大庄子金矿采矿方法探讨.pdf

2 0 0 1年 7月 第 3 0卷第 4期 有色矿山 No n f e r r o u s M i n e s J u L． 2 0 01 V0l 30 No 4 大 庄 子金 矿 采 矿方法 探 讨 韩 洪 江 太 庄子 金 矿 ，山东 平 度 2 6 6 7 1 5 【 关键 词 1采矿 方 洼 开 采条 件 选择 ；探 讨 [ 摘要 ]大 庄子 金 矿 矿体 为高 品位 缓 倾 斜 中厚矿 体 。为 寻求 生 产 能 力太 、 贫 化损 失 低 且安 全 的 采 矿方 法 ， 本 文根据 国 内外 的 采矿 现 状 ， 提 出 几种 可行 的 采 矿 方 案 ． 并 根 据 矿 山的 地 质 开 采 技 术 条 件进 行 r分 析 和 评 价 ． 虽 终选 择 出 了 满 意的 采矿 方 案。 [ 中图 分 类号 ]T D 8 5 3 ． 3[ 文 献标 识 码 ]A[ 文 章编 号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 4 0 0 1 0 0 3 Di s c u s s i o n o n m i ni ng me t ho d o f Da z h ua ng z i Go l d M i ne HAN Ho n g j i a n g Da z h u a n gz i Go l d M i n e ．Pi n gdu 2 6 6 71 5 ， i r a Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d；s e l e c t i o n o f mi n i n g c o n d i tio n；d i s c u s s i o n Ab s t r a c t Th e o F e d e p o s i t o f Da z h u a n g z i Go l d M i n e i s h i g h g r a d e g e n t l y d i p p i n g me d i u m t h i c k o r e b o d v．Ba s e d 0 n t h e mi n i n g s i t u a t i o n a b r o a d a n d h o me ，s e v e r a I p o s s i b l e me t h od s a r e s u g g e s t e d t o f i n d a s a f e mi n i n g me t h o d wi t h p o we r f u l p r od u c t i o n ， I o w l o s s a nd d i l u t i o n．At t h e e n d ， a s a t i s f y i n g mi n i n g me t h o d i s g i v e n a f t e r t h e g e o l o g i c a n d e c o n o mi c f a c t o r s o f t h e o r t d e p o s i t a r t j u d g e d a n d a n a l y s e d． 1矿 山概 况 大庄子 金 矿是平度鑫 汇黄金 矿业公 司的 主要 生产 矿 山之 一 。