复杂地质情况下薄矿脉体采矿方法探讨.pdf

第 15 卷第 4 期 1999 年 7月 湖南有色金属 HUNAN NONFERROUS METALS 采 矿 复 杂 地 质 情 况 下 薄 矿 脉 体 采 矿 方 法 探 讨 谢永生 江西铜业公司银山铅锌矿,德兴,334201 摘 要 薄矿脉受断层破坏后断为两段或多段, 断层的上盘矿段呈“ 倒三角形” ;采场 地压大和破碎地段、 两相邻矿脉开采相互影响问题等复杂地质情况下用普通浅孔留矿法 回采率很低,且安全性差。通过改进采场结构及回采工艺, 提高了矿块回收率和开采安全 性。 关键词 断层 复杂地质情况 回采工艺 1 地质矿体特征 银山铅锌矿床成因类型属火山期后中低温 热液矿床。矿体大都呈脉状急倾斜 ,倾角 65 ～ 85 ,矿体走向银山区以 NNW 、 SN 和 NE 向 为主, 矿脉斜切围岩片理。九区和北山区为 EW 向,矿脉大都片理一致 ,局部切割片理。矿 体走向长度在 100～ 1 500 m 之间 。 银山 、 北山 区矿体延深较大 。 矿体厚度一般 1 ～ 5 m ,围岩 多为绢云母千枚岩,少数为闪长岩 、 英安班岩和 火山碎屑岩。矿石及岩石中等稳固,普氏系数 为 6～8。矿石比重 3 t/ m3,松散系数为 1. 58。 矿石与围岩界线比较分明 。 2 采矿方法研究和实践 多年来 ,我矿采矿方法为无底柱 平底结 构 浅孔留矿法 。采场结构要素为 阶段高 45 ～ 55 m,采场长 40 ～60 m,有时两个采矿场连 采采场长度达 100 m 左右 ,顶柱高 4～5 m。其 采准工作,在距沿脉巷道 7. 5 m 处掘一条与之 平行的脉外运输平巷;在沿脉巷道中每隔 100 处掘通风天井,断面 35,回采矿 块时架设顺路天井,切割工作是在脉外运输平 巷每隔 5 5向沿脉巷道垂直掘进断面为 2. 5 m 的装矿进路然后利用沿脉巷道作为拉 底巷道,直接向上回采。用浅孔留矿法回采普 通矿块,在我矿是可行的和成功的 。 但当矿块 遇见断层及各种复杂地质情况时 ,回采较为困 难 ,安全性差 ,矿石的损失贫化率较高 ,而且经 常有部分采矿场上采到 20 m 左右就被迫下采 , 造成资源浪费。本文就我矿遇到的矿体复杂地 质情况下采取的采矿方法进行研究与探讨 。 2.1 薄矿脉断层区的采矿方法 银山北山铅锌矿体主要赋存于绢云母千枚 岩的压扭性构造裂隙中,仅有极少数产在石英 班岩体的张性裂隙中 ,矿体倾角多在 65 ～85 左右。北山铅锌矿床的矿体 ,在 4 号线以东,常 被北北东走向的左错成矿后构造错断 ,错距 2 ～15 m;在 9 号线以西 ,常被北西西走向的右错 成矿后构造错断,错距 1～10 m;在中部地段成 矿后构造较少,且错距不大。成矿后构造有成 组出现的特征,间距约 5 ～ 20 m。 实际生产中断层将矿脉断错成两部分断 层上盘部分为“ 倒三角形” 矿段,下盘为“ 正三角 形” 矿段 ,矿岩比较稳固;而节理裂隙发育处稳 固性较差。尤其是“ 倒三角形” 矿块,其回采率 只有 6～。 为提高回采率,我矿总结了 多年实践的经验 ,提出了在断层区回采的两条 1 m. 0m1.m .m2m 070 方针 2.1.1 矿脉水平断距小于6 m 时 ,无论断层倾 角如何,均用普通浅孔留矿法将上盘矿脉连采 如图 1 所示 ,当下盘采至断层时,沿断层每 隔 6～ 7 m 留一矿柱 ,柱长 2. 5～3 m ;溜矿颈长 3～4 m,由断层下盘掘至上盘矿脉 ,再沿脉掘 穿矿柱 亦称二次切割后继续回采上盘矿脉 。 图 1 上、 下盘连采法 1通风天井; 2回风平巷; 3溜矿颈; 4保安矿柱; 5断层; 6顺路天井; 7装矿进路; 8脉外运输平巷 此法工艺简单 ,只要在穿过断层时留一排 保安矿柱即可。缺点是穿过断层的溜矿颈夹有 废石 ,增大贫化 。 2.1.2 矿脉水平断距大于 6 m 时,上、 下盘矿 脉分采 对断层下盘的“ 正三角形” 矿块,仍用原普 通浅孔留矿法回采。 对上盘“ 倒三角形” 矿块,分具体情况,拟定 如下方案回采 1.