极薄矿脉采矿方法研究与应用.pdf

油气勘探化 工 设 计 通 讯 Petroleum ExplorationChemical Engineering Design Communications 248 第45卷第10期 2019年10月 随着我国经济的发展，不论是城市还是农村，人们的生 活质量得到了较大的提升，随着人们对美好生活的追求，对 高质量生活的要求，以及科学技术的发展，人们对矿产资源 的需求量日益增加 [1]。随着矿产资源的需求量增加，对矿产资 源的开发和应用非常关键，在开发过程中，对矿产资源的开 采方法和技术对矿产资源的利用效果有着重要的影响，尤其 是开采较复杂的矿产资源，例如极薄矿脉的开采。在进行极 薄矿脉的开采中极薄矿脉地带的地质层结构倾斜角度不同并 且地质层结构不稳定，矿脉的结构大致不同，因此在对不同 类型的极薄矿脉进行开采时应用的采矿方法和技术也不同 [1]。 常用的采矿方法是留矿采矿法，本文就以该方法为例，分析 留矿采矿法在极薄矿脉开采中的方法和技术，为进一步探究 更好的开采方法提供参考。 1 留矿采矿法应用于极薄矿脉的开采介绍 极薄矿脉在开采中存在一些问题，该类型矿脉资源的开采 效率低，对开采的采幅要求严格，只能进行人工开采。采幅 受到严格的控制，开采的时间长，并且伴有严重的矿石贫化 问题， 导致开采的成本高。矿石不稳定， 并且开采的空间狭窄， 难以布置安全措施，机械化的使用较少，开采过程不能得到 规范性的保障，使用人工进行开采，工人的安全难以得到较 好的保障 [3]。 因此使用一种较好综合条件的采矿方法非常关键， 留矿采矿法是一种应用较广泛的开采方法，能够满足多种条 件下对采矿的要求，留矿采矿法是将开采的一部分矿石运出， 预留一部分矿石作为工人继续开采的矿石面，工人继续在矿 石面进行工作。在极薄矿脉地区进行矿产资源的开发，应用 的开采技术和方法较多，在实际的应用中各有优缺点。极薄 矿脉是一种极端复杂的矿产资源，需要满足在极端的环境下 能够应用的采矿方法 [4]。留矿采矿法该操作工艺简便，采矿工 人较易掌握操作，该方法成本低，效率高，常适用于极薄矿 脉的开采。 2 留矿采矿法在极薄矿脉中的应用 在进行极薄矿脉的开采利用中，不仅要求将极薄矿脉地 区矿产资源的开采范围控制在最小，而且要将开采贫化率降 低。对于留矿采矿法应用于极薄矿脉开采进行具体分析。 2.1 留矿开采法应用于极薄矿脉开采的构成要素 应用留矿开采法进行极薄矿脉的开采时第一个构成要素 是矿房，矿房的高度、长度、顶柱高度的设置均是按照一般 矿场情况设置。第二个构成要素是上部回风巷道、低柱、间 柱或者天井和拉低空间位置，具体的设置情况按照开采过程 进行适时调整。第三构成要素是根据地质结构，根据开采情 况进行底部构成要素设置 [5]。 2.2 留矿采矿法应用于极薄矿脉开采中的采准切割 采准切割是采矿工作中的重要环节，主要包括开采掘进 过程的运输平巷、通风人行天井、开采联络道以及开采巷道 的切割工作，一般情况下，在进行阶段的运输平巷沿着矿脉 走向设置，但是在平行的极薄矿脉岩体矿产资源群中，运输 平巷可以沿着上盘或者下盘进行设置 [6]。 2.3 留矿采矿法应用于极薄矿脉采矿中的回采工作技术 回采工作是保证矿产资源开采率的重要组成部分，一般是 是采用由上到下的顺序分层进行回采，对于普通浅孔的分层 回采工作，包括四个步骤分别是凿岩、爆破、撬顶、放矿工作。 在开采的过程中为了操作简便，会使用位移测杆测量，使用 混凝土应变计对矿井中的胶条柱的承重情况进行测量，使用 岩体声发射监测仪对岩体结构进行检测，实现矿井回采工作 时的地压监测，以便回采工作顺利进行 [7]。采场通风是新鲜分 流空气先经过中段岩脉巷道，再经过顺路人行天井对采矿场 的工作面进行冲洗后集中回到中央先进天井至上中段回风巷 道。一般情况下采场人行主要是通过先进天井或者顺路人行 井，在凿岩爆破后会出现窄槽，通过窄槽进入超前槽 [8]。 3 留矿采矿法在极薄矿脉开采中的应用价值 留矿采矿法应用于极薄矿脉的开采中应价值较高。