矿 山 1 9 9 3年投 产 ， 采用 露 天开采 ， 1 9 9 8年露 天 采场 闭坑后 转 为地 下 开 采 采用竖 井开拓 ， 罐笼提 升 ， 中段运 输采 用人工推 车， 竖井 深 1 2 0 m， 开 拓 形 成 三个 中 段 ， 中段高 2 5 m， 开拓 矿量 1 2 0万 t ， 选 矿 日处 理 矿石 2 2 0 ～2 5 0 t ／ d 。 矿 山正 在进 行 第 三期 扩 建 ， 计 划将 选 矿 能力 扩 大到 5 0 0 ～8 0 0 t ／ d ， 年 产黄 金 3万两 。 2地 质 开 采 条 件 大 庄子 金矿 为一 破 碎 蚀 变 型 矿床 ， l斌 存 [ 收 稿 日期 ]2 0 0 1 I J 2 一 【 5 [ 僖 订 日期 ]2 0 0 1 0 5 1 8 [ 作 者 简 介 ]韩 洪 江 1 9 6 6一 ． 男， 山 朱 平 度 市 人． 工 程师 ， 山东平 度鑫 汇 黄盘 矿 业 公 司副 总经 理 。 于黑 山羊 一大 庄 子 断 裂 带 南 段 ， 现 已控 制 6 个金矿体。矿体 以破碎带蚀变岩型为主， 含 金石英脉 型为辅 。 目前 主要 开 采 I一 1号 矿 体 ， 已探 明 的 金 属 量 为 4 ． 1 5 6 t ， 品位 7 ． 7 9 g ／ t 。控 制 矿体 最 大 长度 约 2 2 4 m， 斜 深 2 0 5 m， 垂深 1 0 0 m， 矿体 周 边未封 闭， 尚有较 大的发 展前景 。 矿体的 璜底板 围岩 主要 为 黑 云 变粒 岩 、 斜长 角闪 片麻 岩 。岩 石 裂隙 不 发 育 ， 其 整 体 性 与坚 固 程 度 均 较 好。 矿 体 与岩 层 倾 向一 致 ， 但 与上下盘 接触不 规 则， 矿体形 态变化较 大 。 矿 体 倾 角1 2 。～ 3 7 ，厚 度0 ． 5 5～ 1 8． 3 4 m， 厚度 变 化也 比较 大 ， 给 设 计 与开 采 带 来很大 的困难 。 3采 矿 方 法 选 择 3 ． 1 采矿 方案初 步选择 对矿体 烦 角 1 5 。 ～3 5 。 ， 厚 度 6～2 0 m 的 维普资讯 第 4期 韩 洪江 天庄 子 金矿 采 矿方 法探 讨 缓倾 斜 中厚 矿 体 的开 采 ， 国 内外 一直 是 一 个 难题 。据对 国 内有色系统 矿 山缓 倾斜 中厚 矿 体 的统计 ， 采 用 房 柱 采 矿法 的 占 5 0 ％， 采 用 底盘漏 斗采 矿法 占 3 5 ％， 其 采 的主 要采 用 分 层 充填法及 浅 孔 留矿 法 。在黄 金矿 山， 分 层 充填 法应用 比例 略大 ， 可 达 2 s ％以上 。而 国 外这 类型 的缓倾 斜中厚矿 体则 主要采用 房柱 法， 其 比例 达 6 1 ％， 另 外 采用 充 填 采 矿 法 的 占 2 3 ％， 其余 的主要采 用爆 力运 矿 采矿法 。 针对 国 内 外 该 类 矿 体 采 矿方 法 应 用 现 状 ， 结 合本矿具体 的开 采条件 ， 初步选 择 以下 几 种采矿方 法 进 行分 析 、 评 价 。① 中深 孔 预 切顶 胶结充 填 矿 柱房 柱 法 ； ② 浅 孔落 矿 胶 结 矿 柱房柱法 ； ③嗣后 充填房 柱采矿法 ； ④机 械 化 上 向分 层盘 区充填法 ； ⑤底 盘漏斗 采矿法 ； ⑥上 向分层 充填法 。 3 ． 2采矿 方 法简 要介绍 3． 2 ． 1中深孔 预切顶胶 结 充填矿柱房柱 法 该方案 采用 脉 内采准 ， 浅 孔超前切顶 ， 扇 形 中深 孔落 矿 ， 锚 杆 护顶 ， 抛绳 枪 挂 滑 轮 ， 采 场 电耙 出矿 矿块 沿走 向 布置． 倾 向上 划 为 两个分段 回采， 同时将两 个矿房 、 两个 矿柱 划 为一 个盘 区。