陕西千家坪钒矿采矿方法的选择.pdf

第 4 0卷第 4期 2 0 1 8年 8月 甘肃冶金 GANS U METAL LURGY Vo 1 ． 40 No ． 4 Au g． ， 201 8 文章 编号 1 6 7 2 4 4 6 1 2 0 1 8 0 4 0 0 0 5 0 5 陕西千家坪钒矿 采矿方法 的选择 刘方杰 ， 王双颜 ， 陈 勃 ， 柳 万涛 ， 王永斌。 ， 张选 固 1 ． 陕西有 色金属控股集 团， 陕西西安7 1 0 0 1 5 ； 2 ． 陕西华 源矿业有 限责任公司 ， 陕西商南7 2 6 3 0 0 3 ． 宝鸡西北有色七一七总 队有限公 司， 陕西宝鸡7 2 1 0 1 5 摘要 千家坪钒矿矿体与围岩均不稳固， 矿体厚度属中厚， 倾角属急倾斜， 不适合空场法开采； 充填法主要针对高 品位 有色金属 、 富品位 贵金属 和稀有 贵重金属 ， 钒矿 石品位低 ， 从 经济角 度讲也 不符合充 填法开 采 ； 崩 落法是在 崩 落围岩下出矿， 贫化率极高， 也不适合采用。选择低阶段垂直扇形深孔无底柱空场法 ， 目前看来不失为经济、 有效 、 实用的采矿方法。 关键词 采矿方法 千家坪 钒矿 中图分类号 T D 8 6 3 文献标识码 A S h a a n x i Qi a n j i a p i n g V a n a d i u m Or e Mi n i n g Me t h o d S e l e c t i o n L I U F a n g j i e ， WA N G S h u a n g y a n ， C HE N B o ， L I U Wa n t a o ， WANG Yo n g b i n ． ZHANG Xu a n g u 1 ． S h a a n x i N o n f e r r o u s M e t a l s Ho l d i n g G r o u p， X i a n 7 1 0 0 1 5， C h i n a ； 2 ．S h a a n x i Hu a y u a n Mi n i n g L i mi t e d L i a b i l i t y C o mp a n y，S h a n g n a n 7 2 6 3 0 0， Ch i n a ； 3 ． B a 7 1 7 C o r p s N o r t h w e s t N o n f e o u s C o ． L t d ． ， B a o j i 7 2 1 0 1 5 ， C h i n a A b s t r a c t T h e o r e b o d y a n d s u r r o u n d i n g r o c k Q i a n j i a p i n g v a n a d i u m m i n e a r e n o t s t a b l e ， t h e t h i c k n e s s o f o r e b o d y i s t h i c k ， i s a s t e e p d i p，n o t s u i t a b l e f o r s t o p e mi n i n g； fil l i n g me t h o d ma i n l y f o r h i g h g r a d e n o n f e r r o u s me t a l s ， r i c h t a s t e o f p r e c i o u s me t a l s a n d r a r e p r e c i o u s me t a l s ．