环江新发矿区Ⅲ号矿带采矿方法的探讨与研究.pdf

2 0 0 8年 第 1期 总第 1 0 1 期 大 众 科 技 DAZHONG KE J No． 1 。 2 0 08 C u mu l a t i v e l y No ． 1 0 1 环江新发矿区I I I 号矿带采矿方法的探讨与研究 韦业 东 广西凤凰银业有限责任公司，广西 南宁 5 3 0 0 3 1 【 摘要】壁式崩落法、房柱法及全面法等这些采矿方法目前在国内比较推广，但是存在许多的不足。房柱全面有用矿块 空场法是根据环江新发矿区l l I 号矿带的赋存状态、矿体特点，把房柱法和全面法结合起来，提 出了的一种改进型采矿方法，以 期解决该矿 的采矿难题。 【 关键词 】采矿 方法 ；改进 ；方案 【 中图分类号】T D8 5 3 _ 3 【 文献标识码】A 【 文章编号】1 0 0 8 1 1 5 1 2 0 0 8 0 1 0 0 9 3 0 2 一 矿 区概况 1 ． 地层 该区内出露地层主要有泥盆 统东岭组 、桂 林组和融县组 地层。其 中东 岗岭组和桂林组 为含矿层位 。东 岗岭组主要为 灰、深灰色厚层灰岩，夹生物碎屑灰岩和灰黑色泥岩，泥灰 岩夹灰岩；桂林组主要为深灰～黑色，薄～中厚层状燧石结 核灰岩 、燧石条带灰岩 ，夹泥灰岩 、同生角砾灰岩 、塌积岩； 融县组主要为灰～灰白色厚层状、块状灰岩夹白云质灰岩。 从东岗岭组至桂林组发育着数百米厚的生物礁，礁核为深灰 色礁灰 岩，礁顶主要为枝状层 孔虫细 晶白云岩 、假构造 角砾 白云岩。礁顶白云岩几乎是该矿床工业矿体的唯一赋存层位。 2 ． 矿区构造特征 该区经历了加里东、印支期二次强的构造运动及多次振 荡运动，褶皱发育。上甫背斜控制矿区的褶皱构造 。该褶皱 长 3 2 k in ，宽 8 k m ，轴部出露最老地层为下泥盆统四排组、中 泥盆统应堂组。轴向北北东，两翼倾角一般 8 ～3 O 。。两翼分 别被两条正断层破坏，形成两翼下降，核部上升的 “ 地垒式” 构造。研究矿区位于上甫背斜南端东翼近轴部，岩层产状较 平缓 ，次级褶皱 发育，但规模小 ，轴 向北北东 与主 褶皱轴 向 平行 。 区 内断裂构造比较发育，按其 走向可分为如下三组 1 北北东向断裂，包 括 F 2 、F 3 、F 4 、F 5 、F 3 9 、F 3 1 ， 均为正断层， 其中F 4为区域性主干断裂，往东倾，倾角 4 4 ～ 8 8 。，由泥灰岩、灰岩角砾及断层泥、方解石胶结物质组成。 已知工业矿体均产于其下盘。F 3分布在矿区东部，F 4之两， 往 东倾，倾 角 3 3 7 5 。断层 沿走 向及 倾向呈舒缓波 状，其破 碎带厚度 0 ． 8 ～8 m ， 带中片理化发育， 方解石细脉沿片理充填 或呈网状 穿插 ，部分 尚见 白云岩化 、黄铁矿 化、铅锌矿 化。 2 近 东西 向断裂 ，包括 F 6和 F 1 2 ，为后期正断层 ，对 矿体产生破坏作用。 3 北东向断裂，属高角度正断层或逆断层，但规模比 较 小。 3 ． 矿体特征 本次研究的对象I I I 号矿带位于矿床南部 F 3 断层之下盘。 长大于 l O 0 0 m ，宽 5 0 2 0 0 m以上。含矿岩系数厚 2 0 5 0 m ， 属礁顶 白云岩带 。总体走 向北北东至北东 3 O 。，倾 向北西 ， 近礁脊部分产状平缓，沿走向和倾向都有波状起伏，部分倾 向南南东，倾角 2 0 3 0 。。带中已探明三个工业矿体，全为 硫化矿体，其矿体特征如下 I I I 号矿 体位 于 1 2 ～1 7线问，礁 顶 白云岩 带之 上部，走 向北东 3 2 。，倾 向北西西，倾角 2 4 。