盘 区宽 3 0 m， 矿房跨 度 l O re， 斜 长 3 5 ～3 7 m， 矿 柱宽 3 0 m。盘 区分 两步 回采 ， 先采矿柱 ， 胶 结 充填 后， 再 回采 矿 房 ， 用 尾 矿 充填 。该 法 采用 预 切顶 的方 法， 便 于 适 应 矿 体顶板 形态 的变 化、 减少 采矿贫 化损 失 ； 采用 中深孔 凿岩爆 破 ， 采场生 产能 力大 、 采 矿工 效 高。其 可能 出现 的 问题 是 ， 薄矿 体 和 矿 体 品 位变 化较大 时， 无法进行 分采 ， 该 法只能 用于 部分厚 矿体 的 回采。 3． 2 ． 2浅孔 落矿胶结矿 柱房 柱法 该方 案 采用盘 区连续 开采。盘 区沿走 向 布置 ， 长 3 0 m。盘 区 内沿 走 向 划分 为 矿 房 和 矿柱 ， 矿 房宽 l O m， 矿柱 宽 5 m， 采 场倾 向上 同 样划分 为 两 个 分 段 回 采。 矿 体 采 用 浅 孔 凿 岩 ， 分 层 落矿 ， 采场 使用 电耙运搬 。 回采顺 序 是先 采矿 柱 ， 用胶 结 充填 后 ， 再 回采矿 唐， 而 后用 尾砂充 填 。 该方 案 实质 上 是上 述 方 案 的 变形 方 案 ， 主要在 矿体 厚度略 薄， 或厚度变 化较大 ， 致 使 采 场切顶 不便时使 用。该 法采用 浅孔凿 岩爆 破， 采场 生产能 力小 、 回采周期 与顶板 暴露时 间长， 应采 用一 定 的 安 全措 旋 。但 该法 对矿 体形态 与厚 度 变化适 应 性 较 强， 还 可剔 除部 分夹石 ， 操 作简单 ， 较 适合于 大庄子金 矿 的地 质开 采条件 。从大庄 子金矿 的矿体 赋存条件 来看 ， 该方 案可 作 为矿 山的 主要采 矿方法 。 3 ． 2． 3嗣后 充填 房柱采 矿法 该方 案 是 每 一 个 盘 区布 置 一 条 胶 结 矿 柱 ． 回采 时视 顶板和 矿石 品位 情况 ， 留近似 规 则 的矿 柱支 撑采场顶 板。局 部不稳 固地段用 锚杆护顶 ， 用浅 孔分 层落 矿， 电耙运搬 出矿 。 其 采场 布置 与前 两 个方 案类 似 ， 矿块 沿 走 向布置 ， 在 倾 向上将 矿块 划 分 为两个 分 段 回采。 同时将 3个 矿 房 划 为一 个 盘 区 开采 。 房间矿柱 规格 为 4 m4 m， 间距 为 6 ～8 m 4 ～ 5 m。盘 区宽 3 7 m， 矿 房 跨 度 8 m。该 法 的 主要优 点是 比较容 易适应矿 体的变化 。 当矿 体中局 部品 位发 生 负变 而 较 低 时， 可 留 作 房 间矿 柱 ， 从而 减 小采 矿贫 化。另 外， 也 比较 适 合 边角矿 体 的开 采 。该 法 的缺 点 是 采用 常 规 的浅孔 凿 岩落 矿工 艺， 采矿 能 力与效 率 均 较 低， 采场遗 留大量 层 间矿柱 ， 采矿 损失较大 且采场顶 板 暴露 时间 长、 面 积 大 、 安 全 性 差， 无法 满足矿 山生 产要 求 ， 不 能 作 为矿 山 的主 要 方案 。 3． 2 ． 4机械 化上 向分层 盘 区充填 法 该方 案采 用双 机 凿 岩 台 车 凿岩 ， 柴 油铲 运机 出矿 、 锚 杆 台车也采 用撬毛 车护顶 ， 采场 尾矿 充填 。其 采 场 也采 用 盘 区 回采 ， 盘 区沿 矿 体走 向布置 ， 宽为 矿厚 ， 高 为中段 高度 。盘 区 内采场垂 直 矿体走 向布 置 ， 采 场 宽 7 ． 5 m， 盘 区为两 个分 段 回采 。矿 体 采 用 浅孔 凿 岩 ， 分 层落矿 。 