浅述留矿采矿法在我国的应用.pdf

第 1 1 期 2 0 0 2年 I 1 月 黄金 GOLD 浅述留矿采矿法在我国的应用 郭建伟’ ， 孙国飞’ ， 朱扬明2 l . 长春黄金设计院; 2 . 哈尔滨黄金设计研究院 摘要 详述了我国黄金资源的特点， 以及留矿采矿法的开朱技术条件和采矿工艺， 介绍了 留矿采矿法在应用过程中存在的问题， 以及改进后的多种变型方案， 提出了留犷采矿法进一步 完善和研究的方向。 关键词 黄金资a特点; 留矿采矿法; 变形方案 中图分类号 T D 8 5 3 . 3 3 I 文献标识码 B文章编号 1 0 0 1 一1 2 7 7 2 0 0 2 1 1 一 0 0 1 9 一 0 5 1 概述 目 前， 我国岩金矿沫开采， 浅孔留矿采矿法占有 相当大的比重， 在急倾斜薄矿脉， 矿岩中等以上稳固 的岩金矿床开采中， 它具有工艺简单， 容易掌握， 管 理方便， 生产能力较大， 成本较低等优点， 缺点是平 场及处理松石工作量大， 工人劳动强度大， 同时大量 矿石积压采场中不能及时放出， 不但影响资金周转， 而且还造成二次损失、 贫化。 留矿采矿法经历了数十年的改进与完善， 积累 了不少经验， 现有多种变ffl方案， 并取得了较好的效 果。据 1 9 8 9 年黄金学会调查及近几年的统计情况， 在岩金矿山采矿方法中， 留矿采矿法占4 5 左右， 并在今后相当长的一段时间内， 不会下降很大、 其原 因在于 ①岩金矿床以小型居多。据 1 9 8 9 年底已探 明矿 区计算， 大型矿床 占 4 . 8 ， 中型矿床 占 1 7 . 3 ， 小型矿床占7 7 } 9 ; 按2 0 世纪9 0 年代初岩 金矿山数统计， 大型矿山占4 . 1 ， 中型矿山占 7 . 6 ， 小型矿山占8 8 . 3 0②根据我国人力资源比 较丰富的特点及资金来源紧张的状况， 近期难以达 到较高的机械化开采水平， 仍以人工出矿和电耙出 矿为主， 留矿采矿法适合上述特点。 生金占1 3 . 7 ; 与火山沉积变质热液有关的伴生金 占1 . 9 ; 与斑岩有关的伴生金占1 4 . 6 。按矿体 倾角统计， 缓倾斜矿床的储量占1 9 ; 倾斜矿床的 储量占4 9 ; 急倾斜矿床储量占3 2 。按矿体厚度 统计， 极薄矿脉的储量占 5 . 3 ; 薄矿体储量占 6 3 . 4 ; 中 厚以上矿体储量占3 1 . 3 a②矿体严格 受构造控制， 矿岩稳固性差， 尤其是破碎带蚀变岩型 矿体。按矿岩稳固程度统计， 稳固的占2 8 n; 中等 和中等以下稳固的占7 2 a 3 品位分布不均。沿走向倾向变化大， 品位变 化系数一般在1 0 0 以上， 并常伴有夹石和贫矿带， 而且矿山实际开采品位逐年下降。 4 矿床勘探程度低， 可供设计利用的储量有 限。 2 黄金地质资源特点 1 矿床分布厂， 规模小。 2 矿体赋存条件复杂。表现在 ①形态复杂， 产状多变。矿床以脉状、 网状和透镜状居多， 分枝复 合， 尖灭再现， 膨胀狭缩现象严重。按矿床类型统 计， 裂隙充填含金石英脉型占2 4 . 5 ; 破碎带蚀变 岩型占1 7 . 6 ; 细脉浸染状占5 ; 砂矿占1 2 . 6 ; 与热液有关的伴生金占 1 0 . 1 ; 与矽卡岩有关的伴 3 留矿采矿法 3 . l 适用开采技术条件 1 留矿全面采矿法。①矿石和顶底板岩石为 稳固或中等稳固. 矿石不粘结， 不自 燃; ②矿体倾角 由缓倾斜到倾斜 2 6一 5 s 0 。 以倾斜矿体为主; ③厚 度由薄至中厚的矿体， 以薄矿体为主; ④可用于形态 较复杂， 厚度和品位变化较大， 以及底板走向和倾斜 均有起伏的不稳定矿体。 2 普通浅孔留矿采矿法。①矿岩基本稳固的 急倾斜矿体; ②一般适用于开采厚度0 . 8 m以上， 直 至中厚的矿体; ③极薄矿脉多脉合采; ④要求矿石不 结块， 不自燃。 3 . 2 回采工艺 下面以电耙底部结构浅孔留矿采矿法为例， 详 述其回采L 艺。 