 1 、 2 一上 下 阶段 脉 外 运输 巷 道 ； 3 一溜 井 ； 4 一设 备 井 ； 5 一人 行天 井 ； 6 一分 段 联络 平 巷 ； 7 一进路 ； 8 一设 备 井 联络 道 ； 9 一分 段 切割 平 巷 ； 1 0 一切井 ； 1 l 一上 向 扇形 深 孔 图 1 无底 柱 分段 崩 落采 矿 方法 图 3 8 科技创新导报 Sc i e n c e a n d Te ch n o l og y In n ov a t i o n Her a l d 工业 技术 S c i e n c e a n d T e c h n o lo g y In n o v a t i o n H e r a l d 上 而 下分 段 进 行 ， 分 层高 度 1 0 m。 1 凿 岩 采 用YGZ一9 0 型 导 轨 式凿 岩 机 或FJ Y一 2 4 型 圆盘 台 架 的 YG-8 0 型凿 岩机 凿岩 。 炮 孔一 一 般采用 扇形 布置 ， 效率 为3 0 ～4 0 ／台 班 。 2 爆 破 采用乳化 炸药爆 破 ， 导爆 管或导 爆索 一 次 性 点 火起 爆 。 炮 孔 一 般 采 用 扇 形 布 置 ， 分 段高 度 1 0 m， 扇 形 孔的 深度 为 1 0 ～1 2 m ， 孔 深与分 段高度及进路 间距有关 ， 边 孔角为 5 0。 ～6 O。 。 为 了提 高装 药 密度 ， 采 用 F ZY 1 0 型与AY z 一1 5 0 型等装药器装药。 孔径 5 O～6 5 ram时 ， 最小 抵 抗线 为 1 ． 4～ 2 m ， 每 次 爆 1 ～2 排 炮 孔 ， 即 崩 矿 步 距 2． 5～ 4 m。 炸药消耗量根据矿石性质而定 ， 次炸 药消 耗量 为0． 3 ～0 ． 4 k g ／ t 。 二次炸 药 消耗 量 为0 ． 0 2 ～0 ． 1 5 k g ／t 3 通 风 凿 岩爆 破 产 生 的 粉 尘 含 量 高 ， 因 此 ， 工 作 面 通 风 的 风 量应 满 足 排尘 和 排 除 炮 烟 的 需 要 。 在采 掘 工 作 面 中 ， 空 气 的 含氧 量 不得 少于2 0 ％， 风速不得低于0 ． 1 5 m／ s 。 采 场 回 采 工 作 面 为 独 头 ， 工 作 面 难 以 全 部 形 成 贯 穿 风 流 ， 同时 卸矿 时 扬 尘 大 ， 风 流 污 染 严 重 ， 可采 用 局 扇 加 强 通 风 。 即 两 台 局 扇 并 联 安 装 于 上 部 水 平 抽 风 ， 清 风 由阶 段 运 输 平 巷 经 通 风 天 井 ， 进 入 分 段 联 络 巷 道 和 进 路 ， 清洗 _ [作 面 后 ， 污风 在 局 扇 抽 吸 下 ， 由敷 设 在 采 矿 进 路 和 通 风 天 井 内 的 风 筒 引至 上 部 回风 水 平 已形 成 贯 穿 风 流 的 巷 道 则 通 风 效 果 较 好 ， 见 图2。 4 出矿 采 用 轨 道 装 岩 机 出 矿 ， 矿 石 通 过 装 岩 机 装上 矿 车 ， 倒 入 溜 矿 井 ， 再运 到 地 表 。 4回采顺序 本采矿法矿 山的整体和局部 回采 顺序 如 何 ， 对矿 石损 失 与贫 化 、 回 采 强 度和 采 场 地 压 的 大 小 及 生 产 安 全 状 况 有 很 大 影 响 。 一 般 说 ， 在 走 向上 ， 同一 分 段 上 的 各 矿 块 可 从 中 央 向两 翼 、 从 两 翼 向 中央 或 从 一 翼 向 另 一 翼 回 采 。 当矿 体 很 长 时 ， 也 可 沿 走 向 划 分 若 干 区 段 ， 多 翼 回采 。 