阶梯顺井法如图 2 所示 ,断层倾角 45 ～ 60 ,采准时靠断层上盘建阶梯状顺路天井 , 水平间距 5～6 m ,每级梯段顺路井的顶上留一 矿柱 ,在井的两侧架设放矿漏斗,形成高 1. 8 ～ 2 m 的假巷 ,假巷底板为横撑支柱,其下保持充 满矿石。一般 3～4 个梯段可回采至上阶段。 大量放矿时 ,从断层上盘 ,由上到下逐梯段 将矿石放出。 此法优点是 回采率高 ;易平场;卡斗处理 容易 ;放矿残留损失小。缺点是 架设假巷及漏 斗的工作量大;断层上盘矿石要多次倒段放下 。 图 2 阶梯顺井法 1放矿漏斗;2顺路天井;3 假巷;4矿柱; 5矿堆及小漏斗;6假巷横撑底板;7顺路天井 2.斜井漏斗法 如图 3 所示,断层倾角为 35 ～45 。 采准时先沿断层上盘 ,在矿脉内掘 采准斜井到上阶段 。斜井断面为矩形 2. 7 ～3 m2～ 2. 2 m ,长边垂直矿脉走向布置用支柱 法掘到上阶段后,自上而下后退式做出切割漏 斗颈 ,为减少切割工程,漏斗水平间距从 4 ～5 m 加大到 6～7 m 。 回采时超前拉开切割上山 , 保持与一个漏斗颈和斜井连通以利于人行与通 风 。 图 3 斜井漏斗法 1斜井;2人行通风道;3斜井底柱; 4斜井放矿漏斗;5斜井溜矿格;6人行格 优点回采率较高 ,可全部回收“ 倒三角形” 矿块;放矿、 平场 、 处理卡斗容易 ;木材消耗少。 缺点采场斜井比顺路天井长,掘进量加 大 ;斜井中底柱较大。 3.矿岩分采法 本法适用于断层倾角在 35 以下或 60 以上的倒三角形矿块回采 。其要 点如图 4 所示,在用浅孔留矿法先行采完废石 并将其放出运至地表或充入采空区后,再回采 矿石。 在做采矿设计时,可适当地根据具体情况 增掘副中段平巷 ,以减少在围岩中的采掘量。 2湖南有色金属第 15 卷 图 4 矿岩分采 副中段 法 回采废石时 ,采幅控制在 0. 8 m,并按常规 在采场中沿断层留设保安矿柱 。 优点 回采工艺比较简单 。 缺点 回采率有所下降 ;采准工程量较大 。 2.2 地压大、 围岩稳固性差、 破碎地段采矿方 法 在我矿,已面临深部开采问题 ,地压活动经 常造成采矿场冒顶、 脱帮 ,采矿场底部结构破坏 严重 ,顺路天井支护爆裂现象 ,为确保采矿作业 安全 ,控制地压活动 ,采取如下措施 1.必要时,对围岩采取加固措施,可使用长 锚杆 、 长锚索或锚杆木架进行支护 。 2.在深部开采条件下,矿体的走向与倾向 延长又较大时 如北山矿脉 可突破矿块式或盘 区开采的传统习惯,应用连续性的开采方式并 适时进行全面充填采空区 ,以允许在岩石中积 蓄的应变能量缓慢释放 ,从而减少发生岩爆的 危害程度。在实际中 ,我矿对正在回采的采矿 场,当其即将结束时 ,在矿房顶柱上自下而上掘 充填井,以备充填采空区用。此法操作简单,节 约成本。 3.浅孔留矿法采矿时,经常遇到这样的情 况,由于矿体围岩稳固性差,构造发育就出现大 量的片帮 ,致使采矿场安全条件很差,难以继续 上采。针对这种情况 ,利用有底柱浅孔留矿法 的原理,在采矿场片帮地段,施工若干个长宽 高等于5的留矿小井 ,留下若 干个长 高等于 3 5 ～6～保护矿柱 , 利用保护矿柱维护片帮 ,并取得了良好的效果 。 2.3 急倾斜相邻薄矿脉的开采 银山矿矿体相邻矿脉较多 ,平行间距多超 过 4～5 m,如北山 101、 10 2、 104 及九区 等矿脉 ,一条矿脉开采时,经常影响到另一条矿 脉的开采与安全 ,采矿时应遵守如下规定 1.急倾斜相邻矿脉分采时 ,可同时开采或 依次开采。同时开采时 ,上盘采场应超前 3 ～5 m,但超前回采时不得超过 2 个分层高度 ;依次 开采时应先回采上盘矿脉。 2.相邻及分支矿脉分采时 ,凿岩爆破作业 应遵守下列规定 1 回采上盘矿脉不得破坏下盘矿脉以保 证夹层完整稳定 ; 2 严格控制采幅 ,应采用小直径炮孔,控 制炮孔深度以及一次爆破的炮孔数和装药量。 3 炮眼方向和倾角应与矿脉倾斜方向保 持一致 。 3.采用留矿法开采 ,应实行强化开采 ,大量 放矿时上盘采场的放矿应超前下盘采场或同时 下降。 