v a n a d i u m o r e g r a d e i s l O W，f r o m a n e c o n o mi c p o i n t o f v i e w i s n o t c o n s i s t e n t wi t h t h e b a c k f i l l mi n i n g c a v i n g；l a w i s t h e o r e r o c k i n c a v i n g ．t h e d i l u t i o n r a t e i s e x t r e me l y h i g h．i s n o t s u i t a b l e f o r u s e ． C h o o s e t h e l o w s t a g e v e r t i c a l d e e p h o l e s e c t o r n o n p i l l a r s u b l e v e l o p e n s t o p e me t h o d，i t i s e c o n o mi c a l a n d e f f e c t i v e mi n i n g me t h o d ． Ke y Wo r d s mi n i n g me t h o d ； Q i a n j i a p i n g ； v a n a d i u m o r e 1 千家坪钒矿选择采矿方法 的基本条 件 参数 1 ． 1 矿体的形态规模 矿体呈层状 ， 长度 7 ． 8 k m， 规模大。钒矿体地表 地貌特征见相片 1 。 1 ． 2 矿 体产 状 矿体倾 向 3 4 0 。 ～ 2 4 。 ， 倾 角 5 4 。 ～8 9 。 ， 平 均倾 向 0 。 ， 倾角 7 0 o ， 按照 采矿学 分类应属急倾斜矿体 。 1 ． 3 矿体厚度 矿体厚度 1 ． 5 4 ～ 4 8 ． 5 m， 平均 1 4 ． 3 5 I l l ， 按照 采 矿学 分类 应属 中厚 层矿体 。矿体 厚度 变化 系数 8 3 ． 4 8 ％， 矿体厚度不稳定 。 1 ． 4 矿 体 品位 矿体品位 0 ． 6 8 ％～1 ． 5 3 ％， 平均 1 ％， 应属于低品 位钒矿 ， 品位变化系数 1 8 ． 6 9 ％， 品位分布均匀 。 1 ． S 矿体及上下盘围岩的稳定性 1 ． 5 ． 1矿体 的稳 固性 矿体为寒武系水沟 口组下段炭硅质岩与泥岩互 层 ， 也叫炭质硅质泥质板岩 ， 总之矿体以泥质成分为 主， 非常容易坍塌， 采下的矿石和黄土一样也很容易 固结成块。矿体地表特征见相片 2 。 1 ． 5 ． 2矿体 上盘 围岩 为震旦系灯影组深灰色脉状穿插微晶状 白云岩 夹纹层状白云岩。岩石 在地表形成陡峻山峰 ， 但节 理裂隙非常发育 ， 受放炮震 动的影响极易形成碎块 垮塌 ， 很不稳定 1 ． 5 ． 3矿体 下盘 围岩 为寒武系水沟 口组上段深灰 、 灰黑色薄层炭质 灰岩 ， 但靠 近矿体部位约有 1 0 1 1 3 左右宽 厚 薄层 一E． m 。 a 船 i l Te l 1 。 叽 | c I I 嘲 两删 U 一 ao 礓 O 甘 肃 冶 金 第 4 巷 1 ． 6 矿 体周 边环 境 矿体化 J 『 l l I l ， J 吉 1 ⋯厄人JJJ {1 ， 地 术 夫的 水怵 及j 它建设设施 ， 地 允许 陷 1 ． 