每 个 或 相 邻 矿块 同分 段 内 的各 进 路 ， 应尽 量 同时 回采 ， 以缩小废石 接触面 ， 降低矿 石的损失 与贫 1 一通 风 天井 ； 2 一分 段联 络 平 巷 ； 3 一进 路 ； 4 一回风 巷道 ； 5 一阶 段运 输 巷 道 ； 6 一溜 井 ； 7 一局 扇 ； 8 一风 简 ； 9 一密 闭墙 ； l O 一隔风 板 图2 回采 工作 面 局 部通 风 表 1 无 底 柱 分段 崩 落采 矿 法 主 要经 济 技 术 指标 生 产能 力／ 万 t ／ , q 1 ． O 损失率／ ％ 2 2 ． 1 6 贫化率／ ％ 1 1 ． 1 凿岩效率／ [ 万 m／ 台 年 j 2 ． 0 崩矿量／ t ／ m 7 ． 8 l 2 ． 8 采准 L ／ m／ k t 6 ． 7 5 炸药总单耗／ k g ／ t 0 ． 1 9 3 5 采出成本／ 元／ t 5 6． 3 2 化 ， 增 加 进 路 的 稳 固性 。 若 矿 石 不 稳 固 ， 且 未 同时 回 采 ， 应 尽 量 避 免 从 两 侧 向 中 央 推 进 ， 否 则 最 后 回 采 的 1 ～2 条 进 路 将 出现 较 大 地 压 。 在 垂 直 走 向上 ， 同分 段 的 各 进路 应 向 设 备 井 和 分 段 联 络 巷 道 方 向 后 退 回 采 。 在铅垂方 向上 ， 上分段 回采 应超前于下分 段 ， 超距大小 ， 须保证 下分段出矿时矿岩 的 移 动 范 围 和 坍 落 过 程 不 影 响 上 分 段 的 回 采 。 5分段凿岩阶段矿房法技术经济指标 九 江 铜 硫 矿 采 用 的 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿法的 主要经济技术指标如表 1 所示 。 6无底柱分段崩落采矿法的特点 1 没有复杂的底部结构 ， 采准 、 回采工 艺 简 单 ， 有 利 于 作 业 的 专 业 化 和 机 械 化 。 2 回采 工 作 以 进 路 为 单 位 ， 掘 进 回采 进 路 、 钻凿深 孔和 出矿等作 业可以在 同一 矿 块 上 下 分 段 不 同进 路 中 同 时 进 行 。 作 业 集 中， 互不干扰 ， 易于 管理 ， 具 有较大的灵 活 性 。 3 生 产 能 力 大 ， 劳 动 生 产率 高 。 4 工 人 在 断 面 不 大 的 采 场 进 路 中 作 业 ， 安 全 性 较 好 。 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 具 有 生 产 能 力 大 ， 劳动生 产率高 ， 采矿成本低 ， 回采 作业 安 全 等 明 显 优 点 ， 此 采 矿 法 是 目前 九 江铜 硫 矿 主 要 的 回采 方 法 。 经 过 九 江 铜 硫 矿 二 代人的研 究、 探索与改进 ， 已由最初的单 层 崩 落 采 矿 法 、 块 石 下 向 充填 法 发 展 为 现 在 的 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 ， 现 在 这 种 采 矿 方 法 的 设 计 、 应 用 、 工 艺 技 术 等 都 已成 熟 ， 这 种 采 矿 方 法 的 使 用 经 验 可 供 借 鉴 。 参考文献 [ 1 ]江西省 地质矿产勘 查开发局赣西 北大 队 编 写 的 ． 江 西 省 九 江 县 丁家 山矿 区 列 石 山矿 段 铜 硫 矿 资源 储 量 地 质 报 告 ． 【 2 】中 国矿 业 大 学 出版 的 ． 新 编矿 山采 矿 设 计 手 册 ． [ 3 ]北 京 冶 金 出 版 社 出 版 的 ． 矿 山 采 矿 手 册 ． 科技 创新导报 Sc i en c e a n d Tec h n ol o g y I n n o v a t i o n He r a l d 3 9