大马芦10-70矿体采矿方法优化选择.pdf

62 矿产资源 Mineral resources 大马芦10-70矿体采矿方法优化选择 李进华，许志平 （云南锡业股份有限公司大屯锡矿， 云南 个旧 661000） 摘 要 本文对10-70矿体所选的上向分层块石胶结充填法和下向进路式充填采矿法做了详细的技术经济指标分析比较， 综合 分析得出上向分层块石胶结充填法是综合经济效益最佳的采矿方法， 开采后不仅能保证上部系统工程的安全， 而且能达到绿色 环保开采的目的。 关键词 上向分层块石胶结充填法 ； 下向进路式充填采矿法 ； 经济效益 中图分类号 TD862.4 文献标识码 A 文章编号 11-5004 （2019） 11-0062-2 收稿日期 2019-11 作者简介 李进华， 男， 生于1985年， 白族， 云南大理人， 本科， 采矿工程师， 研究方向 井下采矿技术管理。 大马芦矿段现阶段主要在1600平台以上开采， 1600平台是 云锡三大平台之一， 担负着找矿、 运输、 人行、 通风等重要功能， 是十分重要的平台。 而1600平台以下的10-70矿体是大马芦采矿 方法变革以来推行无轨开采的首采矿体，上部有服务于整个大 箐区域的1028斜井、 3溜井、 4溜井以及82线主通风平巷等 系统工程。随着大马芦矿段资源的不断减少，对现有资源进行 “精雕细琢” 的开采是大屯锡矿势在必行的事情，因此10-70矿 体采矿方法选择的合理与否显得尤为重要，为此需寻求适合于 10-70矿体开采的安全上可靠、技术上可行、 经济上合理的采矿 方法， 来确保系统工程不受到影响 [1]。 1 地质概况 10-70 矿 体 为 东 西 走 向， 走 向 长 200m， 赋 存 标 高 1500m ～ 1560m。矿 体 向 北 倾，倾 角 60 ～ 70 ，厚 度 5m ～ 17m。 矿体赋存于T2g1５层位中， 围岩为细晶大理岩， 中等 稳固， 体重2.355t/m3， 矿石类型为块状氧化矿， 上下盘搭接有层 状氧化矿。 2 开采技术条件 矿石中等稳固， 围岩为大理岩， 中等稳固。 储量113610t， 锡 品位2.961，金属3364t。矿体上部有1028斜井、 3、 4溜井 以及82线主通风平巷，斜井是大箐东生产区域主要的人行、通 风通道， 是重要的系统工程 [2]。 3 开拓现状 开拓斜坡道已从34 ～ 37溜井群施工至采场，采场斜坡 道围绕着矿体已施工到1600平台，呈螺旋形布置。混凝土制备 站工程已施工完毕， 设备已完成安装， 管道已铺设至采场。 4 采矿方法选择 4.1 采矿方法初选 根据开采技术条件以及采矿方法应用的成熟可靠程度，选 用上向分层块石胶结充填采矿法、下向进路式充填采矿法和有 底柱分段空场采矿法进行对比。 根据开采技术经济条件， 10-70矿体上部有需要保护的系统 工程1028斜井、 3、 4溜井以及82线通风平巷，回采矿体时 不允许对上部的工程有任何影响，因此有底柱分段空场采矿法 虽然是大马芦应用的非常成功的采矿方法，但是长远考虑并不 适用于10-70矿体。结合矿石价值、围岩和矿石稳固性、贫化率 和损失率的要求以及应对复杂矿体的灵活性等条件，初选上向 分层块石胶结充填采矿法和下向进路式充填采矿法进一步比较 研究。 4.2 经济技术指标分析 充填采矿法成本主要由原矿采出成本和充填成本构成，上 向分层块石胶结充填法和下向进路式充填采矿法原矿采出成本 相差不大， 最大的区别在于充填成本的不同， 因此两种采矿方法 的成本对比只需对比充填成本并可知道优劣。 上向分层块石胶结充填法混凝土用量30150m，废石用量 18090m ；下向进路式充填采矿法凝土用量48240m，钢筋用 量53.4t。 