复杂条件下缓倾斜薄矿脉采矿方法的探讨.pdf

g 一 2 l 矿 脉新 锣 黄金 第 】 6 卷1 9 9 5 年第 1 2 期 复杂条件下缓倾斜薄矿脉采矿方法的探讨 三 门峡市黄 金管 理局 l 矿 山概 况 大湖 金矿 位于小秦岭 山脉北麓 ，地势南 高北低 ，地形较复杂 。南部的最高 山峰海拨 1 1 0 0 m，北侧 河床最低高程 6 4 0 m，相对高 差 4 6 0 m，属浅切割的低 中 山区 大湖河与小湖 河分别自南向北流经矿区端部，为常年性流 水 ，且大湖 河在 5 ～3线 间横跨矿体 。 大湖金矿始 建于 1 9 8 4 年 ， 设计生产规模 为 1 0 0 t ／ d 。 主要开采 6 1 0 m水平 上各中段矿 石。开拓方式为平硐溜井 。 6 1 0 m水平 以下 ，已探 明地 质储量 2 4 3万 j 、 卫堕型一 t ，金 属量达 1 6 t 。6 1 0 m以下矿体开拓方 式为 两翼斜 井开拓 ，主斜井倾角 2 9 6，井筒 长 4 1 0 m，副斜井倾角 2 5 。 ，井筒长 4 6 1 ． 5 m。提 升方式为单钩 串车提升。矿 山现 在生产能力 为 5 0 0 t ／ d ，服务年限 1 6年以上 。 2 矿体开采技术条件分析 矿体赋存 于 R、 F l 、 F ， 。 等含金构造带 中， 矿床属含金 石英脉和构造蚀变岩类型。l 9 号 、2 l 号 、2 2号等几个主矿体 的赋存特征见 表 1 。 表 1 大湖金矿主矿体赫存捷杏特征 允许范围 内，在对提升中心线稍作调整 ，就 3 挽 回竖井旅工工期 6个月 。 可满足设计要求。目前整个竖井已建成，井 t 我们认为，在竖井麓工中，一旦发 筒装 备已安装完毕 。经验收达到部颁 冶金 生井颈下沉 ，采用上述方法进行矫正 ，是行 矿山井巷工程验收规范标准，满足生产要 之有效的措施 ，值得在今后井颈下沉进行矫 求 。 正时采用 。 2 避免经济损失 5 0万元。 ‘ 编辑崔岱 Si m p l e a na l y s i s o f t h e d r o p - d o wn o f mi ne s h a f t ne c k an d i t s r o e t i l i c a t i o n Ya n g Z he n g q u a n Xi n - C Mi n e o fS k a t o n Ab s t r a c t Du e t o d r o p d o wn o f t h e r e i nf o r c e d c on c r e t e o f mi n e - s ha f t n e c k t o o k p l a c e d ur i ng∞ n s t r u t t i n g mai n sh a f t ．山 X i n Ch e ng Go l d Mi n e， she s t e e l t ．u b e s a n d b r i c k p i l e s we r e l a l d un d e r t h e d r o p p e d r e i n f o rce d co n c rct e t o s u p p or t i t t e mpo r ar i l y a nd a c on s t r u c t i o n me ed o f s h o r t - r a ng e e 瑚va r i n g a n d b r i c k lay i n g wa s e w l p I d y e d t o ma e t h e dr o p p e d mi n e - s h a f t n e c k r e c t i f i e d ． B y d o i n g s P ，th e o o n s t r u c t i o t l o f mi n e 血aft i n t h i s g o l d mi n e w a s u p t o the c r i t e r i o n i s s u e d b y M ． I ． T h e a u 也∞ b e - l i e v es t ha t t h i s me t h ed c a n b e us e d i n o the r mi n es f o r r e f e 1 “ e [ 1 c c ． Kv ywo r d sj s haf t on s t r uc t in t l ； d r o p - d o wn o f mi ne s ha f t ne c k；me th o d o f r e c t i f i c at i o n； a ．