丰山铜矿南缘采矿方法优选与应用.pdf

10 “工程 Mining Engineering 第 1 6 卷第2 期 2018年 4 月 矿物开采 丰山铜矿南缘采矿方法优选与应用 鲍敏高进郭明 大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿，湖 北 黄 石 435232 摘要针对丰山铜矿南缘矿带采矿方法多样、采矿作业流程复杂、生产组织困难的现状，运用突变理 论综合评价出了最优的上向分段碎石胶结充填法方案，并在一320 m中段成功应用，使中段采矿作业流程 统一 、简单、高效。 关键词采矿方法；突变理论；优 选应用 中图分类号TD862 文献标识码A 文章编号1671 8550 2018 02 0010 03 0引言 不同矿山根据自身的矿产资源情况、矿 体 赋 存 条 件、 采矿工艺技术与采矿设备发展情况，在 长 期 生 产 实 践 中， 会形成各自的采矿方法及其回采工艺特征。丰山铜矿南缘 矿带采用过的采矿方法有无底柱分段崩落法[1]、上向分段 碎石胶结充填法[2]，部分矿块还采用过上盘分段碎石胶结 充填法，无 论 哪 种 采 矿 方 法，其 优 缺 点 并 存。同 一 中 段， 多种采矿方法同时采用，但回采工艺又不相同，以至于采 矿作业流程复杂，相互间影响、干 扰，给生产组织带来困 难，生产安全更难以得到保障。随着矿山开采深度的延深， 这种状况日益突出，因此有必要选择出一种最适合南缘矿 带矿体开采条件的、满 足 目 前 采 掘 设 备 要 求 的 采 矿 方 法， 来统一规划一 320 m中段以及深部矿体的采切工程，使采 矿作业流程统一化、简单化，工人易掌握，管理也较方便。 1开采技术条件 丰山铜矿床属中偏高温热液接触交代矽卡岩型铜钼矿 床，矿体沿花岗闪长斑岩体与嘉陵江组灰岩接触蚀变带呈 环带状分布，形成南缘和北缘两个矿带。南缘矿带目前开 采的矿体有1、4、6、7 号矿体％在一320 m中段，矿体分 布 于 10至 16线之间。1 号矿体位于南缘接触带外侧，4 号 矿 体 为 1 号矿体分枝；6 号 矿 体 处 于 1 号 矿 体 下 盘，上盘 距 1 号矿体约2 0m; 7 号 矿 体 处 于 4 号矿体下盘，其上盘 距 4 号矿体约8〜 1 5m各矿体受北西西向线性构造控制 在平面上相互平行在空间上，矿体受层间构造控制呈迭 瓦状排列。各矿体走向约300，倾向南西，倾角一般 为 55 〜6 5 . 厚 度 10〜25m 320 m段开拓矿量96. 3 万I铜 金属量8 5281铜 平 均 品 位 0.886 收稿日期 2018 02 01 作者简介鲍 敏 （ 1975 ） ，男 ，湖 北 武 汉 人 ，大冶有色金属有限 责任公司丰山铜矿工程师。 矿体矿石类型主要为矽卡岩型铜矿石，节理裂隙不甚发育， 块状结构、坚硬较稳固，岩石普氐系数f8〜10; 11线以东含 矿岩石为角砾岩时，矿石强度降低，易破碎。矿体上盘为大理 岩 ，块状碎裂结构，中等稳固，岩石普氐系数f6〜8。矿体下 盘为花岗闪长斑岩，节理、裂隙发育程度不高，整体性较好， 稳定性从局部不稳固到中等稳固，岩石普氐系数f 4〜6。 2米矿方法优选 2 . 1 采矿方法初选 根据南缘矿带矿体赋存条件以及矿石、围岩的稳固性， 到 各 矿方法的工艺 程 成 人 、 作业人员对各工艺流程的熟练度也较高，初 步 拟 定 3 种采 矿方法无底柱分段崩落法，上向分段碎石胶结充填法以 及上盘分段碎石胶结充填法。北缘矿带采用的是水平分层 尾砂胶结充填法，产 能 较 小 ，从产能方面综合考虑，南缘 矿带不采用分层充填法方案。 一 般 采 矿 方 法 的 选 择 有 综 合 分 析 比 较 法 、经验类比 法[3]，这些方法人为主观因素影响较多，难以科学的选择 出最优采矿方法。近 年 来 ，许多采矿专家和学者成功的将 应用数学引入到采矿领域，尤其是在采矿方法选择上，利 用应用数学客观的对各种采矿方案进行综合评判和选择的 成功例子更多，这里运用突变理论[4]对上述几种采矿方法 进行进一步的综合评价优选。 2 . 2 影响采矿方法选择的主要因素 矿方法 满足安全、 经 、 充分利 矿产 和高 效的基本要求[3]。实际工作中，相同地质条件的前提下，影响 采矿方法选择的基本因素有 （ 1安 全 因 素B1，包括顶板安 全C1、通风条件C2 等主要因素；（ 2 经济因素B2 , 包括采矿 成 本C3、采切比C4、损失率C5、贫化率C6 等主要因素；（ 3 资源因素B3 , 包括损失率C5、贫 化 率C6 等主要因素；⑷效 率因素 4 , 包括采矿工效C7、生产能力C8 等主要因素％ 2. 