留矿 采矿法用于极薄矿脉的开采中的特点有 应用范围扩大，留 矿采矿法不仅适用于传统的矿产资源开发利用而且适用于岩 体不稳固的矿脉开采 ； 留矿开采法对于传统的矿产资源结构 有一定的打破，打破了传统的矿块结构 ； 在矿产资源开采的 底部结构中矿产的开采出矿强度大。 4 留矿开采方法应用于极薄矿脉开采中存在的问题 极薄矿脉开采中使用留矿开采法存在一些问题。劳动者 工作强度大，一般情况下，工人在局部放矿后，对产生的浮 石进行处理，需要将大块的矿石粉碎，并且要对采场进行平 整处理，该项工作目前使用的劳动力强度较大 ； 矿石贫化大， （下转第256页） 摘 要 在采矿行业中，极薄矿脉地带的开采工作复杂，需要的方法和技术要求较高。一般情况下，极薄矿脉的倾斜角和 岩层的稳定性不同，极薄矿脉的类型不同对开采方法和技术要求也不尽相同。留矿采矿法是极薄矿脉开采的常用技术方法，具 有操作简便，开采成本低，适用范围广等优点，因此被用于我国的常用极薄矿脉开采技术之一。以留矿采矿法为例，介绍开采 极薄矿脉的技术和方法，并且探究该方法的应用效果。 关键词 留矿采矿法 ； 矿产资源 ； 极薄矿脉开采 中图分类号 TD853 文献标志码 B 文章编号 1003–6490（2019）10–0248–02 Research and Application of Mining for Extremely Thin Veins Peng Sen，Zhang Hao-fa，Ma Xiao-li Abstract In the mining industry，the mining work of extremely thin vein zone is complex，and the and technology requirements are high.Generally，the inclination angle and the stability of the strata are different for very thin veins，and the mining s and technical requirements are different for different types of extremely thin veins.The shrinkage mining is a common technology in the mining of extremely thin veins.It has the advantages of simple operation，low mining cost and wide application range.Therefore，it is used as one of the common mining technologies for extremely thin veins in China.Taking shrinkage mining as an example，this paper introduces the technology and of mining very thin veins，and explores the application effect of this . Key words retention mining ； mineral resources ； mining of very thin veins 极薄矿脉采矿方法研究与应用 彭 森1，张浩法2，马小丽1 （1.山东黄金归来庄矿业有限公司，山东临沂 273307； 2.山东黄金矿业（鑫汇）有限公司，山东青岛 266700） 收稿日期 2019–08–16 作者简介 彭森（1989） ，男，山东平邑人，助理工程师，主要研 究方向为采矿工程。 