回采顺 序 是 先 采矿 柱 ， 胶 结 充 填 后 ， 再 回采矿房 ， 而 后用尾 砂充填 。该法 使用 先进的 凿岩 、 铲 、 装 、 运 及护顶设 备 ， 采用 机械 化分层 回采方 式， 贫化 损 失 低 、 采矿 效 率 高 、 维普资讯 1 2 有色矿山 2 0 0 1年 可 望有较好 的经 济效果 。但该法设 备 及设 艇 投 资较大 ， 就 目前矿 山情况 、 各方 面条件 不具 备 ， 且矿 体控制 储量 不大， 暂不考虑 。 3 ． 2 ． 5底盘漏 斗 采矿 法 该方 案也采 用盘 区开 采。盘 区沿走 向布 置 ， 宽 3 2 ～3 9 m， 长 7 0 m 每 个盘 区布置 2 ～ 3个矿房 ， 矿房 跨 度 1 0 ～1 5 m， 长 7 0 m。每 个 盘 区布置 一条 连 续 隔离 矿 柱， 宽 4 m， 采场 之 间不再 留间柱 。 在底盘 围岩 内， 于矿 体 倾 斜 方 向开掘带 有 普通 漏 斗 的 电耙道 出矿 ， 在凿 岩 上山进行 中深孔 凿岩 ， 采 用逐段爆 破落矿 。 矿石 靠 自重 经 漏 斗下 放 至 电耙道 ， 用 电耙 集 中运 出 。盘 区 采 场 矿 石 放 净 后 用 尾 砂 进 行 充 填 该法将 底 部 出矿 结构 沿 矿 体下 盘 布置 ， 出矿期 间人员无 须进入 采场， 回采 比较安 全， 采场 跨度可 略 为 增大 ， 采 场顶 板 稳 固程 度 要 求也 可略低 。该 法采 场 生产 能 力大 、 采矿 亡 效 高， 主要用 于开采 矿体厚度 大于 l O m、 形 态 变化 不大 、 品位 不 高的 矿 体。 但 该法 的贫 化 损 失很大 ， 大庄 子金 矿 的矿 石品位较 高 ， 不适 于 应 用 该 法 开 采 。 3 ． 2． 6上 向分 层 充填 采矿法 该方 案为普通 电耙 出矿上 向分层 充填采 矿法 ， 应 用较 为普 遍 。 该法 用 于 围 岩 形 态变 化大 ， 且 不稳 固的矿体 ， 有较好 的技 术经 济效 果 。但对大 庄子金 矿， 该方 案与其它 方 案比， 采 场生产 能力与 采矿效 率较低 ， 综合 效果差 。 3 ． 3采 矿方案 比较 一 个矿 山的 采矿方 法对采 矿生产与 效益 影 响极大 为全 面考察 各方案 的优缺 点和选 择煨佳 的 采矿 方 案， 本 文 分别 采用 技术 经济 比较法和 模糊 数 学优化理 论对其 中 4种方案 进 行 比较分 析 ， 分 析结果 见表 l和表 2 。 综 合 比较 分析 认 为 ， 就大 庄子 金矿 目前 的地 质开 采条 件 ，应采用 浅孔落 矿胶结 矿柱 表 1 采 矿方 法 技 术经 济 比较 表 2三 种 比较方 法 结果 洼 表 中模 糊数 学 数 据 小 为优 ． 其余 优 。 下 转 第 5贯 维普资讯 第 4期 唐傻 华 赣 北 铜 金 矿床 地 质特 征 与 成 因浅 析 5 4 5 2 p p m， 为 酸性 岩平 均 值 的 2 2倍 。鉴 于该 区域铜 金 矿 床 中金 的 主要 载 体 为 含 铜 硫 化 物， 故 由此 可推知 ， 赣北 燕 山期 中酸性 侵入体 中金的 初始丰度 值亦较 高。从 岩体 化学特 征 看， 赣南与成 矿有关 的岩浆 岩大都 为花 岗岩 ， 富 s i c h 7 1 ％ 、 K2 o， 贫 C a 、 Mg O、 P 2 05 ， 属 酸性岩浆 岩， 其规 模 有 大有 小， 深 源 辣 成。 