有色金属行业绿色矿山采矿方法现状浅谈(1).pdf

世界有色金属 2018年 12月下40 采矿工程 Mining engineering 有色金属行业绿色矿山采矿方法现状浅谈 王 辉 （江西盘古山钨业有限公司， 江西 于都 3 4 2 3 1 1 ） 摘 要 随着人类的不断进步， 科技的急速创新， 对于矿产资源的需求量越来越大 ； 有色金属成为当代社会化大生产 不可缺少的矿产资源， 钨便是有色金属中具有特殊战略意义的工业原料。 本文主要分析了钨在开采过程中用到的采矿 方法， 以期通过本文分析为广大钨业工作者提供理论指导和经验借鉴。 关键词 有色金属 ； 钨矿 ； 采矿方法 中图分类号 T D 8 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 - 5 0 6 5（2 0 1 8 ） 2 4 - 0 0 4 0 - 2 A Brief Talk on the Present Situation of Green Mining in Non-ferrous Metals Industry WANG Hui J i a n g x i P a n g u s h a n T u n g s t e n I n d u s t r y C o . , L t d . , Y u d u 3 4 2 3 1 1 , C h i n a Abstract Wi t h t h e c o n t i n u o u s p r o g r e s s o f ma n k i n d a n d r a p i d i n n o v a t i o n o f s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y , t h e d e ma n d f o r mi n e r a l r e s o u r c e s i s i n c r e a s i n g . No n f e r r o u s me t a l s h a v e b e c o me a n i n d i s p e n s a b l e mi n e r a l r e s o u r c e i n c o n t e mp o r a r y s o c i a l p r o d u c t i o n , a n d t u n g s t e n i s a n i n d u s t r i a l r a w ma t e r i a l w i t h s p e c i a l s t r a t e g i c s i g n i f i c a n c e i n n o n - f e r r o u s me t a l s . T h i s p a p e r ma i n l y a n a l y z e s t h e mi n i n g me t h o d s u s e d i n t u n g s t e n mi n i n g , i n o r d e r t o p r o v i d e t h e o r e t i c a l g u i d a n c e a n d e x p e r i e n c e f o r t h e ma j o r i t y o f t u n g s t e n w o r k e r s t h r o u g h t h i s a n a l y s i s . Keywords n o n - f e r r o u s me t a l s ; t u n g s t e n mi n e s ; mi n i n g me t h o d s 根据USGS的最新统计数据， 全球已探测到的钨储量达 330万吨， 主要集中在中国、 俄罗斯、 加拿大、 越南等国， 其 中中国钨储量约占全球总储量的57， 居世界首位。 中国地 大物博， 钨资源分布广泛而又相对集中， 所探明的钨产地多 达252处，分布在23个省区。仅湖南和江西的钨储量便占 全国钨总储量的33.8和20.7， 根据钨矿石成分划分， 白 钨矿主要分布在湖南， 黑钨矿主要分布在江西。 虽然中国有 着垄断性的钨资源储量， 但是钨机械化开采历史短， 钨矿开 采技术的进步主要在近30年。随着高新技术不断发展和采 矿经验的日渐丰富， 钨开采中出现了多种组合方案， 但传统 的采矿技术如浅孔留矿法依然被广泛应用 [1]。 1 浅孔留矿采矿法 自20纪70年代以来，钨矿采矿工艺才慢慢成熟，浅孔 留矿法是有色金属和稀有金属矿山应用最广泛的采矿方法。 