甘肃加鑫Au4-1矿体采矿方法研究.pdf

2019年 9月上 世界有色金属51 采矿工程 Mining engineering 甘肃加鑫Au4-1矿体采矿方法研究 曹 虎 （甘肃辰州矿产开发有限责任公司生产技术部， 甘肃 合作 7 4 7 0 0 0 ） 摘 要 通过对甘肃加鑫有限公司格宏道工区A u 4 - 1 矿体采矿方法的研究， 分析原有采矿方法对该矿体的影响， 优化 了该矿体的采矿方法。 根据矿体赋存条件以及进行技术经济对比分析， 最终选择了上向水平分层充填法进行矿体回采， 本文对该采矿方法的结构参数及施工工艺进行了详细的描述与总结。 关键词 浅孔留矿法 ； 上向水平分层充填法 ； 技术经济指标 中图分类号 T D 8 0 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 - 5 0 6 5（2 0 1 9 ） 1 7 - 0 0 5 1 - 2 Study on the mining of thick ore body in a metal mine CAO Hu P r o d u c t i o n T e c h n o l o g y D e p a r t me n t o f G a n s u C h e n z h o u Mi n e r a l D e v e l o p me n t C o . , L t d . , He z u o 7 4 7 0 0 0 , C h i n a Abstract T h r o u g h t h e s t u d y o n t h e mi n i n g me t h o d o f A u 4 - 1 o r e b o d y i n G e h o n g d a o w o r k a r e a o f G a n s u J i a x i n C o . , L t d . , t h e i n f l u e n c e o f t h e o r i g i n a l mi n i n g me t h o d o n t h e o r e b o d y i s a n a l y z e d , a n d t h e mi n i n g me t h o d o f t h e o r e b o d y i s o p t i mi z e d . A c c o r d i n g t o t h e o r e b o d y o c c u r r e n c e c o n d i t i o n s a n d t e c h n i c a l a n d e c o n o mi c c o mp a r a t i v e a n a l y s i s , t h e u p w a r d h o r i z o n t a l s l i c i n g a n d f i l l i n g me t h o d i s f i n a l l y s e l e c t e d . T h i s p a p e r d e s c r i b e s a n d s u mma r i z e s t h e s t r u c t u r a l p a r a me t e r s a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y o f t h i s mi n i n g me t h o d i n d e t a i l . Keywords S h a l l o w h o l e s h r i n k a g e me t h o d ; u p w a r d h o r i z o n t a l s l i c i n g f i l l i n g me t h o d ; t e c h n i c a l a n d e c o n o mi c i n d e x 在矿山回采过程用， 选择优化的采矿方法能显著降低矿 石损失率、贫化率，提高回收率、减少采准量、提高矿山生 产率、降低成本消耗，能从本质上改善矿山的效益。因此， 选择合适的采矿方法对保障企业产生较高的经济收益有着 积极的意义。本研究以甘肃加鑫矿业有限公司格宏道工区 Au4-1矿体为工程背景， 对该矿体的采矿方法进行分析。 