而赣北与 成矿 有 关的岩浆 岩 为燕 山早 期的深 源 浅成产 出 的花 岗闪长 斑 岩 ， 出露 面 积一 般 小于 1 k ， 属 中酸 性 、 弱 酸 性 的 岩 浆 岩 ， 富 C a O、 Mg O、 P 2 o 5等 ， 贫s i O2 6 5 ％ 左 右 、 K， 。南 北两地 岩浆岩 在各方 面 都有 较大 的 差异， 从 而导 致 了矿 化的 差异性 4结束 语 1 赣 北 是 江 南重 要 的 铜 金矿 产地 ， 也 是江 西铜 金的 主产地 。该 地 区铜 金矿 化在时 空上往往 紧密共 生， 少有独立 的金矿 化区。 2 探 大断 裂及 二级 断 陷盆 地控 制 着赣 北铜 金矿 产 的分 布， 赣东北探 大断裂 、 赣西北 长江 大 断裂二级 断 陷盆地 以及 宜春 一广丰大 断裂 是 其主要的 控矿构造 。 3 赣北 铜 金矿床 类型 丰富 。从 内生 到 外 生， 从 中元古 代到新 生代 ， 从蚀变 岩型到 沉 积 一海底 喷 出型 即层 状矿床 、 细脉 浸染型 、 石英 脉 型、 矽 卡岩型 、 陆相 火 山岩 型 以及铁 帽 型等 都 有 。而 且 除 铜 金 外， 还 共 伴 生 有 铅 、 锌 、 硫 以 及 银 、 钼 、 钨 、 铁 、 铋 、 硒 、 碲 、 铊 、 铟 、 铼 、 砷 、 钛、 锗 、 锇 、 钯 等二 十多种 元素 。 4 赣北 中元古代 双 桥 山群 火 山沉 积 浅 变 质岩 系， 晚古 生代 二 级 断 陷盆 地 内的 石 炭 系黄龙 组及其 下伏 泥盆 系五通 组等地 层是铜 金 的重要矿 源 层 ； 中生 代燕 山早 期 中 酸性 成 超 浅成花 岗闪长斑 岩的侵 入是铜 金等成矿 物 质 的另一重 要来源 。 5 特 定的 围岩构 造岩浆 岩组 合 及其 在 历 史时期 各 自的演 化、 发 展 以及 相互 作用， 是 赣北 铜金矿 化 的基 础 ， 也 是 寻 找 这类 矿 床 的 前提 。 [ 参考 文献 】 王道 华 等长 江 中下 游 区域 铜 、 金 、 铣 、 硫 矿 床 基 本特 征 及 成 矿规 律 [ M] 北京 地 质 出版 社 ， l98 7 毛 建 仁 等 ． 长 江 中 下 游 中酸 性 侵 入 岩 与 成 矿 [ M] ． 北 京 地 质 出版 社 ， 1 9 9 0 南 京 大学 地 质 系 华 南 不 同时 代花 岗 岩娄 及 其 与 成 矿关 系 研 究 上 册 [ M ]1 9 6 5 唐 傻 华层状 铜 矿基 本 特 征及 成 困浅 析 [ J ]有 色 矿 山， 2 0 0 0 ， 1 任 建 国 等 江 西铜 韭 公 司 矿区 远景 资 源勘 探 与 利用 研 讨 会 论 文 集 [ c] ． 江 西 铜 业 公 司 科 协 ， l9 98 余 志庆江 西 省金 矿 的成 因特征 及 其 成 矿 的 大 地构 造 背 景 探 讨 [ c] ． 金 矿 地 质 论 文 集 第 1 辑 ， 1 9 9 0． 上 接 第 1 2万 房柱法 为 主要 方案 ， 再 配合 使 用 蹰后 充填 房 柱法 开 采 厚 度 小 于 5 m 的薄 矿 体 或 边 角 矿 体 ； 使 用预 切 顶 中深 孔 房 柱 法 开 采 大 于 8 m 的厚大 矿体 。 4 结 束 语 目前 本矿正与 某矿 山研 究院进行 浅孔落 矿胶结矿 柱房 柱 法 的 试验 研 究， 经 过 一年 的 生产实践 证 明， 上 述选 择 是正 确 的。2 0 0 0年 本矿黄 金产量增 加 5 0 ％， 利 润大 幅增 长 。科 学技 术促进 了本矿 的发展 ， 确保 了矿 山持 续 、 稳定 的生 产。 l 2 3 4 5 6 维普资讯