g e s g me n t o f e f f e c t i ve n o ．． s s 维普资讯 第 1 6卷1 9 9 5年第 1 2期 1 9 矿体为连续性差的缓倾斜薄矿脉，分支 复 合现 象普遍 。顶底板围岩为破裂镶 嵌结构 的坚 硬岩石 ，其岩性为碎裂混合岩 、碎裂混 合花 岗岩 、碎裂石英脉 、麋棱岩等 。裂隙发 育 ， 岩石质量指标 RQ D值在 1 6 ～ 4 0 ， 平 均 2 8 ，属不稳同到 中等稳 固 。部分矿体顶 底板为掏造角砾岩 、高岭土化绿泥石麋棱岩 或 散体石英脉 ，属不稳 固岩石 。只有部分矿 体及直接顶底板 为片麻岩 、混合岩组 、花岗 伟晶 岩组 。 一般 为裂隙不发 育的块状 岩石 ， 即 为构造 破碎带的顶底板 ，属稳固岩石 。根据 地质资料统计， 属基本稳同类岩石的占 3 0 ～ d O ；属不稳 固类 的岩石 占 6 0 ％～7 O 。 另外 ，在 某些地 段矿体 与顶底板之问存在一 软弱夹层 ， 厚度约 O ． 3 4 ～2 ． 5 6 m， 这部分将会 在回采时导致矿石的贫化 ，见图 1 。 软弱 夹层 圉 1 矿 体 产状殛国 岩 矿区水文地质条件复杂， 地表有太湖河、 小湖河两 条河流流经矿体西侧 ，流量分别 为 0 、 0 8 3 ～ 1 4 ． 9 6 7 m ／ s和 0 ． 0 2 9 ～ 3 ． 9 4 2 m ／ s 。 这给井下采矿带来了一定的威胁。井下主要 台矿破碎带 R 为一强富水构造带 。 主要富 水 沟造带水文地 质特征见表 2 。 表 2 主要 富木构造破 碎带 木文地 赢特征 地表水与地下水的关系，虽经一段时问 的观察认为水力联 系不密切 ，但也不能排 除 局部存在水力联系的可能 ，这是 采矿方法选 择必须考虑的一个重要因素 由此说 明， 太湖 金矿开采 技术条件复杂 ， 6 0 ～7 O 矿岩不稳 固。这对部分矿体采矿 方法的选择 ，必须认真探讨 。 3 采矿方法选择的探讨 选择采矿 方法必须着重考虑 以下几个方 面的因素。 1 大潮金矿为涌水量大的矿山，选择 采矿 方法 时 ，必须 考虑安全 生产 。 2 因矿岩 破碎 ，地 表水与地 下水 田断 层等造成 的水力联系不明 ，因此采矿方法选 择必 须能有效 、经 济、合理地进行顶板管理 及采空 区处理 ，以免发 生大的地压 活动及 由 于导水裂隙的沟通而造成 的淹 水事故 。 3 在技术上可行 ，经济上合理的前提 下，尽量少投入多产出 。 d 因矿石品位不高 ，所 以选 择的采矿 方 法贫化 、损失指标要低 。 5 矿体的连续性差，分支复合现象普 遍 ， 有救矿块数有限。 为了矿山的长期稳产 ， 采矿方法必须有较高的 回采强 度 。 通过对开采技术条件及选择采矿方法必 须着重考虑 的几个主要因素的分析 ，有如下 几种 采矿方法适 甩大湖金矿条件 。 I． 锚 杆护顶全面采矿嗣后充填法 I。垂直分条充填采矿法 ■．水平 分条充填采矿 法 Ⅳ．房柱采矿嗣后充填 法 就充填方面 ，本文通过对充填技术应用 现状及发展方向的分析和研究，有如下几种 充填方式可适用大湖金矿条件 。 I ．全尾 砂高水速 凝 固化胶 结充填 高 维普资讯 黄金 水 固化剂作胶结剂 ； 1 ．全尾 砂膏体胶结 充填 水泥 作固结 料 } H．高 浓度 全尾砂胶结 充填 水泥作 固 结 料 ； Ⅳ．块 石胶结充填 水 泥作 固结料 。 对上述四种采矿方法进行分 析 ，得结 果 如 表 3 。 衰 3 采矿方法与有关重要因素对照分析 喜 固 窜 名 待 l 方 案 方 案 l 方 案 Ⅳ 方 案 1 安 垒 因素 较差 好 好 较差 扳 曩 黑 鍪 宝 臣 处 理 萎 景茹、 篓 葬 4 贫他损失指标 羞 较好 较好 差 5 技术 先进性 较高较 高 高 较好 6 回采强 度 段 低较 低 高 较低 由表 3可见 ， 、 垂直分 条充填采矿法 和水 平分 条充填采矿法均 较优 ，但后者投入产出 比最 大 ，且在 这 6个 因素方面居 第三 位 ，这 意味着投资将 会导致成本增加 。前者 虽然 回 采强度 较低 ， 但能满足矿山生 产毙 力的需要 ， 且有利条件较 多 ，故该 法最 优。 在充填方面 ，前述四种 充填方式 在许 多 矿山进 行了广 的试验研 究 ，但因膏体 充填 存在设备昂贵，井下加灰和洗管等问题；高 浓度全尾砂胶结充填堵管及水泥消耗量大等 问题 ；块 石砂 浆胶 结充填井 的块 石输送及下 料等问题 ；故 在太 湖金 矿不宜 采用 。