1 矿山概况 格宏道工区Au4-1矿体位于德乌鲁岩体石英闪长岩及 西部和南部外接触带的砂质板岩中， 主要是赋存于近SN走 向的断裂破碎蚀变带内的石英闪长岩型金矿体， 矿体呈板状 体， 产于F4破碎蚀变带中。 矿体厚0.42m12.76m， 平均厚 度3.2m， 属厚度变化稳定型矿体。 区域内没有大的裂隙水与 地下水， 水文地质条件简单。 总体而言， 该矿工程地质条件 良好。 2 原有采矿方法及存在的问题 2.1 原有采矿方法 矿山现存在的开拓方式为平硐盲斜井联合开拓，中 段高50m。 依据现存在的工程条件及地质状况， 该矿现在以 Au4-1为主要开采矿体，其硬度为7级10级，围岩硬度 系数为10级12级，矿体围岩稳定，倾角约为75，平均 脉厚3.2m。前期主要以浅孔留矿法对矿体进行开采。该采 场沿走向布置， 采场长50m， 高50m。 原有采矿方法主要工程量包括矿体沿脉、 穿脉、 行人通 风天井及联络道。第一步，在脉外巷中每隔6m掘进出矿联 络道，见到主矿体后， 在1出矿联络道及8出矿联络道中 沿矿体自下而上掘进人行天井、 通风天井， 通过该天井使上 下中段联通。 在天井中， 向矿房掘进联络道， 高度间隔5m。 第二步， 在该采场底柱上方掘进电耙道， 并沿脉贯通两条天 井，形成自由面。最后，掘进放矿漏斗，进行该采场的回采 工作。 2.2 原有采矿方法存在的问题 在采用原采矿方法回采矿体时， 遇到了下述问题 ①在 回采厚度大于3.2m的矿体时，浅孔爆破形成的矿石块度较 大， 造成装岩机装岩难度较大。 ②开采中厚矿体时， 空区较 大， 并且单个采场采矿效率低， 回采时间为5个月7个月， 时间较长， 致使作业时暴露时间较长， 安全风险大， 且现场 管理及生产组织难度大。 通过上述问题， 该矿优化采矿工艺 势在必行。 3 采矿方法优化 根据该矿体条件， 生产系统已经基本成型， 所以在选择 采矿工艺时难度较大。 在对该矿体进行综合分析之后， 有以 下方法不适合开采Au4-1矿体， 一是崩落法， 二是空场法。 根据矿区条件， 在Au4-1矿层相应矿块进行实验。 （1） 矿块参数 通过分析Au4-1矿体， 适合Au4-1矿 层的回采的采矿工艺为上向水平充填法。 该矿块高度50m， 长度50m， 矿体厚3.2m。 （2） 采准工程布置 ①在穿脉中掘进拉底巷道，不留 底柱 ；②以拉底巷道为自由面回采一层矿石，回采高度为 2.5m ； ③掘进脉外充填溜井， ④掘进放矿溜井、 脉外人行天 井及联络道。 人行井联络道、 矿石溜井、 充填溜井通过回采 作业联通。 （3） 回采工作 总体是以拉底巷道为第一分层自由面， 以拉底巷道为自由面进行落矿， 落矿高度为2.5m， 之后开始 掘进脉外充填溜井， 同时， 脉外人行道及脉外斗口亦可开始 掘进。 第二层矿石耙至标志钢轨后进行采场充填， 同时在脉 外人行天井联络道及斗口位置用650mm铁桶顺路架设人行 井及放矿溜井。 出矿完毕后， 用废石及时充填采空区， 采场 收稿日期 2 0 1 9 - 0 8 作者简介 曹虎， 男， 生于1 9 9 2 年， 汉族， 甘肃临洮人， 采矿助理工程师， 本科， 研究方向 采矿工程。 世界有色金属 2019年 9月上52 采矿工程 Mining engineering 高度控制1.8m2m， 重复进行。 （4） 采场通风 新鲜风流通过下中段脉外巷进入采场穿 脉， 随即经采场南北两侧人行天井进入矿房， 对采场工作面 进行冲洗之后， 污风经由充填天井回风至上中段运输巷道。 （5） 地压管理和安全措施 开采过程中严格遵守采一层 立即充填一层的循环作业方式， 采场利用充填体对地压进行 管理 ；作业时加强采场内 “门框式” 及临时立柱支护措施， 严禁采场内空顶作业。 4 试验结果及技术经济指标对比 使用上向水平充填采矿法， 可以有效的降低矿山废石出 窿率， 使废石成为采场充填体， 这样就可以对采矿区围岩的 支撑力度进行有效的控制， 以往开采过后围岩出现的位移情 况就可以得到较大程度的改善，这样就可以更好的开采矿 石，保证采矿质量 [4， 5]。采用上向水平充填采矿法与原有浅 孔留矿法经济技术指标对比见表1 表1 上向水平充填法与浅孔留矿法技术经济指标对比表 序号指标名称上向水平分层充填法浅孔留矿法 1采场出矿能力 （t/d）8090 2采切比 （m/kt）3.44.6 3矿石贫化率 （）8968 4矿石损失率 （）49 5 工作面工班效率 （t/ 工班） 35402530 从表1可以看出， 上向水平分层充填采矿法的出矿能力 低于浅孔留矿法， 矿石贫化率高于浅孔留矿法， 但是采切比、 [1] 崔曙忠．