上向分层块石胶结充填法比下向进路式充填采矿法混 凝土少用18090m，混凝土单位成本286元/m，节约充填成本 为517.4万元，分摊原矿节约充填成本为44.6元/t。废石用量 18090m， 单位成本60元/m， 废石充填成本为108.5万元， 分摊 原矿废石充填成本为9.4元/t。 φ14和φ10的钢筋少用53.4t， 单位 成本按4890元/t，钢筋成本为26.1万元，分摊原矿钢筋节约成 本为2.3元/t。 则上向分层块石胶结充填法相比下向进路式充填 采矿法节约充填成本37.5元/t。 上向分层块石胶结充填法产能为200t/d， 千吨采切比35m/ kt， 贫化率5， 损失率3， 采矿工效20t/工班 ； 下向进路式充 填采矿法产能为150t/d，千吨采切比35m/kt，贫化率5，损失 率3， 采矿工效15t/工班。 两种采矿方法的技术经济指标相差 不大， 而上向分层块石胶结充填法成本较低， 在回采过程中充填 了一部分生产过程中产生的废石， 减少了废石排到坑外， 达到了 绿色环保开采的要求。 综上所述10-70矿体选择上向分层块石胶 结充填法进行回采比较经济合理。 5 采场及采切工程布置 5.1 采场布置及构成要素 每个分层由矿房和矿柱构成，矿房和矿柱根据矿体赋存条 件在不同的高度沿矿体走向或垂直走向布置，矿房和矿柱交替 布置， 矿房和矿柱宽度分别为4m， 高度分别为4m。 5.2 回采顺序 回采时水平方向上先采矿柱后采矿房，每个分层整体呈后 退式回采 ；垂直方向上从下往上进行回采，下一分层整层采完 后再采上一分层， 逐层进行回采。 63 矿产资源 Mineral resources 5.3 采切工程布置 根据各分层的高度从斜坡道施工采切工程至各个分层，到 达各个分层后施工进路至矿体边界，进路施工过程中严格控制 方位和断面大小。 6 回采 采用阿特拉斯K41凿岩台车凿岩，采用大直径空眼桶形 掏槽爆破，空眼直径φ100mm，孔深3.4m，其他装药炮孔直径 45mm，孔深3.2m。采下的矿石用WZL-220A履带式挖掘装载机 装至UK20运矿卡车中， 由运矿卡车运至溜井群中。 回采过程中 局部需要支护的， 采用长度为1.5m和1.8m的锚杆加金属网长短 联合支护顶板围岩。 7 充填 第一层回采时用钢筋混凝土进行充填，第二层以上矿柱全 部用混凝土进行充填，矿房用块石和混凝土进行充填。第一层 每条进路回采完毕、清理完残矿平整底板之后，用φ14的主筋 和φ10的副筋铺设底筋，主筋铺设好后中间加副筋，主筋网度 1200mm1200mm，副筋网度400mm400mm。第二层以上每 层矿房下部3m用废石进行充填， 顶上1m用混凝土进行充填。 8 通风 新鲜风流从地表通过平硐进入1029斜井， 再由1029斜井 进入斜坡道， 再由采场斜坡道进入各个分层采场， 洗刷工作面后 的污风通过回风井回至1600平台， 最后由大箐通风井回至地表。 9 经济效益分析 地质矿量为113610t，锡品位2.961，锡金属3364吨。贫 化率为5，损失率为3，则采出矿量为116000t，采出锡品位 2.813， 锡金属3263t。 按照公司考核大屯锡矿品位为2.813原 矿锡金属价格为78200元/t， 则总价值为25516.7万元。 混凝土用量30150m，单位成本286元/m，总充填成本为 862.3万元，分摊原矿充填成本为74.3元/t。废石用量18090m， 单位成本60元/m，总废石充填成本为108.5万元，分摊原矿废 石充填成本为9.4元/t， 则总充填成本为83.7元/t。 按原矿石平均成本350.7元/t不含充填成本， 则加上充填 成本原矿总成本为434.4元/t， 每吨原矿利润为1765元， 10-70矿 体回采后能创造利润为20474万元。 10 结论 上向分层块石胶结充填法回采10-70矿体时， 不仅保护了上 部的系统工程，而且充分利用了有限的资源。