凤凰山铜矿采矿方法现状及大孔采矿法的应用.pdf

凤凰 山铜 矿 采矿方法现状 及 大孔采矿法的应用 扬文 凤凰 山铜矿是 铜陵有 色公 司主要生产 矿 山之一，投 产 以来 ，一直 采用 向上水 平尾砂 分 层充填法和浅孔 留矿法至今， 目前，充填 法 占我矿 回采 矿量的7 0 喵 以上。经过2 0 年的 生产实 践，该采矿方 法存在的问题，越来越 突 出地表 现 出来， 它制 约着 风矿安全 生产的 发展。为寻求 出路， 我们制定了采矿 方法技 术改造方案 ，并 进行了大孔采矿法的 回采试 验， 通过方案的实施 和大 孔采 矿试验 的成 功 ，基本上为 我矿探索 出了一 条适应 于 今后 生产 的路子 和与之相 适应 的采矿方 法。为 了 便 于大家进一步 了解风矿采矿方法现状 和推 广 使用大孔采矿法的情况，特作如下介绍。 一 、我矿充填 法存在的问题 我矿 尾砂充填 法是一种 大矿 房 ， 薄问 柱 、小点柱 结构 的采矿方法 ，该 采矿方 法由 于地质情 况较 复杂及本 身存 在的弊病，致使 圊采 过程 安全性差， 回采工序多 ，损失 贫化 大 ，生产组织管理 相当困难。现 就主 要存在 问题 简述如下 l、我矿充填法采场面积都在 1 0 0 0 m。 以上，暴露面积大，矿岩节理发育，顼板破 碎 ，稳 固性 差。对此 ，我们虽然采用了长锚 索拉 顶技术 ，取得 了一定成效 ，但是随着 回 采 深度 的增加， 段高 由原一 l 2 O m 中段 以 上 的段高 5 0 8 O m 增至一 2 4 0m 中 段的 1 2 0 m，我们在一 2 4 Om中段 回采过 程中，虽 采用 了长锚索，短锚杆，光 面爆 破等综台控 顶 技术 ，然 而每年 大面积 冒磺事故还 时常发 生 ，如 今年 我矿2 采场一次 冒顶2 0 0 m ，矿 量 达1 0 0 0 吨，5 ‘ 采场 北头在三 天时 间内连续 冒顶达2 0 0 0 多吨，使该 果场停止 问断作业时 间达半月之 久，又如今年 9月2 1 日在 5采 场 南头 冒下一块矿石 有3 0 吨左右， 而该 处有 5根锚杆都被拉断，致使一名工 人牺牲 ，教 训 非常 深刻， 冒顶使采场超高，给安全 生产 带来 极大 的隐患 。 2， 由于中最 高度 增加 ，高 中段尾 砂俸 的垂直 和侧 向压力 增大，致使尾 砂充填体 将 人道压裂错位，封 闭墙倒塌 ，造成8 8 年 ， 8 9 年 2 和 5 栗场 两次 大量 跑砂，每 次达 1 0 0 0 ma 以上， 同时局部 漏砂时有发生 ，给 井下安全 和文明生产造成很大 困难 ，比如t 七五 前，我矿井下水仓每年清理 一次， 而今年 己清理 了三次之多 3、充填法原设计采场未作胶结充填铺 面 ，安 全隐 患多 ，工人劳 动强度大 ，T4 G 出矿 台班效率只有 3 0 吨左右，栗 矿损 失率达 2 9 嘶左右 ，若 考虑 历史 积压 的顶底柱 ，总损 失预 计将 在3 8 嘶左 右，贫化率达 1 2 嘶。 4、 由于采场大， 中段 高，藩井服务年 限都在l O 年 左右 ，高中段溜井砌筑 和管理复 杂，砌麓 时耗 费大量 人力 物力 和时 阔。 同时 在生产中常存在矿石将 1 ． 2米厚 的淄井混凝 土井壁 冲击磨 穿和砸 坏闸门，难 以修复，如 5 采场l 0 溜井 砸通处 理 了】 2 天 ， 7采 场 27 维普资讯 I 5 溜井砸通处理近一十月 ，在时问上严重 地影 响生 产。 