凡口铅锌矿的采矿方法及其应用状况.pdf

第 2 l 卷第 4 期 2 0 0 1 年8 月 矿 业 研 究 与 开 发 M l NI NG R＆D 2 l NO 4 Au g 20 01 文章编号 1 0 0 5 2 7 6 3 2 0 0 1 0 40 0 0 1 0 3 凡 口铅锌矿的采矿方法及其应用状况 黄沛生 中南大学 ， 湖南 长沙4 l 0 0 8 3 摘要 介绍 了凡 口铅辞矿应用的 多种采矿方法及其 工艺。针对凡 口铅锌矿的开采技术条件 ， 采用 多种采矿 工艺并存 ， 合理安排其比例 ， 能有效地回收矿产资源， 提 高采场生产能力。 关键词 采矿方法 ； 应用； 评价 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 文献标识码 B M i ni n g M e t ho d s a nd Th e i r Ap pl i c a t i o ns i n Fa nko u Le a dZi nc M i ne HUANG Pe i s h e n g C e n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y ， Ch a n g s h a ， Hu n a n 4 1 0 0 8 3 ， Ch i n a Ab s t r a c t Th is p a p e r p r e s e n t s t h e v a r i o u s mi n i n g me t h o d s a n d t e c h n o l o g y a d o p t e d i n F a n k o u Le a d Z i n c Mi n e ．Th e a u t h o r s u g g e s t s t h a t ，u n d e r t h e mi n i n g t e c h n o l o g i c a l c o n d i t i o n s i n F a n k o u M i n e ，c o e x i s t e n c e o f a v a r i e t y o f mi n i n g me t h o d s ，wh e n a d o p t e d wi t h a p p r o p r i a t e p r o p o r t i o n s ，c a n e n h a n c e r e c o v e r y o f mi n e r a l r e o L l r c e s a n d b ∞s t s t o p i n g p r o d u c t i v i t y Ke y W o r d s Mi n i ng me t h o d；Ap p l i cat i o n ；Ev a l u a t i o n 凡 n铅锌矿是我国的大型铅锌矿 山之一， 投产 3 0多年来 ， 依靠科技进步 ， 其采矿工艺得 到不断完 善和发展 。特别是从 7 0年代开始， 凡 口铅锌矿从国 外引进了大批 自行无轨设 备， 促进 了井下采矿工艺 的发展 ， 提高了生产效率。从 7 0年代末开始， 该矿 与长沙矿山研究院、 北京矿冶研究总院等单位台作， 先后试验成功 了盘 区机械 化上 向分层充 填采矿法 简称盘区开采法 、 大直径深 L 采矿法 简称 F I Q 法 、 盘区机械化上 向中深 L 充填采矿法、 盘 区机械 化上向进路分层充填采矿法等 ， 各种采矿工艺在不 同的开采条件下发挥了重要的作用。 