学术研究化 工 设 计 通 讯 Academic ResearchChemical Engineering Design Communications 256 第45卷第10期 2019年10月 每小时进行脱水时，冰机需多耗电量为450（10023） 103kW。 因此设置高效的气水分离器对NHD脱碳来说， 非常有必要。 5 气液比、气气比 气液比，即进入脱碳塔变换气（单位 m3 标 /h）与 NHD 溶液循环量（单位 m3/h）的比 ； 气气比，即进入脱碳 塔变换气（单位 m3 标 /h）与进入气提塔再生空气量（单位 m3 标 /h）的比。 在 NHD 脱碳中，气液比的指标为60-65，有的单位做到 72-73，气液比越高，脱碳工段的电耗越低，脱碳液解析时在 气提塔内需用的空气量也越少，同时空气带入脱碳系统中的 水量也减少，脱碳系统形成良性循环。气液比越低，脱碳工 段的电耗越高，脱碳液解析时在气提塔内需用的空气量也越 多，同时空气带入脱碳系统中的水量也增加，脱碳系统运行 环境越来越恶劣。 气气比的指标为4-5，在装置开车之初，有单位降低气气 比指标，加大气提空气量，认为空气量越大，气提塔中的富 液解析越彻底， 解析后的 NHD 贫液在脱碳塔内吸收 CO2越多， 从而可降低 NHD 脱碳液的循环量，达到降低消耗的目的。但 这种做法是错误的，因为在加大气提空气量的同时，空气中 的水份也带入到 NHD 液中，而随着水份含量的增高，NHD 液吸收 CO2的能力大幅度下降，最后导致 NHD 脱碳液的循环 量不降反增。 气液比、气气比是 NHD 脱碳的重要工艺指标，要严格控 制，在保证净化气中的 CO2含量情况下，尽可能提高气液比、 气气比的指标，实践证明这两个指标越高，NHD 脱碳系统运 行越稳定、能耗越低。 6 温度 脱碳塔进口 NHD 液温度指标为 -2-3℃，实践证明，温 度指标降至 -5℃时，NHD 溶液的循环量将大幅度下降，气液 比可达到73左右，NHD 脱碳的能耗将大幅度下降，吨氨电耗 下降40度左右。 在 NHD 脱碳操作过程中，要严格关注氨冷器进出口 NHD 液的温度，因为脱碳液所需的冷量均在此处补充，每方 NHD 液温度每降低1℃，所需要的冷量为2 093kJ，对应冰机 电耗为0.225度。如 NHD 溶液循环量为1 000m3/h，则温度每 下降1℃， 对应的冰机电耗为225度。 如氨冷器进出口温差加大， 则需系统分析装置的热量平衡。 7 结束语 NHD 脱碳是一种比较清洁的脱碳方法，因其脱碳、解析 温度低，NHD 脱碳液的损耗小，系统腐蚀性小，装置运行平 稳。近几年来，各单位在 NHD 脱碳装置上也进行了许多节能 改进。如将低闪槽放置于气提塔顶，省掉富液泵 ； 气提塔的 鼓风形式改为引风形式，有效避免了风机在加压过程中对空 气的加热过程等。这些措施虽使 NHD 脱碳装置能耗下降，但 NHD 脱碳长周期稳定运行，还需在稳定运行的基础上，从细 节方面入手，认真对比装置不同时期的指标变化情况，总结 经验，不断进行改进。 （上接第248页） 在进行落矿和出矿的过程中混入了富矿粉或者废石，在极薄 矿脉的开采过程中回采工作时大量的矿石被暂时留在矿房， 这种情况下，可能由于不稳定的矿石结构，经常会出现大量 的岩石掉落，混入矿石之中，导致贫化；采矿工作安全性 差，极薄矿脉的矿石稳固性较差，进行回采的工作过程中， 工人常在顶板围岩工作，矿体非常容易发生脱落，这个给工 人的安全造成了威胁。 5 结语 留矿采矿法应用于极薄矿脉的开采已经长达数十年，在这 个期间留矿采矿法得到了较好的发展，该方法不断完善积累， 并且作出一些改进，开发出较新的方案。本次就探究了极薄 矿脉开采方法中留矿开采法的应用价值。留矿采矿对极薄矿 脉地带矿产资源的开采中主要目的是降低开采损失、减少贫 化矿石，改善采矿工人的工作环境，保证采矿工人的安全性。 参考文献 [1] 王志聪 . 极薄矿脉地带的矿产资源开采技术分析 [J]. 世界有色金属， 2018（17） 5456. 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