1 采场构成要素 矿块沿矿体走向布置， 走向 R A fi A I 1 N 1 2 0 0 2一0 8一2 6 作者简介 郭建伟 1 9 6 一 ， 男， 辽宁昌图人， 采矿工程师 主要从事黄金矿山采矿工程i4 计工作; 长春市南湖大路 1 2 号. 1 3 0 0 1 2 2 0黄金 一-目. ................ 长度一般为4 0 - 5 0 .; 矿块高度为中段高度， 一般为 3 凿岩爆破 一般矿山使用 Y S P一4 5型和 4 。 一 5 0 . ; k 柱5 一 8 m ， 间柱6 m左右， 顶柱2 一 3 m 见 图 I . Y T - 2 7 型风动凿岩机在采场内凿岩， B 2 2 合金钎杆， 一字型硬质合金钎头， 上向炮眼深度多为 1 . 5- 1 . 8 m , 衫8 - 4 2 m m ， 眼距0 . 6 一 0 . 8 m 。根据矿体厚度 炮眼排列可为之字形或梅花形， 根据采场长度用 I 台或2 台凿岩机凿岩。爆破使用按油或硝按炸药， 导爆管和火雷管起爆。 4 矿石运搬 为满足采场工作空间要求， 采场 需放出爆下的三分之一矿石， 由底部结构用耙矿绞 车耙出， 回采结束， 进行大量放矿。 5 矿柱回采 采场的顶柱和间柱与上采场底往 一起回采， 采场矿石放空之前。 在间柱联络道上用 Y G Z - 9 0 型导轨式凿岩机凿中深孔， 顶柱凿下向孔， 底柱凿上向孔。采场放空后， 用毫秒差， 半秒差或秒 差导爆管起爆。 6 空区处理; 留矿采矿法空场一般进行嗣后废 石充填处理。废石来 自本中段或其它中段掘进工 程， 个别矿山通过 与地表相通的井巷或专用钻孔从 地表采石充填; 然而更多矿山的采空区是自然冒落， 不予处理。 7 主要技术经济指标 见表 I . 占寸| 图 1 电耙道底部结构留矿采矿法示意图 2 采切工程 下盘脉外布置电耙巷道， 每隔 4 - 5 m 布置平底出矿斗穿， 在靠矿一端布置下盘出 矿溜井及电耙行人井。在矿房两边掘进脉内探矿与 采准天井， 直通上中段， 在采准天井中， 每隔5 m左 右向两侧矿房掘进联络道， 并以平底堑沟开始切割 与采矿工作。 表 1 普通浅孔留矿采矿法主要技术经济指标 矿山矿 块生产 能力采矿工 效采切比 采矿 损失 率 Z 采矿贫 化率 / 炸药消耗 / k g - t‘ 木材消耗 / m } 采矿直接成本 / 元 1、 招远 小 西 南 岔 夹皮沟 五龙 二道沟 乳山 金厂峪 名称八 d’/ 1 工班 ’/ n r k i 3 5一4 5 3 5一5 0 5 0一6 0 5 0一1 2 0 4 0-5 2 5 0 5 0- 1 5 0 6-1 0 5 . 0 7 . 1 l I - 1 6. 5 7. 9 1 5 . 0 1 7. 4 3 2 5一4 0 3 L3 2 0一2 5 l 8 4 3 . 5 1 4 1 0- 1 5 8-1 5 1 0- 1 3 巧 一2 0 6 . 6一3 0 1 0-1 5 9. 7 4. 8 8 2 0 叨 3 0和 3 5一4 5 、 3一4 0 3 0-3 5 1 9 2 3 . 6 7 0 . 4 2- “ 0 . 5 0. 3 7 0 . 5 0 4 S一 0 . 5 5 0. 3 8 0 . 4 8 0 3 2 0 . 0 0 3 0 . 0 0 45 0 . 0 0 3 5 0. 0 0 7 0. 0 0 4 。0 0 3 0. 0 〕 」6 6 2 5 4 . 2 4 80 吕 6 . 4 8 53 7 3. 2 3 3 . 3 人工矿柱 近年来， 留矿采矿法已向无矿柱开采方向发展， 这是降低采矿损失率， 提高资源利用率的一个重要 手段。矿体厚度大于 3 。的岩金矿山， 大都采川下 盘脉外巷道运输， 矿柱可用中深孔回采。脉厚小于 2 m的岩金矿山， 大都采用脉内采准， 除部分矿山用 顺路井进行矿房回采外， 一般都留有矿石顶、 底柱或 间柱， 这些矿柱回采率低或难以回收。为此， 为了降 低采矿损失率， 除了自始至终贯彻自 上而下， 由上盘 向下盘的回采顺序和减少矿柱损失外， 对于品位较 高的矿体 按目前 金价， 品 位一般在6 一 8 g / t 以卜 ， 还应用人工矿柱来代替矿石矿柱. 