1 开采技术条件 凡 n铅锌矿属于沉积一热液改造型层控铅锌矿 床， 矿体赋存于泥盆系中统、 上统和石灰系下统石灰 岩系中， 呈似层状、 透镜状 、 楔状 、 帚状产出。自北至 南划分为金星岭 东区 、 狮岭 西区 、 和狮岭南 3 个 矿段。矿体形状复杂 ， 主要走向长 2 0 0 ～5 0 0 m， 倾 斜延深 1 0 0～4 0 0 m， 平均厚度 2 O ～5 0 m， 最厚达 1 0 0 m， 倾角一般为 6 O 。 ～7 0 。 ， 局部为 2 0 ～4 0 。 。主 要有用矿物为方铅矿、 闪锌矿和黄铁矿。矿石稳 固 性好， ， 8 ～1 3 ； 矿体上下盘为灰岩 ， 属中等稳 固， 小部分为灰岩和砂质岩 ， f4 ～6 ， 极易冒落和遇水 泥化， 稳固性差。矿石含硫较高， 易结块发热 。矿床 水文地质条件复杂。 卡斯特溶洞发育 ， 含矿层顶部被 含水的壶天灰岩层覆盖。 2 采矿 工艺的现状 从矿床的赋存条件来看， 凡 口铅锌矿 的地质条 件复杂 ， 投产初期 ， 采用浅 L 留矿法 ， 因为矿 石含硫 高而发热结块， 放矿 困难 ， 大量矿石无法按时开采， 采空区得不到及时充填 ， 故很早就被淘汰 了。目前， 该矿主要采用普通充填法、 盘区开采法、 F D Q法。 2 ． 1 普通充填法 普通充填法主要用于不宜用斜坡道联通的产状 复杂、 厚度小的孤立小矿体。该采 矿法的采场结构 参数为 中段高 4 0 m， 采场长度一般为矿体厚度 ， 采 场宽度 6 ～1 0 m， 底柱高 6 ～7 m， 拉底层 2 m2 m 收稿 日期 2 0 0 1 0 5～1 6 怍者简介 黄{ jl 『 生 1 9 6 4 一 ， ． 广东侑海人 ． 高级工程师 ． 主要从习 l 采矿技术研究与管理工作 维普资讯 ， 矿 业 研 究 与 开 发 第 2 l 卷 观采掘设备而定 ， 每分 层回采高度 3 ～4 m， 每个 采场布置有人行井、 溜矿井及充填天井。采用气脚 式风钻凿岩， 炮孔 排距和间距 均为 0 ． 7 ～1 ． 0 m， 采 用 T2 G或小型铲运机出矿 。待 出矿清场完后， 把采 装设备 吊高 ． 然后进行分层充填， 充填高 3 ～4 1 -1 1 ， 充 填完成后进行下分层的回采和充填工作 。 2 2 盘 区开 采法 对矿量集 中、 厚度太、 顶底盘形态复杂的矿体采 用盘区开采法开采 ， 采场垂直矿体走向布置、 分矿房 和矿柱两步骤 回采 见图 1 。该采矿法可实现无轨 回采 ． 从采场的凿岩、 爆破 、 出矿等都可实现机械化 作业， 现已形成盘 区机械化生产作业线。盘区开采 法按凿岩方式和采场布置方式不同可分为 盘区水 平浅 L 分层充填采矿法、 盘 区机械化上 向中深孔分 层充填采矿法、 盘区机械化上向进路分层充填采矿 法 图 1 盘区开采法采场结构示意图 1 2 ． I 盘区水平浅孔分层充填采矿法 该采矿法 的采场结构参数为 中段高 4 O m， 采 场长度一般 为矿 体厚度 ， 采场宽 8 ～1 0 m， 底柱高 8 m， 拉底巷 3 ． 4 I T I X 3 m 根据采掘设备而定 ， 分层 高度 3 ～4 m， 采场凿岩采用手持 气腿式风钻， 炮孔 排距与间距均 为 0 ． 8 ～1 ． 0 m， 出矿采用 2 或 3 n 1 j 进 口铲运机． 出矿清场后 ， 进行分层胶结充填 ， 充 填胶结层的强度要求达到 3 ～4 MP 丑 ， 厚度 0 5 m以 上 ， 以便铲运机行走 。 2 2 2 盘区机械化上向进路分层充填采矿法 采场的分段平巷垂直矿体走向， 各回采进路沿 矿体走向布置， 分矿房和问柱两步回采 ， 从一分段拉 底上采 ， 分段平巷中布置有两个天井 ， 用于通风 、 充 填及出矿。