7 其它 条件 ∥‘ 体j l 一 f J 、J j 地 准 ⋯ 以 【 j 地 技 纠 I 准而 7 4 5 0Ⅲ ， 不存地 丧水湘人矿f 小f ～刈采矿形 成戚 矿 ⋯ 隙发 f r ， 人气降 水渗入地下刈 采{ 矿 ‘ 【 f 能 引 术 干 【 J 影Ⅱ 向 2 钒矿条件与采矿方法要求对 比 抛冶 ⋯版} } 2 0 0 5⋯版的 采矿 r _ 册 把 采 法 分为 人类 ， 【 { l 】 。 场法 、 允J 3 、 f 『 j 法 ， 犬采矿力 ‘ 法的特点及J J 1 I 繁什 j 饥 条什对比， l 、 表 2、 丧 3 从饥矿 条什米 ， 矿仆 i -j 『 _引 邢／ f 稳 ， l i I I 场 进仃l， f 采， 采矿 力 0 上更逝 允填法或 法 乃外 十 } { “1 1 1 矿 稳 ⋯ 、 矿 体 J 楚f l 1 倾 角 ， 按 采矿 丁 ． 册 ⋯的可 能 采川 的 采矿 方 法 米 ， 4 ． 选择 充填 法 和f 0 j 落法 从』 }{ f 论 f } 恰 、 { 合 妇 ． 相片 I 矿 区地形 矿体在 地表的位置 ， 半 山腰 凹下 槽就 是 矿 体位 置 3 各种采矿方法浅析 相片 地 表矿体 炭硅质岩与泥岩互层 炭顷 火 i 发 板 不匏 定 采 矿进路 _ { 1 段 多 支护 3 ． 1空场法 这 千 叶 - 力 ‘ 浊 址址 常 小 I I I”l l j‘ - - f 哑『 l 0 ‘ f 1 I - 采矿 力‘ 法 ， 采矿成小低 、 效率低 这种力 ‘ 法 水矿体 7 曼 稳 或 小稳⋯ f ， 稳 t 少要 一 t 等以 然饥矿不逝 合川这种 法 3 ． 2充填法 充填法征 各种地 顷条什币 矿怵特 ， 果卒 『 ’ 、贫化率低， f 』 } 采矿成小 犬， 适心 采『岛 lI J 化的 包金属 、 谢t 他的 金J 、 稀 贵巫 饥属 金 ． 饥矿 低， 从 济『 f j i J I 小 逝 川 充 采 就笔扦 我 竹啮川危 法采矿的矿I l l 小多， 2 0 0 0， I J 只 L 0 【 【 I 金何 ’ 。 l 力 、 ， j 、 金f d l I I 1 ‘ 体 0 ⋯ 鄙不稳 I ， 采川 的足 分 允 采矿法 ， 矿 ＼ 『 l f 1 0 g ／ t ， 扔 I 1 I 总 1 介 { ， 允填 法 采矿 成 小是 f 迎。 场法的数俯 ， 【 1 前 发 L Z 绛 坑麒茶岭镍 矿 胁使H J 的址充 采 法 ． f I l 效益 ／ f 3 ． 3崩 落法 饥矿怵_IlI I_J ⋯九人蜊 ， 九人水体 J 支 J 它建设没 施仃 ． 地 允 陷 j 7 t i ． ， 9 1、 条什倚合 溶法 ； j 落 法最 大的缺 点姚 足 j J 】 的矿 住⋯ 的 下 放f 『 l ’ 矿体 小 f 1 低． l 仃 1 ％， 卜的矿 多 【 状 、 粉末状 ． l j 分 ， 价 汁川『 J j 采矿 ， 采⋯的矿孑 ≤ ． 5 ％， I j 法 ／ f I、 i 选择 蓝 L A N Y E 野 S U P 监 E RV I 理 O N E m - m 。 a i l 卜。 i SL Y,l L _1 2 ， “ Ⅲ 1 第 4期 刘方杰， 等 陕西千家坪钒矿采矿方法的选择 7 把矿体划分为矿 块 ， 在矿块 中留 全面采矿法 留下不规 则矿柱。 房柱采矿 法 空场采矿法 将 矿块 划分成矿房 和矿柱 ， 成 本 低 、 留下 大 量 矿 柱 先采矿房 ， 后 采矿柱 矿 体 及 生 产 能 和采 空 区需 要 或不 采 矿柱 。两 围 岩 稳 力 大 、 劳 进 行 第 二 步 骤 步 骤 回 采。 回采 矿 圊 或 比 动 生 产 回 采 和 处 理。 