大庄子金矿缓倾斜中厚矿体采矿方法试验.pdf

第 2 2卷第 6期 2 0 0 2年 l 2 月 矿 业 研 究 与 开 发 M I N I NG RD Vlo 1 ． 2 2 No ． 6 l- X c ． 2 0 0 2 文 章 编号 1 0 0 5 2 7 6 3 2 0 0 2 0 60 0 1 00 3 大 庄 子 金 矿 缓 倾 斜 中厚 矿 体 采 矿 方 法 试 验 张 利 君 大庄子金矿 ， 山东 平度 县2 6 6 7 1 5 摘要 大庄子金矿 的矿体属 于缓倾斜 中厚矿体 ， 试验采 用矿房矿柱 两步回采嗣后 充填采 空区 的方法开采 ， 并取得 了成功 。该 采矿 法先回采5 m宽的矿柱 ， 对矿 柱采场 的空 区用尾 砂胶 结充 填 ， 然后 回采8 m宽的矿房 ， 矿房采 场的空 区用尾 砂充 填。作者详 细地介 绍 了采场 结构 和 回采 工艺及 所取得主要技 术经济指标 。试验成功的采矿 法现 已在 大庄子金矿 全面推 广应 用。 关键 词 采矿 方法 ； 缓 倾斜 中厚矿体 ； 两步骤回采 ； 嗣后充填 。 中图分类号 TD8 5 3 ． 3 文献标识码 A ’ An Ex p e r i me n t a l S t u d y o n M i n i n g M e t h o d s f o r M e di u m t o Th i c k Ge n t l y Di p p i n g - Or e b o d y i n Da z hu a n gz i Gol d M i n e Z HAN G L i - j u n D a z h u a n g z i G o l d Mi n e ，P i n g d u ，S h a n g d o n g 2 6 6 7 1 5 ， C h i n a Ab s t r a c t F o r t h e g e n t l y d i p p i n g me d i u m t o t h i c k o r e b o d y i n Da z h u a n g z i Go l d M i n e ， t h e r o o m a n dp i l l a r t wo s t e p mi n i n g wi t h b a c k f i l l i n g me t h o d wa s t e s t e d a n d p r o v e d a S U C C E S S ．I n t h i s mi n i n g s y s t e m ，t h e 5 m wi d e p i l l a r wa s mi n e d f i r s t a n d t h e mi n e do u t a r e a wa s f i l l e d wi t h c e me n t ed t a i l i ng s a n d f o l l o we d b y mi n i ng t h e 8 m wi d e r o o m ．An d a g a i n，t h e mi n e do u t a r e a wa s f i l l e d wi t h c e me n t e d t a i l i n g s ．Thi s p a p e r p r e s e n t s i n d e t a i l t h e s t o p e s t r u c t u r e ， mi n i ng t e c h n o l o g y a n d ma i n t ech n i c a l a n d e c o n o m i c a l i n di c es o b t a i n e d ．Th e s u c c e s s f u l l y t est e d mi n i n g s y s t e m h a s b e e n wi d e l y u s e d i n Da z h u a ng z i Go l d M i n e ． Ke y W o r d s M i n i ng s y s t em，Ge n t l y d i p p i ng me di u m t o t h i c k o r e b o d y，Two s t e p mi n i ng ， Ba c k f i 1 1 ． 