采场长度一般为 2 5 ～4 0 m， 采场宽度 4 -- 6 1 2 1 ， 底柱高 8 m， 拉底巷 3 4 m3 m， 分层回采 高度 2 O ～3 ． 5 m， 采场凿岩 采用气腿式风钻 ． 炮孔 排距和问距均为 0 ． 8 ～1 ． 0 m。出矿和充填的要求 和上述 采矿法 一样 。 2 ． 2 3 盘区机械化上向中深孔分层充填采矿法 这种采矿法的采场结构参数与水平浅孔分层充 填采矿法一样 ， 只是采用的回采设备不同， 采场的凿 岩 、 爆破 、 出矿等 都可实现机械化作业 。凿岩采 用 HS 1 0 5型上 向 自动接杆台车钻凿仰角 8 5。 ～8 8 。 的 上 向炮孔 ， 孔 深 4 ～6 l i t ， 炮孔按 梅 花状 布置 ， 孔 问距 1 ． 2 ～1 ． 3 m， 排距 L 3 --1 ． 4 m。掏槽区孔网一般 为 1 ． 0 mX1 ． 0 m。采场边孔问距 0 4 --0 ． 5m， 为确保 边帮平整 ， 每隔 3 ～5 1 3 71 用水 平台车打一倾 角 4 5 。 、 深 3 ． 5～4 ． 0 m 的边 帮 控 制 孔 采 用 N 乃 O ／ NB B 1 5 0型装 药车装药， 利用风压把散装粒状铵油 炸药压人孔内， 采用导爆索与毫秒非 电雷管复式起 爆网络爆破。出矿用 3 铲运机 ， 出矿清场后 ． 进 行分层胶结充填， 以此类推， 采、 出、 充交替循环作 业 ， 直到采场回采结束 2 ． 3 大直径深孔采矿法 在产状规整的厚矿体中采用大直径深孔采矿法 F D Q法 开采 ， 采场垂直走向布 置， 采 场构成要 素 为 中段高 4 0 m， 采场长度一般为矿体厚度 ， 采场宽 为 8 ～1 0m， 底柱高 8m， 出矿进路 3 ． 41 3 ] 3m， 上 部凿岩硐室高 4 m 视凿岩设备而定 。凿岩采用潜 孔钻机钻凿 D1 6 5 mm的炮孔 ， 孔问距 2 ． 6 ～2 ． 8 m， 排距 2 _ 8 ～3 ． 0 m， 拉槽区孔问距和排距均为2 ． 0 m。 采用乳化油炸药 ， 人工装药。爆破方式有 3种 ， 一是 单层球状药包爆破 ， 每 次爆 破一分层， 由下往上崩 矿； 二是球状、 柱状装药联台爆破 ， 在同一次爆破中， 利用球状药包切槽 ， 其余进行柱状药包侧向崩矿 ； 三 是柱状多层装药侧 向崩矿 ， 在采场的一头预先拉好 切割槽作 自由面， 然后进行 多层侧 向崩矿。采用 2 或 3 铲运机 出矿 ， 最后 一次嗣后 充填 见 围 2 o各种采矿方法的主要技术指标见附表。 附表各 种采 矿方法 的主要技术指标 采 方 采 率 荨 舯 t／d ● ● 眨 维普资讯 第 4期 黄沛 生 凡 口铅辞旷的采矿 方法噩其应 用状 况 3 矿 Ⅱ一Ⅱ Ⅳ． Ⅳ 圈 2 大直径 深孔 采矿法采场结构 示意 圈 3 应用 与评价 普通充填法的采场布置较灵活， 作业成本低 ， 能 有效地回收小矿体和边角矿及顶底柱残矿 近几年 来， 凡 口铅锌矿用该采矿法所采矿量约占矿 山总采 矿量的 9 ％。但是该采矿 法也存在严重的缺 点， 采 场是独立的， 只有天井作采场的出口， 人员、 材料、 设 备进出困难， 作业条件差 ， 除 出矿采用铲运机外 ， 其 余都靠人工操作， 劳动强度大， 设备故障高且现场维 修困难， 采场生产 能力为 5 0 6 0 t a n 为加快 回收 上部中段遗留的残矿 ， 结束上部中段的回采， 今后在 回采小矿体和边角矿体及顶底柱残矿中还将继续使 甩普通充填采矿法 ， 其采矿 比例应适当加大。 