3采矿方法突变评价指标体系构建 根据影响采矿方法选择的基本因素、主要因素及其层 2018年第 2 期鲍 敏 等 丰 山 铜 矿 南 缘 采 矿 方 法 优 选 与 应 用11 次关系，构建采矿方法突变评价指标体系见图1 由近两年矿山无底柱分段崩落法（ 方法I、上向分段碎石胶 结 充 填 法 （ 方 法 上 盘 分 段 碎 石 胶 结 充 填 法 （ 方法 ）对 应的实际均值选取％ C1、C2 属 定 性 指 标 ，由专家按最差、 差 、较差、中等、较好、好 、最好对应图2 七级赋值标准进 行评判，得到各采矿方法评价主要因素指标见表1 最差 差 较差 中等 较好 好 最好 0.05 0.2 0.35 0.5 0.65 0.80 0.95 图2定性指 标 赋 值 标 准 2 . 4采 矿 方 法 优 选 模 糊 隶 属 函 数 值 表 1 中 ，各采矿方法主要因素指标的计量单位和量级 不同而无法直接进行评价，因此对各主要因素指标原始数 值进行无量纲化处理。其 中 C1、C2、C7、C8 为越大越 好指标，引入公式（ X/ X/ax ; 其 中Xmax为同一指 标列最大C3、C-、C5、C6 为越小越好指标，引入公式 入 Xmin/ X，其 中Xmin为同一指标列最小值；X均为实 值 ，（ 为模糊隶属函数值，计算结果见表2 表 各 采 矿 方 法 评 价 主 要 因 素 指 标 表 矿 方法 安全 B1经 B2B3效 B4 顶板安全通风条件采矿成采切比 损失率贫化化采矿工效生产能力 C1C2C3 元八）C4 m/kt C5 〇C6 C5 〇C6 C7“ / 工班）C8t/d I 0.35 .579.89 12. 17 26. 8 24.58 26.824.5817.9538 每 100 m布置一充填井。各分 段在下盘沿走向 脉外沿脉 ，由联综 斜坡道相通。放矿溜井和充填井与沿脉运输巷道相通。回 采进路垂直矿体走向并在各分段呈上下一一对应布置。进 前端沿上盘矿岩接触位 ，切 害 丨 左右两侧炮孔微差爆破而产生空间形成切割槽％ 3.2 回采顺序及回采工艺 回采由下至上按分段顺序进行，即先由一 308m分段进 行回采。分段内由矿体两端向中间回采，上盘向下盘按6〜 8m步距退采，相邻进路隔一采一。在两边进路回采充填结 束后，再开掘中间的回采进路。同 时 作 业 分 段 数 3〜 4个 ， 其中回采、充 填 分 段 1 2 个 （ 一308、一 296 m分段凿岩 分 段 一 个 （ 一 284 m分段采 准 分 段 一 个 （ 一272 m分段 分 段凿岩采用YGZ-90钻 机 ，在进路钻凿上向扇形炮 孔 。钻 头 直 径 为 ） 65 mm，最 小 抵 抗 线 1.5 m，孔底间距 1.31.6 m， ，排 面 前 倾 8 0 . 边 孔 角31。 〜33。 ％相邻两排 炮孔平行交错布置，每 排 10〜11孔，总 孔 深 64〜68m 采 用BQF-100型 风 动 装 药 器 装 2 粉 状 岩 石 炸 药 ，炮 孔装药量2. 4kg/m，炮 孔 装 药 密 度 0. 7 2g/cm3, 用分段毫 秒微差雷管和 起 爆 ，每排炮孔崩矿量320 根据现 场实际条件每次起爆1〜2排炮孔％ 使 用WG-2柴油铲运机在回采进路内铲运出矿，使用 LH203遥控铲运机进入采空区内回收前端矿石％ 3.3 采空区充填 采空区矿石回收完后进行充填。用碎石作为充填集料， 325硅酸盐水泥作为胶凝剂％碎石集料与水泥浆在地表制 备 后 ，分别通过充填井与水泥浆小井分流下井，在井下充 填分段水平进行自淋混合，由铲运机铲装充填料至采空区％ 矚ill -2〇 ni中段 A」 B-B -284 i分段 -2 9 6 n 段 々 图 3上向分段碎石胶结 矿法 1 一矿体；2充填体；3崩落矿石；4一下盘沿脉；5回采充填道；6切割井；7炮 孔 ；8充填井；9一水泥桨小井 一矿体界线；12下盘围岩 10矿 溜 井； 11 4结语 运用突变理论综合评价采矿方法，没有对评价指 标采取权重，但又 考 虑 了 各 评 价 指 标 之 间 的 相 互 关 联 性 ， 科学、合理、计算简单准确％通过对3 种采矿方法的综合 评价得出上向分段碎石胶结充填法是丰山铜矿南缘矿带开 采的最优采矿方法，无底柱崩落法产能高但矿石贫化损失 非常大，上盘分段碎石胶结充填法采切比较大，产能较低％ 经过生产实践证明，南缘矿带一 320 m中段采用 上向分段碎石胶结充填法采矿，技术经济指标达到生产要 求 ，采矿作业流程统一、简 单 、高 效 ，南缘矿带深部矿体 开采可沿用此开采方案％ 参考文献 [1]杨耀亮. 丰 山 铜 矿 难 采 矿 体 矿 块 崩 落 法 研 究 矿 业 研 究 与开发，1999 4 19一22. []岑 佑 华 ，余琳.丰山铜矿上向分段碎石胶结充填采矿法研究 实 践 [J] . 中国矿山工程，2006 2 1 3. ,]“ 采矿手册”编辑委 编 . 采 矿 手 册 （ 第 四 卷 ） [M] . 北 京 冶金工业出 ，1990. []凌 .突 变 理 论 及 其 应 用 [M] . 