南非某金矿采矿方法研究(1).pdf

中国矿山工程 China Mine Engineering 2019 年 12 月 第 48 卷摇 第 6 期 摇 摇应用研究 黄金矿山 南非某金矿采矿方法研究 Mining study of a gold mine in South Africa 尚晓明, 贺茂坤中国恩菲工程技术有限公司, 北京 100038 摘摇 要南非金矿矿体的普遍特征为缓倾斜薄矿体,针对这一类矿体,目前南非有较为成熟的采矿方法。 本文所描述的金矿 与其他矿区有较大不同,矿体上方有一厚度较厚的页岩层,针对这种特殊情况,对采矿方法进行了专门的研究。 关键词南非金矿; 缓倾斜薄矿体; 页岩层; 采矿方法 AbstractThe South African gold ore body is generally characterized by a gently inclined thin ore body, for this type of ore body, South Africa currently has a relatively mature mining . The gold mine described in this paper is quite different from other mines, there is a thick shale layer above the ore body, for this special case, the mining has been specially studied. Key wordsSouth Africa gold mine; gently inclined thin orebody; shale; mining 文章编号 摇 1672鄄鄄609X201906鄄鄄0030鄄鄄02 中图分类号 TD863 文献标志码 A 作者简介 尚晓明1983 - ,男, 山西平遥人,高级工程师,从事采 矿工程设计工作。 1摇 前言 南非金矿有很大一部分矿体的赋存特征为缓倾斜薄 矿体,缓倾斜薄矿脉开采主要是劳动密集型的采掘作业 型式,直到现在,南非依然有很多矿山在用人工凿岩,电 耙出矿的方式进行开采,采用这种开采方式的矿山在生 产能力、工人安全保障和企业盈利能力方面显现不 足[1]。 国内工程技术人员也对这类型矿体的采矿方法 进行了诸多研究[2 -5]。 随着社会发展及矿山装备水平的 提升,在某些矿山,对这种传统的开采方式进行优化改 造,以提升矿山整体技术水平。 2摇 矿床开采技术条件 某金矿位于南非自由省 Welkom 镇东北约 20km 处, 有较好的基础设施与交通网络,矿山所在地区地形相对 平坦,海拔标高 1 305 1 330m。 矿体赋存于石英砾岩中,矿体厚度较薄,没有夹石, 矿岩界线清晰。 矿体埋深较深,距地表 1 140 2 016m, 矿体平均厚度 0郾 33m,倾角平均为 12毅。 下盘岩石大都为石英岩,岩石结构稳定,直接上盘主 要为页岩。 该金矿所在的金矿区在工程地质方面都有一 共同点,即矿体层上方都有一页岩层,页岩层特性为较 软,易碎。 该金矿的页岩层平均厚度为 1郾 7m,单轴抗压 强度UCS60MPa。 3摇 采矿方法研究 该金矿矿体上方的页岩层较厚,且为较软易碎的不 稳定岩层,如果不做处理,矿体无法顺利采出,故采矿时 需把页岩层采完后再采矿石层。 考虑到矿体与页岩的总厚度能达到 2m,故采矿时可 03 摇第 6 期尚晓明等南非某金矿采矿方法研究 摇 摇以采用低矮式无轨设备进行回采,以减少井下人员, 提高生产效率。 在矿体倾角较大的区域,采场布置 形式采用伪倾斜布置,以适应无轨设备的运行。 由于页岩层分布量较大,如果全部采出后提升 运输出地表,运营成本会很高,故考虑用抛掷爆破的 方式,将部分页岩回填到相邻空区,以减少页岩的提 升运输量。 3郾 1摇 矿块布置 矿块尺寸沿走向长 200m,沿倾向长 250m,矿块 中间布置切割上山,在切割上山两侧沿倾向划分采 场,单个采场宽度 20m,工作面梯段式推进。 矿块内 布置超前掘进巷道ASD,用作采场的凿岩出矿空 间。 考虑到采场的稳定性,ASD 超前尺寸为 4m,作 业中采场内留出 5m 的作业空间。 采场之间设置连 续胶结矿柱,胶结矿柱边生产边构筑,宽度为 4m,用 于采场的支护。 矿块之间沿走向留 10m 间柱,间柱 不回采。 布置形式如图 1 所示。 图 1摇 矿块布置形式 3郾 2摇 回采工艺及设备 1回采顺序 采场沿切割上山向两翼双向推进,超前掘进巷 道用作采场的凿岩出矿空间。 2回采、出矿 回采采用 DL230L 低矮式中深孔凿岩台车对页 岩层及矿体层钻凿与矿体倾向平行的炮孔,炮孔直 径 64mm。 由于页岩层比较破碎,为防止炮孔堵塞, 在页岩层钻凿炮孔后,立即插入塑料导管,导管直径 52mm;矿体层钻凿炮孔后,立即插入塑料导管,导管 直径 36mm。 炸药采用乳化炸药,非电导爆系统 起爆。 爆破时,先爆破矿体层上方的页岩层。 部分页 岩通过抛掷爆破的方式回填相邻空区,另一部分通 过低矮式 XLP 推土机将页岩推出采场,再通过 LH208 型柴油铲运机转运至 20t 柴油卡车,通过卡 车运到集中卸载溜井。 页岩清理完毕后再对矿石层进行装药爆破。 由 于矿体层较薄,采用间隔装药的方式进行爆破,爆破 松动后的矿石通过低矮式 XLP 推土机将矿石推出 采场,再通过 LH208 型柴油铲运机转运至采区矿 堆,卡车在矿堆装矿后将矿石运到集中卸载溜井。 回采过程中,由于采用了低矮式中深孔凿岩台 车及 XLP 推土机,故采场内无需人员进入,能较好 的保障工人的生命安全。 3采场充填 单个采场生产过程中边生产,边修筑宽 4m 的胶 结矿柱,灰砂比为1颐10,矿柱由充填袋的形式组成,具 体如图2 所示。 充填袋在南非应用比较广泛,技术成 熟,工艺灵活,能够很好保障生产的连续性。 图 2摇 充填袋形式 4摇 结论 随着厚大易采矿体逐步开采完毕,未来在采矿 过程中会遇到更多的难采矿体,尤其是缓倾斜薄矿 体的开采。 针对该矿矿体上方有页岩层的特点,利 用抛掷爆破技术将部分页岩回填空区,以减少页岩 的运输量,有效降低运营成本;采用低矮式无轨设备 进行凿岩、出矿,由充填袋形成连续矿柱,从而形成 一种安全高效的采矿方法。 [参考文献] [1]摇 孙学森,范文涛. 南非缓倾斜薄矿脉机械化回采技术 现状及展望[J]. 采矿技术,2015,15049 -12. [2]摇 唐湘华. 缓倾斜薄矿体采矿方法与工艺优化研究[J]. 湖南有色金属,2016,32015 -7. [3]摇 王宁. 缓倾斜极薄矿脉采场结构参数和回采顺序优化 研究[J]. 金属矿山, 1999025. [4]摇 郭燕忠. 缓倾斜极薄矿体采矿方法对比分析[J]. 现代 矿业,20160627 -28. [5]摇 田小平. 缓倾斜极薄矿体高效开采新技术及应用[J]. 黄金,2018,390838 -42. 13