4 存在主要问题 与其它采矿法相比， 留矿采矿法存在如下问题 1 机械化程度低， 采场生产能力及采矿工效受 到限制， 主要回采作业包括凿岩、 装药、 撬顶、 平场等 工序均由人工完成。出矿作业主要通过漏斗或电耙 运搬， 生产能力除受到耙矿即离的限制外， 还要求电 耙坑道平直。如果改进底部结构， 采用铲运机出矿 一 ， M采作业采用先进设备完成， 则采场生产能力可La 提高， 采矿工效也随之增大。 2 采矿损失、 贫化大。在应用留矿采矿法开采 的矿山中， “ 七五” 期间的地质资源利用率约为5 0 - 5 6 n , 矿石损头率平均在 1 0 以上， 矿石贫化率 有的高达4 0 左右 3 矿柱未及时回收、 空区不及时处理。 5 留矿采矿法的改进与完善 目前， 留矿采矿法仍是我国中小M与地方岩金 矿1 1 1 普遍应用的 一 种采矿方法， 近年来针对矿体的 赋存条件， 研究并采用了一些变型方案， 并取得了成 功， 现就JL个典型方案简述如下。 1 脉内斜坡道留矿采矿法 见图2 }在采场 一端掘一条脉内探矿井， 用无底柱下盘脉外装岩机 出矿， 从探矿天井一端后退式布置两个矿房并采用 阶梯式连续回采。 半截矿块， 若用普通留矿采矿法回采， 须利用高漏斗 颈办法解决， 这样做采切工程量大， 并容易造成放矿 卡斗事故， 因此根据矿体形态， 采用斜电耙道留矿采 矿法回采。应注意的问题是首先要用坑探工程探清 矿体形状及其它开采条件， 其次耙道倾角不能大于 3 0 0 ， 以避免发生把矿事故， 耙道尾部应设通风井。 图 3 朴态留矿采矿法示意圈 矽端 护，’对八 、 价 ， /、 ”‘/ ‘、2 、了 / 图2 脉内斜坡道浅孔留矿采矿法示意图 I -围岩2 -矿休3 -斜坡道4 一天井5 一矿石6 -翻斗 2 静态留矿采矿法 见图3 。适用于围岩稳 固性较差， 矿石品位较低采用其它方法经济上不合 算的急倾斜薄矿脉回采。该采矿法特点是在采场中 央架钢溜井、 用人1手推车或2 D P J 一 3 0 型耙矿纹车 把采下三分之一矿石从溜井放出， 以此减少部分放 矿对围岩的破坏。实践证明， 该采矿法能够使总损 失率控制在 1 0 以下， 总贫化率控制在2 0 以内。 3 斜电把道留矿采矿法 见图4 。回采边远 图a 斜电靶道留矿采矿法示意图 4 水力冲矿留矿采矿法 见图 5 0适用干下 陡上缓的矿体， 下部矿石由电耙放出， 采到倾角缓 处， 大部分矿石靠采场内电把耙运， 采场采完后， 靠 自 重放出大部分矿石， 不能放出的部分利用水力强 制放出。水力冲矿工艺是借助于高压水射流把采场 内矿石冲到底部漏斗的一种方法。 悦成 乙 泌 必JM ; 久 月 门 几 。 。 一 一。 一 毛E “ . ，之 - 下 。 。 ; 犷 丁55。 图 5 水力冲矿工艺图 1 一水池2 一水泵3 一供水管4 一水枪5 -T . 作台6 一人行道7 -溜井 2 2黄金 竺 竺 竺 竺 竺竺竺竺竺竺竺 竺竺 竺 竺 竺竺 竺 竺 竺竺 竺 竺 竺竺 竺 竺 竺 竺竺 竺 竺 竺竺 竺 竺 竺竺 竺 竺 竺竺 导竺竺竺竺竺竺竺竺竺 竺竺竺竺竺竺竺竺 5 无矿柱留矿采矿法 见图6 。该采矿法使出净第一分层矿石， 然后在出矿进路与F 盘交接处 用的前提条件 下盘脉外运输， 每隔一个中 段打一层用块石或砖砌好漏斗隔墙， 安装好漏斗后， 再爆下第 0 . 5 一1 . 0 .厚的钢筋混凝土底板; 空区嗣后用废石二分层; 二是当矿房回采至距上中段采场底板 3 . 0 或尾砂充填 ， 平底结构出矿 ， 斗距 5 - 6 m, 矿房中央- 3 . 5 m时， 可在矿房两端顺路井上 口， 架设牢固的 布置一个探矿与通风天井， 两侧设行人顺路井。安全平台， 由顺路井顶板掘 3 . 0 一 3 . 5 m天井与上中 该采矿法的技术关键 一是在沿脉平巷回采段采场底板相透， 然后由顺路井后退式用 Y S P一 4 5 1 . 5 m厚第一分层矿石暂不运出， 打完第二层炮眼后型凿岩机凿岩， 眼深 2 . 7 一 3 . 