上 海 上海交通大学出版 ， 1987 第 1 6 卷第2 期 2018年 - 月 “工程 Mining Engineering13 皖南某铜矿深部开采提升方案的探讨 陈 灿 铜陵有色设计研究院，安黴铜陵2--000 摘要 通过对皖南某矿深部开采- 个开拓方案的综合经济技术比较，推荐主井i盲斜井延伸联合提升 方案为最佳方案。 关键词铜 矿 ；深部开采；主井i盲斜井延伸 中图分类号F279.12 文献标识码B 文章编号1671 8550 2018 02 0013 03 0引言 皖南某矿位于江南的低山丘陵区，是 安 黴 省“八 五” 计划的重点工程项目，于 1990年 1 0 月开始筹建。一期工 程 于 1991年 9 月开工建设，199-年 7 月完成并试车投产， 1996年达到设计生产能力1996年开始在一期工程基础上 进行改扩建采选350t/d，二 期 工 程 1997年投〇 矿山经过一、二期的基本建设和生产流程技术改造，已 完成辅助设施配套，达 到 11 55万t/a 采选规模％为了更好 地将该矿深部资源开采出来，本 着 “ 节省投资，快见效益” 的原则，需要对深部开采提升方案进行比较、选择[12]。 1矿山现有的开采方式 矿山采用竖井一盲斜井联合开拓，现有井筒为 收稿日期 2018 01 30 作者简介陈灿（ 1986 ） ，男（ 汉族） ，安徽铜陵人，铜陵有色 设计研究院采矿工程师，主要从事矿山工程设计咨询。 ,]谷 新 建 ，柴 红 保 . 应 用 突 变 评 价 理 论 选 择 采 矿 方 法 中 国安全科学学报，2004 7 152 155. ,]白云飞，叶振 华 .基 于 突变优选理论的采矿方法选择,]. 一一主井。主井为罐笼竖井，位 于 矿 床 下 盘 22勘探 线 附 近 ，井 口 标 高 125.7 / ，井 底 一 157.2 / ，井筒净 4 5 / ，配 置 德 国 进 口 的 ）3m单 绳 双 卷 筒 提 升 机，采用 5单层罐笼带平衡锤提升，配 套 电 机 功 率 - 0 0kW，提升 速 度 5.6 m/s; 井底受矿中段标高一 150 m 井筒内设提升 间、梯子间及管缆间。该井除担负全矿的矿石提升外，还 担负全矿人员、废 石 、材料、设备及零部件等全部辅助提 升 并 作 为 坑 下 敷 设 风 、水 、电及排水管线的主要通道 也作为全矿的进风井和主要安全出口％ 一一盲斜井。盲斜井井口标高一 150 m，井底标高一 250 m，斜 井 倾 角 为 2 5 . 斜 井 井 筒 的 净 断 面 积 为 7. 17 m2 3000X2700，三心拱） ，盲 斜 井 配 置 ）1. 6 m单卷筒提升 机 ，提升方式为单钩串车提升，配 套 电 机 115 kW，提升速 度 3. 34m/s 目前，一250 m水 平 以 下 的 东 矿 带 的D级铜硫矿石 -88 343 t，铜 金 属 量 为 - 377 t，平 均 品 位 0 . 8 9 6 ; 硫金 属 量 为 82 036 t，平 均 品 位 16. 8 3 号 、1 5 号 矿 体 的D 金属矿山，2011 10 61 67. ,]蒋 才 良 .基 于 突 变 级 数 理 论 下 的 企 业 成 长 性 评 价 研 究 [J]. 当代经济，2013 12 132 13-. Mining Optimization and Application in South edge of Fengshan Copper Ore BAO Min, GAO Jin, GUO Ming DayeNonferrous Metals Co. ，Ltd. Fengshan Copper Ore， Huangshi -35232， China Abstract Since currently， there are many mining s for south edge of Fengshan Copper ore， the procedure is very complicated for mining operation， and the production organization is difficult， mutation theory is applied to uate the best upward rock cement filling in sections comprehensively. And it is successfully used in 一 320m middle section. It makes the mining in middle section unified， simple and high efficient. Key words mining ； mutation theory； optimization； application