赤峰某铀钼矿不稳固矿体采矿方法的探讨.pdf

第 2 6卷 第 1 期 2 0 0 7年 2月 铀矿 冶 URANI UM M I NI NG AND METALLURGY Vo 1 ． 2 6 No ． 1 Fe b． 2 00 7 赤峰某铀钼矿不稳 固矿体采矿方法的探讨 周 洪生 中国核工业集团公司青龙铀矿，辽宁 建昌 1 2 2 2 2 2 摘要赤峰某铀钼矿 5 号矿点曾遭盗采。针对其矿体不稳固、 围岩中等稳固， 以及存在较大采空区， 矿体完整 性遭破 坏的情况 ， 提出了上向进路充填法开采 的设计方 案。 关键词 上向进路充填法 ；开采 ；采 准布置；不稳固矿体 中图分类号 TD 8 5 3 ． 3 4 3 文献标识码 A文章编号 1 0 0 0 8 0 6 3 2 0 0 7 0 1 0 0 0 6 0 4 概 述 赤峰某铀钼矿 由 1 2个矿 点组成 ， 主要有 2 、 3 、 4 、 5 、 7 、 9 矿点。这些主要矿点都遭受不同程度 的盗采 已采 出 1 O 矿石， 其 中钼约 5 1 t ， 留下 大量采 空区， 矿体的完整性遭破坏 ， 属不稳 固矿 体。为保护资源， 决定对该矿床进行开发 。在该 矿的矿山基建过程中， 涉及到不稳 固矿体的采矿 方法的选择 ， 考虑的重点在于如何处理这些采空 区及矿体的地质条件 、 开采技术条件、 J J n - 技术条 件等因素。现就 5 号矿点的主要矿体 I 矿体采 矿方法进行探讨 。 l 5号矿点的现状 5号矿点主矿体 I 矿体赋存 于火 山岩系钠 质粗面岩与流纹斑岩 的内接触蚀变带 中， 矿体 主 要产于接触带构造上盘的钠质粗 面岩 中， 矿体走 向 NNE， 倾向 N W ， 走向长 1 3 0 1T I ， 倾角 5 O ～7 O 。 ， 上陡下缓。矿体最大厚度 1 8 m， 平均厚度 6 1T I ， 最高标高 1 5 1 0 1T I ， 目前探 明矿体标高为 1 4 5 0 ～ 1 5 1 0 1 T I ， 最低标高尚未探明， 水文地质条件简单 ， 无涌水现象。矿石不稳 固， ，4 ， 围岩中等稳 固， ， 7 。矿 石 主 要 为 铀 钼 共 生 型， 铀 的 品 位 0 ． 1 2 4 ， 钼 品位 1 ． 2 2 8 ， 矿石密度 2 ． 5 4 t ／ m。 ， 松散 系数 1 ． 6 ， 自然安 息角 为 3 6 。 ， 矿石 不结 块 ， 不 泥化， 不 自燃 。 5号矿点采用平硐开拓 ， 有 1 4 8 3和 1 4 5 0 1 T I 2个 中段。在地质勘探工作结束后 ， 盗采者打开 1 4 8 3 1T I中段 硐 口， 进 入 矿 井 非 法 开采 ， 并 在 1 4 6 0 、 1 4 7 1 1T I 开挖了两层坑道 ， 所幸未施工到矿 体， 但破坏 了矿体 的完整性。对矿体开采有较大 影响的采空区有 1个 ， 如图 1 ， 形状如 同葫芦状 ， 上窄下宽 ， 采空 区高 2 5 1 T I ， 上部暴露面积 6 0 1 T I ， 下部暴露面积 1 0 8 1T I 。 ， 体积达 1 6 4 4 I T 1 。 其余遭 非法开采后的采空区均不大 ， 也不在矿体内， 对矿 体回采基本上没有影响。 l 1 2 。 | ＼ I 1 5 0 0 | ＼ ， ，、 羹 1 巾 段 蕃 ／ | I 1 4 8 0 ， ， 空 矿 体 边 界 ／ 区 l 4 7 尸 m 旨 、 ／ ／ 1 4 6 0 m平 羞 1 4 6 0 ， ’ ， ， ／ ， 』 1 4 5 0 m中段平巷 ，一 r 。 i 4 4 0 3 3 1 4 47 5 5 2 0 3 3 1 6 O l ； O 0 图 1 矿体 3 勘 探线剖面图 盗采几乎不做采准工程 ， 从 1 4 8 3 1T I 中段往 上以采下的矿石为作业平台 ， 往上开采 ； 往下则以 挖坑的方式 向下开采 ， 对顶板 、 采空区不作任何处 理 ， 给矿体以后的回采留下 了严重的安全隐患 。 盗采者对铀钼矿滥采 、 乱挖 ， 采 富矿弃贫矿 ， 使国家矿产资源受到严重损失 。盗采者在开采时 收 稿 日期 2 0 0 6 0 61 0 作者简 介周洪生 1 9 7 5 一 ， 男 ， 江西万载人 ， 工 程师 ， 从事铀矿 开采 工作 。 维普资讯 第 1 期 周洪生， 等 赤峰 某铀钼矿不稳 固矿体采矿方法的探讨 7 一 般不处理采空区， 给矿体 以后 的回采造成安全 隐患 。