1 概 述 大庄子金矿 于 1 9 9 3年建成投产 ， 当时 为露天开 采 ， 设 计生产 规 模 为采 选7 5 t ／ d ， 开采 一3 m标高 以 上 的浅部矿体 ， 实际 处理能力 为1 0 0 t ／ d 。2 0 0 0年露 天开采结束并转入 地下 开采 ， 设 计地 下 开采规 模 为 2 0 0 t ／ d ， 现 已开拓有 一3 0， 一5 5 ， 一8 0 m 3个生产 中 段 ， 采用竖井 开拓 、 罐笼提 升 。 大庄 子金矿床 的矿石 不 但含 金 品位高 ， 而且 富 含铅 、 锌 、 银等元 素 ， 矿石 价值 大 。该 矿矿 体 为缓 倾 斜 中厚 矿体 ， 寻求 适合 该类 矿体 赋存 特 征和 开采技 术条 件 的采矿工艺 技术 ， 是 大庄 子金 矿地 下 开采能 否 及l 对投产 和达产 的关 键 。为此 ， 在井 下开采之初 ， 长 沙 矿 山研 究 院 和 大 庄 子 金 矿 共 同 开 展 了 “ 大 庄 子 金矿缓倾斜 中厚矿体 盘区高效开采技术研究 ” ， 以便 为今后矿 山的生产提供 技术上的依据并积 累生产经 验 。 该课题 自 1 9 9 9年 初开展 工 作 ， 于 2 0 01 年 底试 验工 作 全部 结 束 ， 盘 区 平 均 生 产 能力 达 2 0 0 t ／ d以 上 ， 最高 达到 3 6 0 t ／ d ， 一r爪 盘 区 的生产 能力 即可 达 到设计 的矿山生产规 模的要求 ， 获得了很好 的效果 。 试 验所 确 定 的 采矿 方 法 以 及 取 得 的经 验 已在 大 庄 子 金 矿生产 中得 到全面推广应用。 收 稿 日期 2 0 0 20 32 0 作者 简 介 张利君 1 9 6 3一 ． 男 ， 山东平 度人 ． 工程师 ． 主要从 事采 矿技术 工作 氧 国 维普资讯 第 6期 张利 君 大 庄子金 矿缓 倾斜 中厚 矿体 采矿 方 法试验 ． 2地质概况 与开采技术条件 大庄子 金 矿 床 是 由近南 北 向的破 碎 蚀 变 带控 制 ， 矿体位 于断裂蚀变带南 段 ， 矿体呈层状 或似层 状 产 出 ， 总 体 走 向 NE 5 。 ， 倾 向 E， 倾 角 l 2． 5 。 ～3 7 。 ， 平 均 倾 角 2 0 。 左 右 ， 矿 体 长 4 0 0 m左 右 ， 斜 深 超 过 3 0 0 m， 矿体真 厚度一般在6 ～8 m。 矿体顶板 围岩大 都为 黑云 变粒 岩、 斜长 角闪 片 麻 岩等 ， 岩体整体性 较 好 ， 裂 隙不 发育 ， 其坚 固程 度 较好 。矿岩硬度 系数 厂 8 ～l 0， 除局部 构造破碎 发 育 、 岩体 稳 固性较差外 ， 一般 矿体 和围岩均稳 固。 3 工 业 试 验 3． 1 试 验方案与试验 地点 大庄子金 矿矿体 埋藏 较浅 ， 上 部是 农 田和拟 作 尾矿库 的露 天坑 ， 不允 许地 表 陷落 。且矿石 品位 较 高 ， 不宜 留大量 的矿柱 。根 据大庄 子金 矿 的矿体 开 采技 术条件 。 经过采 矿方 案 可行性 研 究论 证和多 种 可行方案 的对 比分析 ， 确定采用“ 浅孔落矿胶结矿柱 房柱法” 为 主导方 案进 行试验 。 试 验采 场选择 在 3 0 2 0盘 区 ， 为 3 勘探 线 附 近 的三 中段 与 二 中段 之 间矿体 。 矿体分盘 区开采 ， 沿 矿体 走 向每 隔一段 距离 划 分矿房 矿柱 ， 采 区长度 方 向沿矿体倾斜方 向 。 盘区分 两步骤间隔 回采 ， 第 一步 骤 回采 宽5 m， 采 后用尾 砂 胶结充填 ， 然后进行第二 步骤 回采 ， 回采空区嗣后 尾 砂充填， 底柱高7 m、 宽约7 m。如图 1 所示 ， 3 0 2 0盘 区共 有 5个 采 区 ， 1 、 3 、 5 为 第一 步骤 回采 ， 2 、 4 为第二 步骤 回采 。