而全尾 砂高水速凝固化胶结 充填是这 几年发展起来 的一种崭新 的充填技术 ，具有制备输送工艺 简单 ，投资省 ，成本 低 ，不需 脱水 ，不 污染 井下环境等优点。故太湖金矿采用垂直分条 全尾砂高 水速凝 固化胶结充填采矿法 。 4 垂直分条充填采矿法 ‘ ． 1 矿块构成要素 矿块沿矿体走向布置。矿块垂直段高度 ● 为 3 5 m， 斜长 为 6 0 m， 走 向长 3 0 4 0 m。 分 条 宽 3 ～6 m， 顶柱高 2 m， 底柱高 5 m。 矿块构成 见 图 2 。 囝 2 垂直 分条充填 采矿法 I 一簖昆 督酷 运精巷 道2 一果 场通成 上 山 3 一 充填 联苇道4 一就 矿督斗5 一 协瞢 『 早 巷 洼 1 ．由干部分栗场蒋要穿脒装矿，为此柑切割平巷增设 1 台电} 巴 2 回 为分条编号及圊采囊序． 4 ． 2 采 准切 割 填水平 ，然后在下部沿 走向拉切 韵平巷 ，井 沿脉运输平 巷布 置在 脉内 。采准切割工 在每个分条的上部和 下部分别开凿放矿艟井 作 包括 回采上 山 、放 矿漏 斗、切割平巷 、回 和 回风充填联络巷 ，郎完成全部采切工 程。 风充填联络道等 。施工顺序可在沿脉运输平 ‘ ． 3 回采工艺 巷一侧⑦分条轴线上掘进放矿漏斗至切割水 矿块 回采顺 序 ，不 分矿 房 、矿柱 ，是 以 平 ，沿矿体底板掘 进回采上 山至上部 回风 充 分 条形式 自上而下 ，按① ～⑦分 条的顺序 回 维普资讯 第 1 6卷1 9 9 5年第 1 2 期 2 l 采 。凿岩 、 出矿 ， 采用宽进路 回采工作面 ， 用 Y T ～ 2 7型凿岩机落 矿 ， 每个分条配置 I台 ； 孔 探 1 ． 6 ～1 ． 8 m， 最 小抵抗线 O ． 6 ～O ． 8 m； 采用 毫秒徽差雷 管爆 破 ，非 电导爆 管起爆 ；一次 凿岩爆破矿量约 5 0 5 1 t ，分条落矿量可达 5 2 ． 5 ～7 8 ． 8 t ／ d 。采用 2 D P J 一 3 0型 电耙出矿 。 该 采 矿 方 法 采 矿 损 失 率 为 8 ，贫 化 率 为 1 6 。对矿岩不稳固地段的采场支护，可在 崩矿后 出矿前先撬毛 ．然后用木支架、锚 杆 等进行临时支护 ，以确保 回采作业安全。采 场通风是利用 J K 一 5 5 2 N4型局扇加强通风 。 4 ． 4采场 充填 分条 回采结束后 ，接着进行充填 。首 先 封堵分类下部的漏斗和切割平巷 口，铺 设充 填管道 ， 然后充填全尾砂高水速凝 固化 材料 ， 不需泄水 分条充填体积约为 9 0 3 m 。 ，2天可 充填 一个分条 。 4 ． 5 充 填材料配 比 垂 直分 条 充 填采 矿 法用 全 尾砂 作 充 填 料 。尾矿不需分级脱泥 。尾矿粒级组成见表 4。 。 ‘ 衰 4 尾矿粒级组成 兰 0 l g 0 ． 1 l 0 ． 0 7 l 0 ． 0 5 6 0 0 l 5 ～ 0 ． 0 5 6 ． J5 l 7 _ 6 6 l 】 ． 8 7 l 3 ．8 0 g I 5 l 4 0 ．5 8 曩计 产事 2 4 ． 1 】3 5 ． 9 8 4 9 ． 7 8 5 9 ． 4 2 1 0 0 垂直分条 充填法采 空区宽 3 6 r n ，平均 高 度为 2 ． 7 m。近似进路充填 ，对充填强度要 求 不高 。高水 固化材料掺量随 全尾砂 浆浓度 而变化 ，如全尾砂浓度为 q O ～4 5 ，固化 材 料 掺 量 l 3 ～ l 7 ，即 l m。全尾 砂掺 入 1 3 5 1 8 9 k g固化材料 ．平均 1 6 2 k ／ r a ’ 左右 ， 其强度 可达 1 ． 5 3 ～3 ． 0 5 MP a 。如 砂仓结构 合 理 ，全尾砂浓度可达 6 O 以上 ，固化 材料掺 量可降至 9 ～l 3 。 即 J m。 尾 砂掺 入 1 0 4 ～ 1 4 0 k g固化材料 ， 平均约 为 】 2 2 1 g ／ m。 左右 ， 7 天强度可达 1 ． 3 ～3 ． 0 5 MP a ， 均可满 足该采矿 方 法对 充填体强度的要求 。 充 填 系统 由充填 制 备站 及 输送 管 路组 成 。输送管路为 O8 6 mm，输送加压泵型号 为 a ／ 2 D- aH碴 浆 泵 。 5 结语 垂直分条充填采矿法具有生产安全 、可 靠 ，能有效地控制地压活动 ，能适应复杂地 质条件 ，有 一定的灵括性 、应变性 ，采矿损 失率、贫化率较低 。此外 ，和j 甩全尾砂加高 水速凝 固化材料充填 ，尾矿不需分级 ，无充 填泄水 ，不污染环境 ，减少 占地面积 。其 缺 点是 掌子面通风条件较差 。 编辑 ；崔岱 维普资讯