盗采不仅造成矿石中的铀矿物和其他有害 物质污染地下水 ， 还使含铀的钼矿石流人社会 ， 从 而造成更大范围的污染。为合理开发国家宝贵的 铀钼资源， 保护环境 ， 将该矿床纳入有序开采势在 必行 。 2 5号矿点 I 矿体 的开采方法 2 ． 1开采技 术条 件 5号矿点位于半山腰 ， 地形陡峭， 地表允许崩 落 ， 属小型矿点 ， 开采单位只有常规设备 。矿石不 稳 固 凡是施工的探矿穿脉均发生不 同程度的冒 顶 、 片帮现象 ， 围岩中等稳固。 2 ． 2开采范 围 、 工作 制度 开采范 围1 矿 体， 位于 2 ～ 7 勘探 线之 间， 走向长 1 3 0 m， 倾 向长 1 4 5 0 1 5 1 0 m。 工作制度 年工作 2 7 0 d ， 每 d工作 3班 ， 每班 工作 6 h 。 2 ． 3采矿 方法 选择 根据矿体赋存情况和矿 岩不稳定性 ， 可选择 的方法有上 向进路充填法 、 分层崩落法、 下向分层 胶结充填法、 分段矿房法 、 分段崩落法。 由于缺乏中深孔凿岩机 具， 且考虑到矿山现 有队伍 的实际施 工水平 ， 难 以采用分段矿房法及 分段崩落法 ， 故在初选时将这 2种方法略去， 只考 虑上向进路充填法 、 分层崩落法、 下 向分层胶结充 填法 。 2 ． 3 ． 1 上 向进路充填法 开采矿石与围岩不稳 固或仅矿石不稳 固而品 位、 价值都很高的矿体时 ， 为了达到减少顶板的暴 露面积， 提高回采工作的安全性 ， 采用上向进路充 填法 。 上向进路充填法对回采空区的维护靠胶结充 填料 自下而上充填来进行 ， 作业 面在采场的 自然 顶板下作业。因此 ， 对于遭非法 开采后的采空区 无需预先采取措施进行处理 ， 只是在回采过程中， 当回采进路与采空区贯通后 ， 用充填料 回填采空 区形成上采作业平台即可。 该法的主要优点 回采安全 ， 生产工艺相对简 单 ， 劳动强度相对较轻 ， 矿石 回收率高 ， 贫化率低 。 缺点 劳 动 生 产 率 较 低 ， 对 充 填 接 顶 要 求 较 高 ] 船。 2 ． 3 ． 2 分层崩落法 分层崩落法是将矿体划分为矿块 ， 矿块 自上 而下分层进行回采。每一分层随着回采工作的进 行 ， 在底板上铺设假底 ， 然后进行人工放顶 ， 把上 部假顶及覆盖层放下来， 使其充满采空区， 作为下 一 分层 回采时 的假 顶_ 1 J 3 。 这种开采方法是在人工假顶下作 业的， 回采 自上而下分层进行 。作业时若不预先处理好盗采 后 的采空区， 则人工假顶因为采空 区的存在而无 法稳定， 假顶及其覆盖层会掉人采空区中 ， 因此， 开采之前必须先 回填采空区 ， 且 回采过程中需对 假顶及时支撑。如 回填 的是干式充填料 ， 当回采 至采空 区时 ， 回填料 以自然安 息角 的坡度 自然散 开， 在支撑假顶时不好控制 ； 此外， 由于支撑在松 散岩体上 ， 在同一个分层回采 时难 以保证假顶支 柱不下沉 ， 从而存在安全隐患 。因此 ， 最好使用胶 结充填料来预先处理采空区。 该法的优点 矿石回收率高 ， 贫化率低 ； 应用 灵活性大； 作业安全； 在工作面可进行手选 ， 将废 石留在采空 区； 采准切割 简单。缺点 生产 能力 低 ， 劳动生产率低； 木材消耗大 ； 回采工作 面通风 条件差； 如果矿岩有 自燃发火倾 向， 使用坑木支护 和木质假顶时 ， 容易 发生火 灾 E i 1 3 ”； 生产 工艺技 术复杂 ， 铺底、 支护和放顶等工序的劳动强度大且 难 于实现 机械 化 。 2 ． 3 ． 3 下向分层胶结充填法 下向分层胶结充填法在整体胶结充填体顶板 假顶 下作业 ， 特别适用于矿石价值高 、 矿岩条件 松软、 地面不允许 崩落情况下的矿床开采 。当矿 岩不稳固时 ， 整体稳 固的顶板提供 了安全的作业 条件。假顶依靠胶结充填料本身的强度及与围岩 的摩擦力来支撑 ， 如果在开采 之前不处理遭盗采 后的采空区， 则假顶在采 空区边界缺乏支撑而无 法稳定 。如果对采空区预先 回填 ， 则在 回采时可 以穿过采空区， 使假顶穿过采空区形成一个整体 ， 保证假顶的强度 ， 回填料起到一个造假顶所需的 作业平台的作用。因此 ， 使用下 向分层胶结充填 法时， 需预先回填采空区， 使用干式充填料即可， 无需胶结充填料 。 