至今在我国占有相当大的比重， 根据江西和湖南两省调查统 计， 浅孔留矿法占据各类采矿方法中的首位， 因此浅孔留矿 法仍是我国钨资源开采的重要技术 [2]。钨矿脉产状变化大， 无论是按照走向还是倾向， 膨胀缩小、 尖灭再现、 尖灭侧现、 分支复合、分支尖灭、弯曲错动等现象在钨矿普遍存在 [3]。 矿脉宽度在几厘米至几米之间不等， 结合江西钨矿矿床赋存 特性， 通过大量矿山经验总结发现， 采用浅孔留矿法较为实 用。 其具有管理方便， 可利用矿石自重放矿， 采切工程量小， 生产技术易掌握， 矿石损失较低， 矿块结构及生产工艺简单， 在结束采场储存矿石， 有利于后端选矿调节井下出矿品位等 优点。 基于这些优点成为了钨矿回采的主要方法， 非常适合 江西、 湖南脉钨矿床坑内开采， 下面以江西铁山垅钨矿上坪 矿区分析浅孔留矿法。 上坪矿区是一种高温热液钨锰铁矿石英细脉带型钨矿 床，其矿脉分布多达13条，走向8090，向西北倾斜，倾 角达80以上。 矿带总长度1300多米， 宽度为25m140m。 该矿的主脉厚度为1.5m，大多数矿脉厚度为0.2m0.3m。 其在开采中用浅孔留矿法进行采矿作业，开拓方式为平硐 盲斜井溜井联合开拓。矿块长度为40m60m，采幅为 1m3m， 出矿方式为自溜放矿和电耙耙矿两种， 矿斗间距为 4.5m5.5m，炮孔的排面采用 “之” 字形或 “梅花” 形，所用 凿岩机械为YSP-45型， 孔深度为1.8m2.2m， 孔底距离为 0.4m0.6m。 其矿块生产能力为60t每天， 凿岩工效为2m每 台， 出矿工效为60t每台， 损失率为5， 贫化率为65。 2 有底柱分段崩落采矿法 20世纪采矿方法是浅孔留矿法为主，其技术发展非常 成熟。 21世纪随着易采钨资源的逐年显著减少， 有底柱分段 崩落采矿法也随着广泛应用。 柿竹园多金属矿床是一种云英 岩、矽卡岩复合型钨多金属矿床，具有品位高、规模大、厚 度大、 矿化好的特点， 矿体中具有大量透镜体产出。 矿脉倾 向南东， 倾角为520， 局部矿脉倾角达35。 该矿床围岩 稳定性非常好， 没有自燃和结块现象 [4]。 其在开采中选择有 底柱分段崩落采矿法， 回采时矿块垂直盘区走向布置， 在内 分为多个阶段，每个阶段高度为68m，将每个盘区分为多 个矿块，矿块东西走向，尺寸为64m （长） *35m （宽） *68m （高） ， 底柱高14m， 间柱宽15m， 底部结构采用电耙道漏斗 式结构， 为堑沟进路式。 采准切割为先矿房端部， 再切割天 井， 然后切割横巷， 最后上向扇形平行炮孔。 矿房回采时采 用YGZ-90型钻机凿向上扇形炮孔，采用YQ-100型钻机 钻凿水平环形中深孔， 平巷和斜坡道的掘进采用7655型凿 岩机。出矿和掘进出渣采用WJ-2型柴油铲运机和ZPJK- 14电耙。 （下转42页） 收稿日期 2 0 1 8 - 1 2 作者简介 王辉， 男， 生于1 9 8 8 年， 江西上高人， 本科， 采矿工程师， 研 究方向 矿山采矿和生产技术管理。 世界有色金属 2018年 12月下42 采矿工程 Mining engineering 态环境带来的危害。 由上述内容可知， 依据金矿的种类与特 征来选择合理科学的开采方法尤为重要。 3.2 整合资料， 多角度综合选择采矿手段 在初期阶段的采矿方式进行分析、 勘查之后， 还需要对 相关信息进行整理并综合分析， 以此来有效的分析矿脉开采 手法。 再者， 企业方面还要依据自身原有的技术与经济实力 来考虑开采所带来的经济与利益的影响， 以此来考量对此处 的矿脉选取该种手法的可行性， 在这个过程中作业人员也可 以快速确认取何种采矿手法以及采矿的作业流程。 针对部分 矿脉难以抉择的时候， 开采前相关人员就要对其展开深入的 对比计算与调查， 以来来选择合适的开采手段。 3.3 金矿开采中的注意事项 在金矿开采中需要注意以下几点内容 ①对矿床地质 的相关资料进行有效的收集， 尤其是关于矿岩坚固性以及稳 固性等方面的相关资料的完整性、 准确性， 这对金矿的开采 具有非常重要的意义。 再者， 可以提高对金矿开采的工作效 率、 综合利用效率等， 还可以保障金矿开展工作人员的生命 安全与财产安全 ；②这对部分金矿开采的矿床的地质条件 过于复杂的矿脉， 工作人员在进对金矿进行基础构建时， 需 要谨慎的选择矿脉的开采方式。 从具体方面来看， 首先要对 其进行工业性的实验， 随后依照实验的结果获取相关数据， 再将金矿开采的方法进行确定 ； ③选取开采方法时， 需要对 其它方法进行对比， 由于考虑到各种开采方式的影响以及为 周围环境带来的危害， 应给予足够的重视。 以充填法、 空场 法等两种方式为例， 在两者对比时需要考虑到矿房回采、 矿 [1] 闻 明 . 关 于 金 矿 采 矿 方 法 的 优 化 选 择 思 考 [J]. 