3 结 语 研究断层区“ 倒三角形” 矿块的回采工艺及 地压大 、 破碎地段等复杂地质情况下的采矿 方法 ,对提高矿山中段回采率 、 保证采矿安全 下转第页 3第 4 期谢永生复杂地质情况下薄矿脉体采矿方法探讨 2m1.m7m .4m7m 24 4 结束语 1.对于复杂难处理含钴物料本工艺采用稀 硫酸浸出 氟化钠除钙、 镁P204～P507联合萃 取置换除镉精萃除锌 草酸沉钴生产草酸 钴行之有效,技术可靠。 2.本工艺流程为全湿法冶炼流程 ,溶液充 分循环利用,且有完善的废水处理措施 ,基本上 对环境不造成影响。 3.采用本工艺处理上述难处理钴物料,钴 回收率可达 90. 13 ,镍回收率可达 89. 78 , 产品草酸钴可达 QB/ GGH01 89 标准,副产品 硫酸镍可达 GB6392 86工业一级标准。 4.追加少量投资,可进一步延伸钴产品的 品种,拓展及适应钴产品市场的需求 。 收稿日期1999 - 04 - 19 Extraction of Cobalt from Complex Cobalt Material Su Kaizhou Hunan Norferrous Metals Research Institute, Changsha , 410015 Abstract This paper describles that extration of cobalt from complex cobalt material by total hydrometallurgy technology, The technology has some characteristics, Such as high cobalt recovery and small environmental pollution and comprehensive Valuable, metals recovery. Keywords Cobalt , Hydrometallurgy, Extraction. 上接第 3 页 性有很重要的意义。前述几种方法经实践检验 是成功的 ,技术可行 ,作业安全 ,回采率较高,与 普通浅孔留矿法相比, 回采率可提高 10 ～ 20 。 本文着重于采矿的安全性和提高采矿回收 率的研究 ,未作其它技术经济分析 ,如用连续开 采全面充填法虽然采矿回收率与安全性有所提 高,但增加了充填成本,需进一步论证技术经济 的合理性。 参考文献 1 采矿设计手册编写组.矿床开采卷 下 . 北京建筑工业出 版社,1991. 2 解世俊,等.金属矿床深部开采的几个技术问题. 金属矿 山,1998 6 . 收稿日期1999 - 03 - 20 The Mining Discuss of Thin Lode in Complex Geological Circumstances Xie Yongsheng Jia ngxi Copper Company Yingshan Lead- Zinc Mine , Dexing, 334201 Abstract The thin lode rupture two part or many part by the open circuit destroy, Above ledge appear“ headstand triangle” ; Apply ordi- nary hole remain ore s cause the reclaim rate is very low and is badly in the large geostatic and broken place 、 near lode mine re- ciprocity issue and many complex geological circumstances.The reclaim rate and the security will raise by improve on the stope construc- tion and mining technology. K yF,x, My 24湖南有色金属第 15 卷 e wordsragmentComplegeological circumstancesining technolog .