该法的优点 矿石 的回收率高、 贫化率低 ； 进 路的方向、 位置及数量可以根据地质 、 矿床变化情 况进行调整， 灵 活性大； 根据充填情况好坏， 可使 上部 阶段和地表不变形或少变形 。缺点 下 向分 维普资讯 8 铀矿 冶 第 2 6卷 层胶结充填法工艺较复杂， 充填成本较高 ， 矿块单 位面积产量较低_ 】 J 2 船。 由以上分析可知 ， 就 I 矿体而言 ， 选用上向 进路充填法 比其他 2种方法更具有优越性 。因 此 ， 推荐选用上 向进路充填法开采 。 3 上向进路 充填 法开采 I 矿体 3 ． 1 矿块布置 采场布置时应将采空 区布置在一个 采场内， 如图 2所示 1 4 8 3 m 中段布置 2 个采场 ， 1 4 5 0 m 中段布置 3 个采场， 采场 1 、 2 、 3 、 4 、 5矿块长度分 别为 3 O 、 4 O 、 4 O 、 3 5 、 3 5 m， 在 1 5 1 0 I T l 标高布置 中 段平巷。1 4 8 3 m 中段 5号采场左侧及 1 4 5 0 m 中段 3号采场左侧矿体因为范 围小 ， 未作采场布 置。开采可 由相邻 的 5号 、 3号采场采 准综 合井 承担 。由于矿体平均厚度为 6 m， 因此 ， 沿走向布 置进路， 进路 宽取 3 I T l ， 平均为 2条进路 。充填 井、 溜矿井、 人行通风井采取综合布置 ， 采场两端 各布置 1 个综合井 ， 充填、 人行通风综合井布置在 采场一端 ， 溜矿、 人行通风综合井布置在采场另一 端。进路从溜矿 、 人行通风综合井沿走向往充填、 人行通风综合井方 向施工， 为了有利 于充填工作 的进行， 进路上坡施工 ， 坡度为 5 ～8 。 。这样 的采 准布置一是降低采准成本， 二是利用了原有 的采 空区的已有空间 ， 减少 了采准切割工程量。为避 免留间柱， 溜矿 、 人行通风综合井采 取顺路砌筑； 充填 、 人行通风综合井预先施工完毕 ， 在回采过程 中综合井随回采作业面向上顺路砌筑 ； 穿脉平巷在 矿体切割后砌筑假巷。采矿方法图见图 3 ， 结构参 数见表 1 。 ／ ／ ＼ ／ 一 - 厂 I 5 l o I1 I 段 平 巷 陛 彳 号 匀 ， l 卜 采 塌 l j ／ - 3S 一 ，一 J 1 n r 巷[- S 墨 兰 生 一 1 一 -_ _0 - ● _ ＼ _ - 。I 盗 要 空 区 ＼ 0 一I 一 。 v I 一 3 0 l 3号 采 而 - 一2 场 一 l l 号鼻 场 l L 矿 奉 边 ＼ 一 1 4 5 0 l I l 中段 - ， l Z 0 3 7 4 7 5 0 4 4 0 4 6 0 3 3 l 4 0 4 8 0 5 0 0 5 2 0 5 4 0 5 6 0 I L 图 2 采场布置示意图 I I ．／ 5 rⅡ LⅡ ] Ⅲ I j Ⅱ一 Ⅱ l 脉外运输平巷 ；2 穿脉平巷 } 3 溜矿 、 人行通风综合井 ；4 充填 、 人行通风练合井 ， s 上阶段平巷 ；6 回采进路 图 3 上 向进路充填法 表 1 上向进路充填法结构参数 3 ． 2 回采 工作 回采工作包括凿岩 、 爆破 、 通风、 处理松石、 出 矿 、 进路支护及充填 。采用电耙 出矿。采场进路 回采时通风采用局扇辅助通风， 新鲜风流从 阶段 运输巷道经综合井引入采场进路工作面 ， 污风经 综合井排至上阶段 回风巷道。 3 ． 3 采场 充填 考虑到建立井下集 中搅拌输送系统存在投资 大 、 管道输送压气消耗量大、 经营费用高 、 容易阻 塞及清洗工作量大等问题 ， 设计采用机动、 灵活的 移动式搅拌输送 系统 ， 在上阶段 巷道采场附近堆 放水泥、 细砂 、 碎石 ， 搅拌后将混凝土倒人充填 、 人 维普资讯 第 l期 周洪生， 等 赤峰某铀钼矿不稳 固矿体采矿方法的探讨 9 行通风综合井充填格 ， 进入采场 ， 采用风动绞车牵 引手扶耙斗将充填料搬运至进路 ， 采用人工辅助 接顶。风动绞车安装在充填 、 人行通风综合井人 行通风格 内， 在进路靠综合井一帮的帮底每隔 5 m安设一个 立辊 ， 随着充填 的进行 ， 将钢丝绳逐 个绕过立辊 ， 用于改变风动绞车牵引方 向， 保证风 动绞车运行时牵 引手扶耙斗将充填料耙人进路 。 混凝土配 比 C 1 0 ， 粗骨料最大粒径 4 O mm， l m。 混凝土中配 比为 m 水 泥 标 号 3 2 ． 5 m 细 砂。 碎石。 水 一0 ． 2 1 0 ． 7 9 11 ． 3 2 1 0 ． 