2 m, 把最后一层矿石所 aaaaa已已a巳a 色aaI 图6 无矿柱留矿采矿法示意图 有炮眼凿完， 分段爆破， 回收全部顶柱。 6 留矿采矿法应用前景 留矿采矿法在我国当今经济发展阶段中仍有一 定前途， 所以仍需对其进行不断地研究、 改进， 以提 高其作业的安全性、 开采的节能性、 应用的经济性。 6 . 1 留矿采矿法变型方案 由于岩金矿床赋存条件千差万别， 为了扩大其 应用范围， 通过实践， 留矿采矿法与其它采矿方法相 结合而产生了一系列变型方案。 ]留矿全面采矿法 见图 7 。这是一种留矿 采矿法与 全面采矿法相结合的变型方案， 其特点是 用留矿堆作凿岩爆破的工作台， 局部和大量放矿均 用耙矿绞车在采场内进行 围岩从采场中耙运放出。应用条件是 急倾斜极薄 矿脉 0 . 4 - 0 . 7 m ， 矿岩中等稳固以 上。此法与 削壁 充填采矿法相比， 可少削围岩， 降低采矿成本; 采矿 工效较高， 采场生产能力较大， 空区需嗣后充填。 3 局部充填留矿采矿法 见图8 。此法是留 矿采矿法与干式充填采矿法相结合的方案， 用于回 采急倾斜薄而矿岩中等以下稳固的矿体， 或极薄矿 脉开采中， 以解决矿岩混采贫化率较高的问题。具 体方案 矿块沿走向布置， 其长度视矿岩稳固性而 定， 底部漏斗间距视采场中废石充填井规格而定， 充 填到撑木结构之充填井中的废石， 既起支撑采场作 用， 又可降低采矿贫化， 提高出矿品位 簿 {司 一 1翔] 尸 响 ， 州已 二〕二 . 侧r j 二 当 图7 文峪金矿电耙出矿留矿全面采矿法示意图 2 选别回采留矿采矿法。这是留矿采矿法与 削壁充填采矿法相结合的变型方案， 其特点是把矿 石采下充填采场， 而为了使采场有足够宽度， 把削 卜 图x 局部充境留矿采矿法示意图 6 . 2 机械化水平 留矿采矿法的所有回采作业， 只有凿岩与出矿 局部实现机械化， 其余如撬顶、 平场、 支护、 顺路井架 设等都是手工作业， 这妨碍了岩金矿床留矿采矿法 第 1 1 期 2 0 0 2 年 1 1 月 黄金 GOLD 夏甸金矿提升系统优化与应用 郭建军’ 、2 ， 江国建， ， 汪宗文” 1 . 山东招金集团公司; 2 , t L l 东科技大学; 3 . 招远市夏甸金矿 摘要 夏甸金矿充分利用现有的提升系统 用取得 了良好的经济效益和社会效益。 关键词 提开系统; 优化; 应用 中图分类号 T D 5 3文献标识码 1 3 、 将相都两矿区提升系统统筹考虑， 进行优化， 应 文章编号 1 0 0 1 一 1 2 7 7 2 0 0 2 } 1 1 - 0 0 2 3 一 0 3 1 引言 夏甸金矿建矿初期， 由于所探明的地质储量较 小， 设计生产规模仅为I O O t / d 。随着探矿工作的不 断进展， 地质储量大幅度增加， 在采选方面进行了几 次较大的改造， 日处理能力已达到6 0 0 t / d 。其中七 号矿区的地质储量占全矿地质储量的8 0 以上， 而 现有提升系统提升能力只有2 0 0 t / d 左右 较大程度 上制约了七号矿区生产能力的提高， 同时与之相邻 的北精矿区的提升能力明显过剩。矿山充分利用现 有提升系统， 在两矿区一 2 3 0 m水平进行贯通， 将两 矿区合二为一， 较好地解决了提升能力不配套的问 题 同时为其它主要生产系统的优化提供了条件。 2 七号矿区与北精矿区开采及其提升系统 现状 1 北措矿区。北精矿区主要回采4 ll 脉一支脉， 采用竖井开拓， 井筒断面形状为圆形， 句. 6 m, 提升 机型号为J K一 2 . 5 一 2 / 1 1 . 5 ， 电机功率 1 8 0 k w,, 最大 提升速度为6 . 6 5 m / s ， 正常提升速度为4 . 7 m / s 。提 升容器为2 ， 轻型双层罐笼， 配重为平衡锤， 最大提 升深度为3 6 5 m 。提升能力为4 5 0 t/ d以上。由于北 楷矿区的地质储量与设计之初有所出人， 实际出矿 能力仅为I 0 0 t / d 左右。 2 七号矿区。