科 学 技 术 创 新,20181456-57. [2] 黄武胜.阿勒泰某金矿采空区稳定性评价与采矿方法优化研究[D].北 京科技大学,2016. [3] 马朋飞,盛佳,李强.复杂群空区下倾斜中厚低品位金矿采矿方法优化 选择[J].采矿技术,2012,120318-19. [4] 刘非 , 朱斌 . 龙头沟金矿极薄矿脉采矿方法试验研究 [J]. 矿业工 程,2014,120122-. 柱回采等， 在特殊情况下， 还需要对空区进行有效的处理 ； ④优化选取矿脉采矿手法， 根据字面来看， 矿脉的开采不仅 仅是现有的方法， 而是指根据不同矿脉的实际状况来选取最 合理的开采方式。 但是， 有些区域的矿脉比较复杂， 所以这 就要求企业根据矿脉的矿床条件， 对现有的开采技术与结构 知识、 方法等进行创新， 并构建出新型的采矿方式。 4 结语 由上可知， 对金矿开采的高效率与高质量对我国后期的 建设发展具有非常重要的意义， 然而我国的矿脉开采的质量 与效率处于发展阶段， 尚且存在着一些不足， 这主要是因我 国的地质、 环境等因素以及开采时使用的采矿方法选择错误 而导致的。 所以， 有效的勘查地质以及文化， 对做好金矿采 矿方法的优化选择尤为重要。 同时， 开采前还需要对金矿的 结构进行调研， 并综合利用技术经济分析比较法、 模糊数学 法等来进行选择工作。 同时， 在这一过程中， 也要特别注意 方法实验、 方法创新等方面的问题。 （上接40页） 以柿竹园多金属矿区为例，应用有底柱分段崩落采矿 法， 其矿块生产能力为300t400t每天， 损失率为9.5， 贫 化率为12.9，相比于浅孔留矿法，具有一定优势。因此我 国很多地区近年来开始应用有底柱分段崩落采矿法， 使采矿 效率更高， 矿石贫化率更低， 经济效益更好。 3 露天采矿法 在国外， 大型钨矿山大多采用露天采矿法， 其具有采矿 量大，效率高，操作方便，安全系数高，损失率和贫化率低 的特点。 我国钨矿矿床由于地形特征及矿床成因的限制， 采 用露天采矿的条件有限， 只是在局部有利地形条件下应用露 天采矿法开采钨矿。例如江西分宜珠江矿业采用地下地上 联合开采，其联合开采钨矿时的生产能力可达到每天2500 吨。 其地下采用分段空场嗣后充填法进行回采， 主要是根据 矿体厚大、急倾斜，矿岩稳固性好，矿石品位低，以及上部 为露天采矿， 在开采期内不允许陷落等主要特征， 因而未采 用浅孔留矿法、 分段崩落法。 地上则采用露天开采， 采用横 向采剥的工艺， 前期是山坡露天， 后期为凹陷露天。 行洛坑 钨矿就是典型的露天开采企业，根据相关数据表明行洛坑 钨矿钨金属量达到30万吨， 是我国四大钨矿床的主要地区。 行洛坑钨矿床位于中等高度山区， 周围三面环山， 使得该矿 区处于 “V” 字形的谷底。设计开采的矿石储量多达1.29亿 吨， 矿产资源的赋存标高为300m816m， 矿带长度636m， 厚度158m。 矿脉走向为北东偏东， 倾角为60度70度。 所 用的潜孔钻机为QQ165型，挖掘机为日立330型，出矿方 式为汽车溜井平硐机车运输，装卸汽车是日本三菱20吨自 卸型。 采用露天采矿使行洛坑钨矿成为近期我国钨矿采矿水 平最高的矿山之一，这也是除了浅孔留矿法以外使用最广 泛、 开采量最大的钨采矿方法。 以行洛坑钨矿相关技术参数 为例， 其每天采矿生产能力可以高达5500t， 每年采矿规模 为165万吨，凿岩台班效率为135m每台，铲矿台班效率为 980立方米每台， 运矿台班效率为160m3每台， 其综合劳动 生产率相比于浅孔留矿法均有显著提高。 不止如此， 露天采 矿法时其损失率仅为4.93，贫化率仅为4.95，相比于浅 孔留矿法的5和65以及有底柱分段崩落采矿法的9.5 和12.9，具有充分优势。从采矿能力、损失率和贫化率等 经济指标对比分析， 结合数字化和智能化采矿设备的运用， 露天采矿法将是未来一段时间内最科学、 经济的采矿方法。 4 结语 很多高效性、 安全性的采矿方法因钨矿床赋存产状及地 质条件复杂性限制， 在钨矿山不能发挥作用。 钨矿企业在日 常生产中应紧密结合我国钨业发展史、 现状和实际经验， 进 一步完善和优化采矿方法， 将已有采矿技术和工艺有效融合， 加大科技创新力度， 探索无人采矿技术和遥控机器作业， 从 而降低生产成本， 提高产量， 大力提高钨资源综合利用。 [1] 张楠.有色金属行业绿色矿山建设与差异化管理建议[J].采矿技 术,2018,1803106-109. [2] 章 寿 梧 . 四 十 年 来 我 国 钨 矿 采 矿 技 术 的 发 展 与 成 就 [J]. 中 国 钨 业,1989,0910-15. [3] 张 智 翔 . 浅 孔 留 矿 采 矿 法 在 瑶 岗 仙 钨 矿 的 应 用 [J]. 采 矿 技 术,2017,170119.