1 8 7 。以上 配 比 1 m 。混 凝 土 预 算 价 值 为 1 0 5 ． 9 9元[ ] 。 。 分层回采作业循环时间表 以矿块长度 4 0 1T I 来计算 见表 2 。 表 2 分层 回采作业循环 时间裹 3 ． 4 主要技术经济指标 算技术经济指标 ， 见表 3 。 根据所选采矿方法的采准布置 、 回采工艺 ， 计 表 3 技术经济指标 注 直接成本由凿岩 、 爆破 、 出矿的直接人工费 、 火工材料、 钎 头、 钎钢 、 动力消耗计算得 出； 充填成本按 1 m 混凝土预算价值 1 0 5 ． 9 9 元 ， 经材料、 人工费调差后折合成每 t 矿分摊 的混凝土充填费用 ， 再 加上充填人工费计算得 出； 采矿 车间成本由直接成本、 充填成本 、 辅助 人工费 、 维修 费、 福利 费、 车 间管理费等计算得出， 计算时参考 了类似矿山的生产数据 4 结论 矿点 I 矿体， 采用上向进路法开采是适宜的a 对于类似 5号矿点 I 矿体这种遭盗栗 留下 较大采空区及矿岩不稳 固的矿体 ， 在选择采矿方 法时须考虑不 同采 矿方法对采空 区需采取 的措 施 ， 以及生产工艺难易和成本 ， 在作出综合技术经 济分析后 ， 才能得出比较合理 的结论 。对于 5号 参 考文献 [ 1 ] 采矿手 册编 辑委 员会． 采 矿手 册 第 4卷． 北京 冶 金工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 2 ] 河北省建设厅． 河北省建筑工程预算综合基价 下 册． 北京 中国计划 出版社 。 2 0 0 3 ． Di s c u s s i o n o n mi ni n g u ns t a b l e o r e b o d i e s o f a u r a ni u m。 mo l y b d e n u m mi n e o f Chi f e n g b y f i l l i n g - u p me t h o d Z HOU Ho n g s h e n g Qi n g l o n g Ur a n i u m Mi n e ，CNNC，J i a n c h a n g 1 2 2 2 2 2 ，Ch i n a Co n t i n u e d o n p a g e 1 8 维普资讯 1 8 铀矿 冶 第 2 6卷 Ap p l i c a t i o n o f TA0 P HR E E Q C I 2 ． 8 t o p r e p a r a t i o n o f l i x i v i a n t Fe n g，S UN Z h a n x u e ，SHI W e i - j u n Ea s t Ch i n a I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g y，Fu z h o u 3 4 4 0 0 0，Ch i n a Ab s t r a c t Li x i v i a n t f or i n s i t u l e a c hi n g u r a n i um o f a u r a ni u m m i ne c on t a i n i ng h i gh s a l i n i t y gr o un dwa t e r i s s i mu l a t e d b y a p p l y i n g h y d r o g e o c h e mi c a l s i mu l a t i o n s o f t wa r e PHREE QCI ．Af t e r s a t u r a t i o n i n d e x a n d a p p a r e n t s a t u r a t i o n i n d e x a r e c a l c u l a t e d，t h e h y d r o g e o c h e mi c a l c r i t i c a l v a l u e o f s o l u t e h y d r o l y t i c p r e c i p i t a t i o n i s d e t e r mi n e d ．Th e s a t u r a t i o n i n d e x o f g y p s u m i s d e c r e a s e d t o l e s s 1 ． 