，由北 向南逐渐 降低， 于 1 5线附近有一小隆起。矿体长 5 8 0 m ，一般宽 1 3 0 m ，1 4 线附近最宽，达 2 0 0 m以上，厚 4 、 1 O m ～1 5 ． 4 8 ，平均 8 ． 4 2 m ， 呈似层状或长带状产出，产出标高 2 2 6 ～1 l m 。钻孔资料显示 矿 体黄铁 矿较 富而铅 锌矿较 贫 ，平 均品位 P b O 、 5 6 4 ％ ， Zn3 3 22 ％， 30 3 3 ％。 I I I 。 号矿体位于 1 2 ～1 4线I I I 矿体下 1 8 2 0 m ， 矿体向北 北 东 1 0 。，倾 向 2 3 。与I I I 1号矿 体形态相 近，并有 向南倾伏 的现象 。产 出标 高 1 9 3 ～ 1 1 l m 。矿体 长 4 2 0 m ，宽 6 2 ～1 1 6 m以 ，平均厚 8 ． 7 2 m ， 呈长带状或似层状 。 平均品位 P b O ． 3 3 2 ％ ， Zn 3． 78 3 ％， 3 5． 291 ％。 I I I 。 号矿体位于 1 7 2 2 A线间礁顶白云岩含矿带之下部， 相当于I I I 号矿体部位。矿体延伸方向3 6 。，倾向北西，倾角 3 O 。。长 6 7 0 m ，宽 6 0 m ，平均厚 6 ． 1 l m 。产出标高为 5 6 ． 8 5 ～ 2 6 ． O m 。平均品位P b 1 ． 2 8 8 ％Z n l 6 ． 9 4 9 ％ ， 3 4 ． 0 0 7 ％ 。 4 ． 矿石质量特征 1 矿石结构构造。矿石结构有 自形粒状结构、半 自形 粒状结构、压碎结构、中粒结构、生物碎屑结构和变胶状结 构，其中后两种结构为主要结构。矿石构造有块状、椭球状、 角砾状、肾状及浸染状构造。其中椭球状、角砾状构造为主 要构造 。 2 矿石的矿物组分。矿石 中的矿物组分较简单 ，主要 有用矿物 为黄铁 矿、闪锌矿 ，其 次为方铅矿 ；脉石矿 物主要 为 白云岩，微量方解 石、绢 云母 、炭质 、炭沥青 ，偶见石英 。 3 矿石的化学组分。矿石中主要有益组分为锌 、硫 。 其次为铅，伴生银、镉锗等。有害组分为砷、氟、碳 。 二 开采技术条件 1 ． 矿体顶、底板由泥灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩组成， 在无断裂及溶洞发育地段是稳固的，矿体由黄铁矿、闪锌矿、 白云岩等组成，也是稳固的。 2 ． 矿岩的物理力学性质矿石体量 3 ． 4 6 ～4 ． 0 9 t m 。 ，围岩 体重 2 ． 6 5 ～2 ． 7 0 t m ，矿岩松散系数 1 ． 4 7 ，矿石安息角 3 6 。， 【 收稿 日期】2 0 0 7 1 2 0 4 【 作者简介】韦业东 1 9 7 0 一 ，男，广西宾阳人，广西凤凰银业有限责任公司工程师，研究方向为采矿工程。 ． 9 3． 维普资讯 矿石硬度系数 f 1 0 1 2 ，岩石硬度系数 f 6 ～1 0 。 图 1 广西环江新发矿区Ⅲ号矿带矿体开采设计主视图 三 采矿方法选择 研究区矿床的厚度较小 平均厚度 6 ～9 m ，倾角较缓 2 0 2 5 。 且变化较大，有些地方还出现波状起伏，该矿属 于缓倾斜薄矿脉型。对于这类矿体，目前国内主要是推广应 用各类壁式崩落法、房柱法及全面法等。