留矿采矿法 房 时 的采 空 区 主要 较 稳 固 率 高 、 基 由于 地 压 随 深 依靠 矿 石 和 围 岩 自 中等稳 建 时 间 度 的 增 加 而 加 身 的稳 固性 和矿 柱 固 。 短 ， 容 易 大 ， 深部 开采应 来 维 护 。矿 房 回采 达产 。 用受到限制。 后 ． 有计划 的回采矿 柱和处理采空区。 分段 矿房 法 阶段矿房法 沿矿体走 向或倾 向划 分 为规则 的矿房和矿柱 ， 在矿房 内进行 回 采作业 的空 场法 。采 空 区一般 不 处 理 将矿体分成 矿 房和 矿柱二 次 回 采 。矿房 自下而上分层 回采 ， 每 次崩落的 矿石 放 出三分 之一 左 右 ， 其余的贮 存于矿房中作 为继 续上采的工作台 ， 待矿房采完 以 后再放 出。矿房 放完 以后 回采 矿柱和处理 采空 区。 将 阶段划分为分段 ， 每个分段形 成独立 的 出矿和 通风 系统 。连 续回采时分 段 问保 留临 时顶底 柱或仅保 留临底 时底柱或顶柱 ． 从而沿矿体倾斜 方向上 ， 划分成 条带状的矿房或 矿柱 ， 先采矿房 并同时回采矿柱处理采空 区。 把矿块规则 的 划分成 矿房 和矿 柱 ， 第 一步 回采矿 房 ． 第 二步 回 采矿柱 的空 采矿 法。按落 矿方 法可分水平 深孔 阶段 矿房 法 和 垂直深孔阶段矿房 法。 适合 矿 体 和顶板 岩 石 中等 稳 固 以上 的水平 和缓倾斜 薄矿体 ． 厚度 小于 3 4 m最适 宜。 适 合开采 顶 板 和底 板 岩层中等稳 固至稳 固 、 矿石稳固 ． 薄至 中厚 的 水平和缓 倾斜矿体 。 矿 石和 嗣岩 稳 固的 矿 体。矿体厚度不受限 制 ， 但超过 5 m 时效 果 不 如阶 段 矿 房法 。要 求矿 体 倾 角 在 5 5 。以 上 ． 便 于放矿 。 主要 用 于开 采 中厚 以 上的矿体 ， 矿体及 围岩 中等以上 的矿体 ， 矿体 倾 角不限。 矿石 和 围岩 稳 固的倾 斜 和急倾 斜 厚 和极厚 矿体。 8 甘肃冶金 第 4 0卷 表 4 根据岩矿稳固性、 矿体厚度和倾角， 可能采用的采矿方法 矿 体倾角 矿体厚度 矿岩稳定性 矿石稳固 、 围岩稳固 矿石稳 固、 围岩不稳固 矿石不稳固 、 围岩稳 固 矿石不稳 固、 同岩不稳 固 蹦E - m a 鲴 i l i G S 灞 L Y J L i 2 6 C o rn 第 4期 刘方杰， 等 陕西千家坪钒矿采矿方法的选择 9 4采矿方法 的选择与优化 4 ． 1采矿方 法 目前矿山选择低阶段垂直扇形深孑 L 无底柱空场 法 ， 把原来 5 0 m 长 x 5 0 m 段高 的矿房 ， 改成 5 0 m 长 x 2 5 m 段 高 ， 尽管采矿 回采率偏低 ， 但采出 的矿石品位基本都 I0 ． 8 ％， 就 目前的市场价格和经 济形势来看 。 也不失为一种客观合理的选择。 4 ． 2 矿体 的重 新 圈定 钒矿体品位分布均匀 ， 但厚度变化较大 ， 按照矿 体厚度对矿体重新进行圈定 ， 共分三个等级 ， 薄矿体 矿体厚度 ≤4 m ； 中厚矿体 矿体厚度 4～1 0 m ； 厚矿体 矿体厚度 ≥1 0 m， 目的是为了方便采矿。 4 ． 3回 采顺序 从上到下 ， 从两翼 到中间逐步 回采 ， 同一 阶段 中段 ， 优先开采厚矿体部分 ， 其 次为 中厚矿体部 分 ， 薄矿体也可以不开采 ， 作为矿柱保留。 4 ． 4 采 空 区的处 理 用强制崩落 法和 自然塌陷法对采空区进行处 理 ， 大采空区用强制崩落法 ， 进行强制崩落充填； 小 采空区则采用 自然塌陷法 ， 让其 自然塌陷充填， 确保 矿山安全生产 参考文献 [ 1 ] 陕西省商南县千家坪钒矿 1 2 3 9线详查地质报告[ R] ． 