七号矿区一期工程为侧翼下盘 竖井开拓， 井筒断面为圆形， 妇. 2 m, 提升机为 G K T 2 x 2 x卜 2 0 型， 电机功率1 1 0 k W , 2 双层铝合 收稿fl期 2 0 0 2 一 0 6 一t o 作者简介 郭建军 1 9 6 7 一 ， 男. 山西阳泉人， 采矿高级工程师， 在读博十， 主要从事矿山采矿技术、 管理工作; 山东省泰安市岱宗大街2 2 3号， 山 东科技大学研究生处博士2 0 0 2 . 2 7 1 0 0 0 今 畏 l - fr i洲 魂毛 干 毛 」 . 卜 i 斗于 H4 4 . 毛 」H 足 i. 卜 t . 洲. 卜 i曰. H. H. 洲 卜 务 H 足 十洲， 卜 务名曰. 卜 I . 卜 今洲 毛 士洲 卜 弓毛 名艺 」“ t 今卜 斗毛 i1 卜 卜 I . 卜 i . 名足 D 洲 是 . F t . 以十 今t 的进一步完善与发展。应加强留矿采矿法中小型采究方向。 矿设备应用， 如撬顶与锚杆安装机， 液压凿岩台车，矿柱回采可以采用无矿柱留矿采矿法工艺， 其 铲运机等一系列机械的试验研究与应用， 使之逐步次可以用人工矿柱代替矿石矿柱， 尤其矿石品位中 适应于我国目前的矿山作业水平。等， 矿脉连续的矿山。 6 . 3 矿柱回采及空区处理新建矿山应足够的重视空iK处理， 并且要做到 留矿采矿法属于空场采矿法。我国岩金地下开处理及时， 方法适当， 不要等到采空区已构成威胁再 采的矿1 u ， 每年要形成i s 。 万时 的空区及造成 1 2去处理; 主 要采用充填、 崩落、 隔绝封闭及开天窗等 万， 矿柱矿量永久损失， 为此矿柱回采与空区处理方法处理。 应作为今后进 一 步完善与发展留矿采矿法的一个研 T h e a p p l i c a t i o n o f s h r i n k a g e s t o p i n g m e t h o d i n C h i n a G u o J i a n w e i t , S u n G u o f e i , Z h u Y a n g m i n g 2 1 . C h a n g c h u n C o l d D e s ig n I n s t i t u t e ; 2 . H a r b i n C o l d D e s ig n a n d R e s e a r c h I n s t it u t e A b s t r a c t T h e f e a t u r e o f g o l d re s o u r c e s o f C h i n a , t h e t e c h n o l o g y a n d m i n i n g c o n d i t i o n o f s h r i n k a g e s t o p i n g m e t h o d , t h e p ro b l e m s e x i s te d i n t h e a p p l i c a t i o n o f t h is m e t h o d a n d e v e ry v a r i e t y o f t y p e - c h a n g e p r o g r a m a f t e r i m p r o v e m e n t o f t h i s t e c h n o l o g y a r e d e s e r i b c d . l h e f u r th e r p e r f e c t i o n a n d re s e a r c h e s o f t h i s m e t h o d a r e p r o p o s e d . K e y w o r d s f e a t u r e o f g o l d re s o u r c e s ; s h r i n k a g e s t o p i n g m e t h o d ; t y p e - c h a n g e p ro g r a m 编辑 邢万芳