盘区开采法可实现元轨作业 ， 机械化程度高 ， 采 矿生产能力 比普通充填法高 1 ～2倍 。近几年来 ， 其 采矿比例 占矿山总采矿量的 8 8 ％以上 ， 成为凡 口铅 锌矿最主要的采矿方法。但是由于受设备和分层循 环时间等因素的影响， 其生产能力不可能有较大的 提高 ， 同时也暴露 了一些问题 一 是作 业采场个数 多， 包括采准工作面， 施工点多达百个 ， 安全管理工 作复杂； 二是采矿分层数量大 ， 每年采矿达两百多个 分层， 而且每分层的充填都要铺胶结面 ， 致使水泥单 耗居高不下， 甚至逐年增大； 三是侨调采 、 出、 充平衡 的难度大， 盘区开采要求分层循环较为紧奏， 受众多 因素的影响 ， 某一环节出现问题 ， 就会影响下一步的 E 产； 四是凡 口矿经过荫几年的开采 ， 现基本上都转 入回采问柱采场， 间柱经矿房回采的震动后 ， 矿岩结 构已受破坏 ， 加上本身地质条件复杂 继续采用盘区 分层回采难度就更大 ， 安全处理时间长 ， 分层周转变 慢， 从而影响了采场生产效率 。 F [ Q法具有作业安全、 便于集 中管理 、 劳动强 度低、 生产效率高、 成本低等特点， 特别是 回采出矿 后， 嗣后一次充填 间柱采场可充尾砂或 回填废石 ， 大大地降低了充填成本。前几年， 该采 矿法所采矿 量占的比例一直保持在 2 1 ％左右 ， 但近几年来 ， 其 采矿比倒只有 2 ％左右。其主要原因是前期采用高 阶段崩矿带来的一些后遗症 ， 空场暴露时间长 ， 两帮 发生垮落 ， 影响相邻采场下一步的回采 ． 加上设备以 及工人操作水平等因素的影响， 制约着 F DQ法的使 用。但这不是采矿方法本身的问题 ， 今后 只要从凿 岩、 炮孔布置、 施工操作等加 以改进 ， 就 能更好地发 挥 F D Q 的优点。 永 平 铜 矿 堆 浸 场 技 术 改 造 取 得 重 大 成 果 江西钢业公司水平铜矿为了充分利用矿产贽源， 从去年9片起 ． 采取块石假底和溥层堆浸新技术， 对原有年产2 0 0 t 规模堆浸场进 行改造 ， 已取得 重大成 果。今年 l ～5月， 已产 出电铜 5 3t ． 首次扭转 了投产 以来 的亏顿局 面 ， 为矿 山寻求 i堆浸规模化、 产业化发展奠定了基础。 ； 湿法提锕采用浸出、 萃取、 电积技术， 适塌于火法持铜难烈处理的氧化矿， 可最大限度利用矿产资源， 已成为当今矿 业发展的方向 根据该矿地质模型和年度采剥计划， 每年约有含钢品住0 I ％--0 3 7 5 ％的矿石 1 3 0 D - c 度老窿氧化矿、 ；难选氧化 矿1 0 0 万1 需采用 此项 技术。 为 使过去白白 扔掉的矿产资源充 分得以 利用． 发辉效益． 该矿自1 9 9 6 年底， 用 } 皮弃排土场， 建成了 年产电铜2 0 0t 的电积铜厂。但谊厂自 投产以来． 由于矿石筑堆面积小． 造成浸出液品住长期不稳定 咀厦矿石含泥量 高． 筑堆方式不合理 ， 致使铜浸 出率低 矿里先后 就影响遗产的关键 问题进行技 术改造 ，实施 管理创新 ， }在不断总结经验的基础上， 对 3万 t 矿石堆埒采用独创的薄层筑堆法进行水渗透技术改造。经改造后的矿石筑堆适应 i 矿 石含泥量较高的表 外矿 回收， 其 氧忱矿 浸出与金属回牧率大幅度提 高。 ； 目 前， 采平铜矿堆浸产,3 k ． i b 已成为江铜新的增长点和矿业发展方向。谊矿将在充分论证的基础上． 进行二期工程建 }设， 年生产能力将由5 13 0 t 扩大刘 1 0 4 0 t 。 【 文哲供稿 维普资讯