西北有色地质研究 院 ． 2 0 0 6 ． 0 6 ． 『 2 ] 陕西 省商 南县 千家 坪钒 矿 床 8 - 1 1 4线地 质勘 探报 告 [ R] ． 西北有 色地质勘查局七一七总队 ， 2 0 1 1 ． 0 1 ． [ 3 ] 采矿手册 [ S ] ． 北京 冶金工业 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 4 ] 采矿学 [ S ] ． 北京 冶金工业出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 5 ] 钱烨 ． 采矿学 [ S ] ． 2 0 0 9年矿业权评估 师考试前辅导 ． [ 6 ] 采矿学 [ S ] ． 北京 冶金工业出社 ， 2 0 0 1 ． 0 1 ． 收稿 日期 2 0 1 7 ． 1 2 2 7 作者简介 刘 方杰 1 9 6 4 ． ， 男 ， 硕 士， 地质高级工 程师。长期从 事地 质勘查及矿产开发管理T作 。 上接 第4页 分粗粒级 中的有用矿 物较难 回收， 一 0 ． 0 4 5 m m粒级 产率约占 1 6 ． 8 9 ％， 其 中细泥含量高 ， 常规浮选也较 难 回收。 2 实验室浮选柱采用快浮加 一粗一精一扫流 程 ， 其中快浮铜 品位 2 2 ． 7 6 ％， 回收率 4 5 ． 0 7 ％， 精选 铜精矿品位为 2 0 ． 0 1 ％， 回收率为 3 6 ． 6 7 ％。 尾矿铜 品 位为 0 ． 1 0 ％。 3 进行实验室浮选机和浮选柱对 比试验发现 ， 浮选柱对细粒级硫矿物 回收效果较好 ． 浮选机对粗 粒级硫矿物更有优势． 但浮选柱相对 于浮选机而言 总体指标要好一些 ． 而且设备 占地面积小 ， 处理能力 大 ， 能耗小 ， 维护费用低。 研究进展 [ J ] ． 应用化工 ， 2 0 1 3 ， 4 2 1 1 2 0 4 8 2 0 4 9 ． [ 2 ] 刘炯天， 王永田． 自吸式微泡发生器充气性能研究[ J ] ． 中国矿业大学学报， 1 9 9 8 ， 2 7 0 1 2 7 3 1 ． [ 3]L I U J i o n g t i a n ． C y c l o n i c s t a t i c m i c r o b u b b l e fl o t a t i o n a p p a r a t u s m e t h o d U S A， 6 0 7 3 7 7 5 [ P ] ． 2 0 0 0 0 3 1 3 ． [ 4 ] 刘 炯 天． 自吸式 微 泡 发 生器 中国 ， Z L 9 5 2 3 6 3 6 9 ． 4 [ P ] ． 1 9 9 6 0 3 2 3 ． [ 5 ] 刘炯 天． 旋 流一 静态微泡 浮选柱及 洁净煤制备研 究 [ D] ． 北京 中国矿业大学化学与环境工程学院， 1 9 9 9 ． [ 6 ] 张海军 ， 刘炯天 ， 王永 田． 矿用旋流一 静 态微泡浮选柱 的 分选原理及参数控制[ J ] ． 中国矿业大学学报， 2 0 0 6 ， 1 5 0 5 70 71 收稿 日期 2 0 1 7 ． 1 2 1 4 参考文献 作者简 介 王婷霞 1 9 8 9 ． ， 女， 2 0 1 6 年毕业于中国矿业大学， 硕士研 究生 ， 选矿助理工程师 。 [ 1 ] 黄真瑞 ， 钟宏， 王帅， 等． 黄铜矿浮选工艺及捕收剂 禳 E ．．m ⋯ail 6 ．c ornle t U ；J l “ S弹 翰 鲻 踟 一 b 加 qtjo