0 b y mi x i n g a n d d e s a l t i n g o f t h e h i g h s a l i n i t y g r o u n d wa t e r ．Th e o p t i ma l v o l u me r a t i o o f t h e h i g h s a l i n i t y g r o u n d wa t e r t o l o c a l f r e s h wa t e r i s 14 ．p H v a l u e i s d e c r e a s e d b y a d d i t i o n o f CO2 ；t h u s ，t h e s a t u r a t i o n i n d e x o f c a r b o n a t e c a n b e l o we r e d t o a n e g a t i v e v a l u e ． Ke y wo r ds h y dr o ge o c he mi c a l s i m ul a t i o n；s a t u r a t i o n i nd e x；a p pa r e n t s a t u r a t i o n i nd e x ”一 ””一 ．⋯⋯” 一 一* ⋯⋯⋯ ⋯一 ” ⋯⋯⋯ 一 种新的快速分解 Ac t i n i d e TM树脂的方法殛其应用 An a l y t i c a C h i mi c a Ac t a 2 0 0 6年 5 7 7卷第 1 期上刊出 C r o u d a c e I ． M．等人文章 ， 介绍了一种分解 Ac t i n i d e T M 树脂的新方法及其在分析天然水中铀 、 钚时的应用。 Ac t i n i d e T M 树脂是用来从水样品中预富集锕系元素的 ， 但须解决在 随后 被吸附的锕系元素分离前 树脂的分解问题 。看似简单的 A c t i n i d e T M 树脂直接灰化法 ， 因灰渣 中锕系元素不易被浸出而不能采用。 采用硼酸盐熔化分解 Ac t i n i d e T M 法有效地解决了该树脂分解的难题 ， 这种方法安全、 快速 仅需几 mi n ， 而不是 几 h 。 新分解树脂的方法被引入从天然水样 品中 U、 P u的预富集 、 分离 ， 及 随后的 a 一 分光光度定量分析 中。作者用静态、 动态 2种方法测定了 Ac t i n i d e T M 树脂负载锕系元素 的效果 。汇总的方法包括树脂对 元素的预富集 、 硼酸盐熔化、 阴离子和 UTE VA色层分离和电沉积 。该方法 的测定限为 0 ． 0 0 1 B q ／ L， 对 5 L地下水或海水样品， 化学 回收率8 o ％。用本方法和其它有竞争力的方法 ， 分别对河水、 钻孔水及 地表径流水进行 U、 P u分析， 结果数据吻合极好。 陶德 宁供稿 Co n t i n u e d f r o m p a g e 9 Ab s t r a c t No ． 5 wo r k i n g a r e a i n a u r a n i u m mo l y b d e n u m mi n e o f Ch i f e n g wa s mi n e d i l l e g a l l y ．B e c a u s e o f t h e s e p r o b l e ms s u c h a s u n s t a b l e o r e b o d i e s ，mo d e r a t e l y - s t a b l e wa l l r o c k，l a r g e wo r k o u t a r e a ，t h e d e s i g n p r o p o s a l o f mi n i n g t h e s e o r e b o d i e s b y f i l l i n g u p me t h o d i s p r e s e n t e d ． Ke y wo r d s f i l l i n g u p me t h o d ；mi n i n g；d e v e l o p me n t l a y o u t ；u n s t a b l e o r e b o d y 维普资讯