但这些方法存在问 题较多，回采难度较大，表现在 在缓倾斜薄矿脉的各类壁式崩落法应用中，共同的问题 就是回采工序复杂、工效低、材料消耗高，以及必然带来的 采矿成本高；而在房柱法和全面法的应用中，则主要问题就 是矿柱损失较大，矿石回采率较低，资源利用程度低，有时 需要锚杆支护，工序复杂，且采矿人员一般都是在采空区下 或崩落岩层下进行作业，其生产安全性较差，因此，针对此 类矿床赋存特点，在研究区的矿 山开发之际，就要根据其赋 存状态对可供选择的采矿方法进行适当地改进，以尽最大可 能改善常规适用采矿法带来的弊端，从而在实际生产中取得 比较理想的开采经济指标和安全系数。 图2 广西环江新发矿区Ⅲ号带矿体开采设计 I 号剖面图 ． 根据矿床地质构造、矿体赋存状态、矿岩开采技术条件， 建议并推荐该矿在现场试验房柱全面有用矿块空场法 图 l ～ 3 。 图3 广西环江新发矿 区Ⅲ号矿带矿体开采设计 I I 号剖面图 ． ．9 4 ． ． 房柱全面矿块空场法的特点就是在区段内沿倾 向划成矿 房和矿柱，待矿房回采结束后，在区段一侧开掘切割槽，并 由此沿走 向进行矿柱全面回采 即连续矿柱 。采下来的矿石 是在 空场下进行 电耙 出矿 。方法如下 1 ． 先沿矿脉倾向划成阶段， 阶段斜长一般为 4 0 6 0 m ， 但 本研究矿区已有探采坑道，可尽量利用原有坑道的高度作为 划分阶段斜长的依据，不必受此长度限制。 2 ． 在划出的阶段内，划成盘区或区段，走向长度一般为 1 0 0 3 0 0 m 主要根据矿脉形态沿走 向变化及其 连续 性以及矿 山生产能力要求而定 。 3 ． 在区段 或盘区 内，沿走向划成矿块或采场，其走向 长度一般为 3 0 6 0 m 。区段 或盘区 问柱一般取 2 ～6 m 主要 根据矿岩稳固性、矿脉厚度、 矿石品位及问柱是否是滞后回 采而定 。阶段矿柱直径一般为 6 ～8 m ，本研究区阶段矿柱直 径为 6 m 。 4 ． 采准工程的布置可在脉内，也可脉外布置。 本研究区 采用内外布置的格局，其主要 目的是增加采场生产能力和通 风条件，增强生产的安全可靠性。 5 ． 采准工程完成后，在区段或盘区的一侧开掘切割上山 和切割槽，并由此沿走 向进行各相邻矿房的回采。各相邻矿 房的回采，是该改进方法的主要回采作业和工艺。从各相邻 矿房采出矿石，利用电耙运经切割上山而耙入放矿漏斗。 6 ． 为了改善相邻矿房回采中的工作面通风条件，在问隔 2 0 2 5 m时开掘房问联络道。各相邻矿房的回采方法及工艺， 与常规的房柱采矿法相似。 7 ． 为确保区段 或盘区 回采中的安全可靠性，本研究区 根 据矿 脉及其上部岩层稳 固性 合理确定各相邻矿 房及其 问矿 柱 的宽度 。 8 ． 待各相邻矿房全部回采结束后，着手进行各相邻连续 矿 柱的同时平行全面回采 。该矿 品位不高 ，在 有条件的矿段 可顺便回收部分矿柱，一般矿柱无需刻意回采。以减少回采 工作量，降低采矿成本。 9 ． 由于该矿矿体倾角较缓，故采后空区可根据地表情况 做 适当处理 即可 。 四结语 该改进型的房柱全面有用矿块空场法完全不同于现行一 般房柱法，它具有以下优点 1 ． 该方法是房柱法和全面法 的综 合统一体 ，可 以灵法应 用于各种特殊的矿床来采矿。 2 ． 采用多矿房、多矿柱集中同时回采，可以提高采场生 产能力，并有利于空区层地压的控制，从而使采矿作业安全， 可以改善劳动条件 。 3 、 可以提高矿石质量，降低矿柱损失 当矿石品位较高时 应回收矿柱 ，提高矿山经济效益。 在高品位、贵金属矿开 采时使用此方法，当矿房回采完后就及时回采矿柱，这样有 效地提高了矿石回采率，从而提高了资源的利用率。 【 参考文献】 [ 1 ]解世俊． 金属矿床地 下开 采 [ M ] ． 北京 冶金工业 出版 社， 1 9 8 6 ． [ 2 ]王素} 艮缓倾斜薄 矿体采矿方法 探讨[ J ] ． 甘肃冶 金’ 2 0 0 7 1 ． 维普资讯