盘 区沿 矿体走 向长3 1 m。 沿矿 体倾 向长5 O ～7 0 m。 矿体倾角 1 0 。 ～3 0 。 ， 矿体 上缓 下 陡 ， 南 陡北 缓 ， 呈 层 状 产 出 ， 一 般 真厚 度 5 ～6 m， 局 部 达 8 m。 r -A 3 7 4 0 。 俩I 图 l 3 0 2 0盘 区 回采设 计 l 一1 矿 柱2 2 上 山3 3 矿柱4 4 上 山5 5 矿柱 在矿体下 盘中段运输水平布置两 条脉外沿 脉运 输平巷 ， 两条 巷 道 间距 3 0 --3 5 m， 与 盘 区 的穿 脉 运 输 巷构成 环形运输系 统 。在盘 区底 柱上部沿矿体走 向开凿 两 条 2 m2 m的联 络 巷 ， 沿 矿 体 走 向 每 隔 3 0 n 1 掘进 一条 人 行通 风 井联 通 阶段 沿脉 运输 平 巷 与联络巷。在各采 区中央沿矿体底 板掘进切割上 山 和电耙 硐室 ． 在切 割上 山下部 布置 放 矿溜井 与 沿脉 运输巷联通 。采准切割井巷 均不 支护 。 3 ． 2 第一步骤 回采 用 7 6 5 5型气腿式凿 岩机钻凿浅孑 L 落矿 ， 钻头 直 径04 0 n 1 I n。 孑 L 深2 m。在 回采试 验之前 进行 了系列 爆破漏斗试验 ， 根据试 验结 果确 定凿 岩爆 破参 数 和 设计原则 。首先 以上 山巷道为爆破 自由面和补偿 空 问 ， 拉底 至回采边界 ， 拉 底空 间宽5 m， 高2 m。然 后 以拉底层为爆破 自由面 和补偿 空 间 ， 进行 浅 眼分层 回采 ， 分层 回采高度2 m。 见 图 1所示 。 回采炮孔矩形 布置 或 梅花 型布置 ， 采用 小排 距 大孔 距 的布 孑 L 原 则 ， 孑 L 距 1 ． 0 ～ 1 ． 1 m， 排 距 0． 8 ～ 0 ． 9 m， 孔 深2 m。用 2 岩石炸 药药卷爆 破 ， 用半 秒 差非电雷管起爆 。 各排炮 孔依次分段起 爆。 崩落矿石用 l 5 k w 电耙 出矿 ， 电耙 出矿 效 率 为 8 0 ～ 1 0 0 t ／ 台班 。拉 底 时 将 每 次 崩 落 矿 石 全 部 出 净 ， 分层 回采时 ， 每 次 出约 1 ／ 3的崩落 矿量 ， 剩 下 矿 石作为继续 向上 回采 的作业 台阶 ， 保持 回采凿 岩 作 业空问高度2 ～2． 5 m。对顶 板 围岩用 锚杆 支护 ， 锚 杆支护 网度 1 ． 5 m1 ． 5 m。 3 ． 3 第二步骤 回采 第二步骤 回采在第一 步骤回采空 区嗣后胶结充 填一个月 以后开始进行 。其基本 回采工艺类似 于矿 柱 回采 ， 亦采 用浅眼落矿、 电耙出矿。第二步骤 回采 时采场两侧是胶结充 填体 ， 其 强度 和稳定 性显 然低 于原岩体 ， 且 第 二步 骤 回采采 幅宽 度 8 m 大 于第 一 步骤 回采采 幅 5 m ， 回采作业 安全 性 降低 。 回采 难度加大。 第 二步骤 回采采 取强 采强 出强 充 的措施 。 减 少 采空区的暴露时间 和暴露 空 问 ， 加 强对 顶 板 围岩 的 支护。同时 ， 回采炮 孔 布置 和爆破 时 尽量 避免破 坏 充填体 。为此 ， 第二 步骤 回采 时采 取 了 以下 的措 施 和 方法 。 1 凿 岩爆破。拉底层 以上 的 回采 全部采 用压 顶爆破落矿 ， 孑 L 深 2～2 ． 5 m， 沿采 场 长度 方 向全 断 面推进 ， 如图 2所示 。凿岩爆破采用 多打跟 、 少 装药 的方法 ， 邻近充填 体 的周边炮 孔 离充 填体 的距 离为 维普资讯 1 2 矿业 研究 与 开 发 第 2 2卷 0 ． 5 m， 并采用 光而爆破 。 叁△墼 盔 回采 炮孔 ． j 一 _／ 一 ； l 0 ‘ ’ 。 ’ ‘ l ‘ ． ， ● ●‘● ● 充填体 图 2第二步 骤 回 采示意 图 2 采 场 顶 板 围岩 支 护 。 大庄 子 金 矿 矿 岩 稳 固， 岩体 允许 暴 露 的 时 间较 长 ， 允许 暴 露 的 面积 较 大 。