该采矿方法的选 用， “三新” 技术和无轨高效设备都在大马芦矿段得到了应用， 为大马芦矿段生产基地采矿方法变革和长远发展奠定了基础。 该采矿方法是在氧化矿基地首次使用，在今后回采过程中，根 据矿岩的稳固性， 将进一步优化矿房的尺寸， 尽量增大矿房的宽 度， 增加废石用量， 最大限度降低充填成本。 参考文献 [1] 解世俊.金属矿床地下开采 （第2版） .北京 冶金工业出版社,2008. [2] 采矿手册 编辑委员会. 采矿手册 （4卷） .冶金工业出版社. （上接61页） 紫苏角闪橄榄岩 变余半自形粒状结构、网格结构。 橄 榄 石 占 60 ％、紫 苏 辉 石 15 ％、角 闪 石 25 ％。矿 物 粒 度 0.5mm ～ 1.5mm。 岩石具强蛇纹石化、 透闪石化、 次闪石化。 岩石中普遍含有锆石、 磷灰石、 钛铁矿、 磁铁矿。 岩体中心 部位以磷灰石为主， 岩体边缘磷灰石减少， 锆石含量增加， 该岩 体为锆石－磷灰石型辉长岩杂岩体。 3 岩体构造特征 原生流动构造 主要是流面构造，见于岩体中央与边缘的 过渡部位。 其产状与围岩一致。 走向北西， 倾向北东， 各部位流 面产状基本一致。 原生破裂面构造 在岩体内原生破裂面被角闪岩、闪长玢 岩、 辉绿岩、 斜长岩及钒钛磁铁矿矿脉充填。 主要见有四组原生 破裂面。 北西向破裂面走向290～ 300， 倾角60～ 65 ； 北东 向破裂面走向40左右 ； 南北向破裂面走向340～ 360， 倾 角68～ 70 ； 东西向破裂面走向近90。 原生破裂面以北西 向最发育， 主要矿体赋存在该破裂面中， 各类脉岩亦多产于该组 破裂面中。 4 岩石化学成分特征 辉长岩中 SiO2含量在 46.72％～ 47.40％， Na2O ＋ K2O 在 3.03 ％ ～ 3.68，Na2O ＞ K2O，σ 值 为 2.6 ～ 3.1，TFeO/MgO 小于1， Fe2O3/FeO值在0.44 ～ 0.86之间，该岩石为钙碱性系 列， SiO2为 弱 饱 和 ；闪 长 岩 中 SiO2含 量 为 50.72 ％， Na2O ＋ K2O4.61， Na2O＞K2O， σ值为2.8， Fe2O3/FeO值0.60，该岩石 为钙碱性系列， 为铝过饱和， SiO2为饱和。 5 讨论及结论 （1） 与国内外典型的钒钛磁铁矿成矿岩体规模 [1-3]相比，北 西里成矿岩体规模小， 为小型岩株， 出露面积为6平方千米。 岩 体总体分异较弱，未出现大规模的层状分异韵律层。岩相分带 明显。 （2） 据1 20万区调报告该岩体成岩年龄为华力西早期。 成 岩年龄比攀枝花岩体及新疆尾亚岩体早 [2， 3] （华力西晚期） 。 （3） 根据岩石化学成分，采用Куталин法 （邱家骧， 1991） [4] 计算得 辉长岩中橄榄石的结晶温度为1164℃左右，斜长石的 结晶温度为1255℃左右。成岩温度应在1164℃～ 1255℃。与攀 西地区的成矿岩体及尾亚岩体成岩温度 [2， 3]相当。 （4） Fe2O3/FeO值较低， 0.44 ～ 0.86之间，反映其岩浆状态 处于相对较弱的氧化环境。 （5） 北西里岩体为锆石－磷灰石型辉长岩杂岩体。 参考文献 [1] 卢记仁， 张成信， 顾光先， 等.1980.四川红格层状钒钛磁铁矿床铬的分布和状 态 ［J］ .中国地质科学院院报矿床地质研究所分刊,11117. [2] 王正允.1982.四川攀枝花含钒钛磁铁矿层状辉长岩体的岩石学特征及其成因 初探 ［J］ .矿物岩石,17382. [3] 王 玉 往 , 王 京 彬 , 王 莉 娟 . 等 ,2005. 新 疆 尾 亚 钒 钛 磁 铁 矿 ［J］ . 矿 床 地 质,244349359. [4] 邱家骧,林景仟.1991.岩石化学 ［M］ .北京地质出版社.1276.