某铁矿中厚及以上缓倾斜矿体采矿方法研究[J]．金属矿山， 2012． [2] 曾凌方． 缓倾斜厚大矿体采矿方法优化[J]． 现代矿业， 2015． [3] 孙刚友． 铀矿山浅孔留矿法与水平分层充填法的比较与分析[J]． 中国矿 山工程， 2015． [4] 刘庆宏． 上向水平分层充填法的安全问题探讨[J]． 现代矿业， 2010． [5] 詹明忠． 充填采矿技术实践分析[J]． 门窗， 2014． [6] 陈明辉． 甘肃省合作市以地南铜金矿勘探[R]． 2017． 矿石损失率与工作面工班效率都明显优于浅孔留矿法，另 外， 通过对采场充填体防置标志钢轨， 可以有效的降低贫化 率，通过加强生产技术管理，能有效的提高采场出矿能力， 所以上向水平充填采矿法更适合Au4-1矿体。 5 结语 （1） 采矿方法优化取得了较好的经济成果。 上向水平分 层采矿法解决了采场中大块较多难以运输的情况， 同时， 通 过充填体填充采场， 更好的维护了采场安全， 使得采场暴露 面积控制在安全范围内， 较好的保证了作业人员的生命财产 安全。 （2） 使用上向水平充填法回采矿体， 提高了采场出矿能 力， 缩短了单个矿块的回采周期， 较大程度的降低了现场管 理及生产组织的难度。 （3） 矿山在今后的发展中， 将进一步考虑采场充填体的 材料， 降低回采成本， 使企业取得更好的经济效益。 （上接50页） 当前阶段，选矿厂的几个重要工艺指标 （竖炉、强磁与 弱磁磨矿工序） 都在一个具体的目标范围以内被锁定了， 只 要所有矿石能够达到目标范围的具体要求就可以。但是选 矿工程师在开展实际的应用过程中，往往会凭借个人的经 验来决定磨矿的粒度。选矿厂工艺部门根据入选矿石的典 型性质来选择强磁与弱磁的工艺指标，原则底线为金属最 高回收率，这样可以确定出在理想状态下弱磁尾矿和精矿 品位、 强磁尾矿和精矿品位的配合方式。 但这是理想状态下 的选择方式，一旦实际中因为具体入选矿石的差异就会达 不到设定的理想结果。 因此， 作为选矿工程师， 一定要借助 先进工艺系统， 动态调控4个指标的配比方式， 确保选矿工 艺顺利开展。 3 工业应用 针对A选矿厂的实际需要，对矿厂各工序工艺指标目 标值的软件系统进行开发确定，软件系统是选矿企业实施 MES的其中一个子系统，这一系统属于过渡层，处在生产 过程管理和生产过程控制中间， 能够实现过程管理系统的信 息共享和对过程控制系统设定指标的下装。 软件系统初始案例库数据主要从选矿厂2017和2018 年两年的数据记录，入选矿厂的原矿一共4种，这4种分别 是预选矿、 未预选矿、 黑沟矿和大堆粉矿。 第一步， 对数据进行预处理并且删除精矿总品位不合格 的记录， 总共获得650条记录来组成数据挖掘的基础 ； 接下 来， 原矿分类利用自组织映射神经网络， 提取每一类入选矿 石情况中具有最高金属回收率的记录，一共获取48条初始 案例。 分析软件系统的特点考虑到使用系统的用户不多， 因此 系统选择交互性强、 响应速度高的C/S模式， 这一系统主要 组成有界面前台、 数据库后台和辅助软件实现功能， 系统能 够兼顾上层管理和下层控制，能够利用Oracle客户端访问 管理层Oracle数据库服务器， 还能够通过OPC通信实现对 下层Rsview优化控制系统的数据传送。 作为选矿工程师， 通过输入当日的综合生产指标、 入选 原矿以后， 系统能够给出当天每一道工序需要获得的工艺指 标。 这一系统能够同局部控制优化系统实现相互之间的配 合， 通过一段时间连续运行以后统计数据发现金属回收率相 比原先提高了2.01，精矿品位相比原先提高了0.57，经 济效益有了明显的提高。 4 结语 矿产工业在国民经济中有着非常重要的地位，对于矿 产工业中的矿产资源要实现高利用率，必须要优化选矿过 程工艺指标，作为选矿过程的各道工序一定要考虑工艺指 标的最佳配合比，这些都会对选矿厂的经济效益有着直接 的影响。 因此， 一定要确定矿石的入选情况， 对选矿工艺指 标的配比关系进行准确掌握，确保选矿系统的持续稳定发 展。 [1] 关长亮,李兴华,张雄.基于选矿过程的SABC流程专家系统研究[J]. 矿冶工程,2015,350672-76.