矿体 顶板围岩揭露后 的观测表明 ， 其 整体性好 ， 岩体坚 固， 节理裂 隙 不发 育 。已有裂 隙 面一 般 为垂 直顶板 面的裂 隙 ， 不 容易 发生 顶板 冒落 现象 。顶 板 围岩用锚杆支护， 支护锚杆网度 加密到l m1 m。 实践证 明 ， 这种支 护方 式对 保证 作业 安全 是行 之有 效 的。 3． 4充填 矿山已建成立式 砂 仓充 填 系统 ， 胶结充 填 能力 为4 5 5 5 m3 ／ h ， 尾 砂 充 填 能力 为 4 0～5 0 m3 ／ 1 1 ， 充 填浓度 6 5 ％～7 0％。用分级尾 砂作 充填骨 料 ， 充填 料浆通 过管道 自流输送 至井 下采空区充填 。采空 区 均实行 嗣后充填方式 。 胶结充 填体即为盘 区第 二步骤 回采时 的人工 矿 柱 ， 必须具有一 定的强度 。根据 矿山实 际情 况 ， 参 照 国内外 矿山胶结充填 的经 验 ， 拟 定大 庄子金 矿胶 结 充填体试块2 8 d 单轴抗压 强度为 I ～2 MP a 。为 此 ， 进行 了胶 结充填体试 块抗 压 强度对 比试 验 ， 根 据充 填体试 块强 度试 验结果 ， 在灰 砂 比为 l 1 0时 ， 充 填 体可满足 强度要求 ， 考 虑到 实 际充填 生产 时会 流失 部分水泥浆 ， 设 计胶 结 充 填灰 砂 比为 l 8 。在实 际 充填作业 中随机取样进行试 块强度试验 ， 结果表 明 ， 胶 结充填体 的强度和质量均 能达到要求 。 胶结充填 前 ， 待 充 空 区 的各 通 道 井 、 巷 用 挡 板、 挡墙封闭 ， 并 安装 好滤 水设 施 ， 从 采空 区上部 充 填 口接入充填 管进行充填 。第二步骤 回采空区实行 尾砂充填前 ， 先进行部分胶结 充填 ， 设计 灰砂 比为 1 1 5 ， 以便减少尾砂 充填 料对 充填 挡墙 的压 力 ， 防止 挡墙被压垮 ， 保证 充填作 业 安全 。充填 料 流动堆 积 坡度 为 3 。 ～5 。 ， 大庄 子金 矿矿体 最小倾 角 以及 回采 空 区顶板 最小 倾斜 角 度一 般 为 l 0 。 左右 ， 空 区充 填 大部分能 自流接 顶 。在局 部 顶板 倾 斜 小于 5 。 的地 段 ， 为保 证充 填接顶 ， 一 是将 充填 管悬 吊于顶板 ， 使 充填料从 顶板 向底 板 流动 ， 二是 回采 时适 当回采顶 板贫 矿 ， 保持顶板倾斜角度 大于 5 。 。 4主要技术经济指标 试 验中 ， 通过强化理 论与技术 研究 ， 切 实加强现 场技术 与施工 管理 ， 获得 了较好 的技术经济效果 ， 其 主要技术经济指标 如下 回采作业 直接成本2 2 ． 8 7元／ t ； 综合充填 直接成本3 3 ． 4 4元／ m ； 采充综合 直接成本3 4 ． 8 l 元 ／ t ； 采 矿车间成 本 6 9 ． 9 2元／ t ； 采场 生产 能力 2 3 0 t ／ d 采 矿损失率 5． 5 0 ％； 回采 贫化 率 4． 4 3 ％； 凿 岩台班效 率 1 1 5 ． 0 t ／ 台班 。 5 结 论 1 矿房矿柱两步骤 回采 嗣后充填 采矿方 法具 有作业安全 、 成本 低、 生 产能 力 大等优 点 ， 试验 和生 产过程 中取得 了显 著 的技术 经 济效果 ， 适 合 于 大庄 子金矿 的开采技术 条件 ， 在该 矿具 有全 面推 广应 用 的价 值 。 2 两 步骤 回采 空 区均 采用 嗣 后充 填 方式 ， 充 填对 回采 的影 响和制约小 ， 便 于生产 管理 ， 便于产量 的稳定和采场生产能力 的提 高 。 3 试验 的采 矿方法 ， 回收率 高 ． 最 大限度地 利 用矿产资源 ， 减少资源浪费， 延长矿山服务年限。同 时 ， 尾砂利用 率 达 7 6 ％ ， 减少 了存 放 尾 砂需 要 的 征 地费和筑坝费 ， 并获得 了环境效益 。 4 根据 文献检 索 ， 在 缓倾 斜 中厚 矿开 采 中试 验采 用“ 胶结 矿柱 房柱 法” 在 国 内尚属 首次 ， 对 我 国 一 采 矿技术 的进 步作 出了贡献 。 维普资讯