针对上述弊端， 我们采 取了 多种措施 ， 一 是对充填法采场 回采过副 中段后 ，我们将 主中段的人道封闭，更 留泄水孔 。二是 对采 场每分层回采后，采用尾胶充填髓面，以防 止奉分层 尾砂充填水 渗入下部尾砂体， 降低 采场尾砂体对人道的压力 ，防止跑砂事故 ， 同时降低采场的二次损失 和贫化。三是对新 开辟 的采 场 ， 我们尽可能选 用其它采矿方 法，如V CR法 ⋯⋯ 等。 二，太直径深孔采 矿法 大 直径深孔 采矿法是 V cR法的变 形， 1 9 7 5 年加拿大菜 瓦克矿首次应 用VCR 法 回 采 间桂获得成功 ，其后又在美 国 ， 澳大利 亚 ，瑞典、西班牙， 巴西、 南非等矿 山相继 试验和推广 。 目前在国外一些国 家已 用 VCR法 取代了分层充填法 、 留矿法 和分 段 空场法。八十年代，该采矿法在 我国开始试 验推广。通过。 六五 七五 期间 VCR 法在 我国凡 口、金川 ，西林，大厂 等矿 山的 试 验和推广 运用 ，为 我们积累 了较 丰富的经 验 。该方法 的主要特 点是，根 据球 形药 包爆 破 蒲 斗原理 ，选择 合理 的 凿岩 ，爆破参 数， 采用井 下深孔 钻机，从采 场顶部支护好 的凿 岩 硐室切顶层 钻 凿垂直大直径深孔 ，直 至拉 底水平 ， 孔深 4 0 6 0 ，采用球 形药包 长，径 比为 6 1自下而上进行分层爆 破 ，每层崩落的矿石由底 部出矿巷道用 高效 率 的出矿设备 出三分 之一 ，为下一 层爆 破提 供补偿空间，当顶层爆破完成则大量出矿， 最后一 次充 填。该采矿法具有效率高，采 准 工作量少 ，爆破块度小 ，效果好，成本低， 工人不进入采场暴露顼板下作业，劳动强度 低 ，工作环境 好，作业 安全 ，因此被 认为 是 一 种安全高效的采矿方法。 凤凰 山铜矿大直 径深 孔采矿法 试验是在 负1 2 0 m一负4 O m中段之间Ⅳ 矿体2 8 线采场 进行，该栗 场段 高如 m，长5 0fi l l ，矿体厚 度 6一J 2 U ； 1 ，倾角6 8 7 2 。，矿量 3 ． 3 万吨。 凿孔采用 K l 牙轮 钻机全 部 打僦 角 7 0 。左右的斜 孔，平 均单孔深度 4 0 m， 孔径 l 7 0 cm，总孔 深l 7 l 4 ． 5m，经过近 年 的 采掘讶， 凿孔 爆破 ，爆下矿量 3 ． I 万吨，使 试 验获得了成功 。 风凰 山铜矿大直 径深孔采矿法试驻具 有 如下特点 l、施 工全部采 用 陶产 研制设备， 凿孔 采 用KY i 7 0 和KY l 2 0 牙轮钻 机，出矿 呆 用杨 州试 制的 W J -- i ． 5 D铲运机 2，垒部呆用大直 径倾斜深孔 ， 倾角 7 0 。左右， 与相间矿 块采 用垂直 孔相 比，减 少了硐 室工作量 和钻孔工程量 。 3、 采 用酱通 2 岩 石炸药爆 破因 VCR法需要三 高一 低炸药 ， 降低了 爆破 成本，从而推广了该采矿方法的适』 }j 范围。 4，顶层采用VCR 法 拉槽 侧 向联 合爆 破新工艺 ，比VCR 法 水平分层 爆玻成本 降 低 了4 0 呖以上，一次爆破量大 ，减 少采 场爆 破次数，缩短了 辅助作业 时间，提 高了生产 能力 和作业的连续 性 。 以上这 些特 点， 可以说是 对vCR 法 的 区别和发展 ，通过试 验，为我矿采 矿方 法的 改造铺平了道路。 三、 大孔采 矿法曲效果及其 评价 大孔采矿法在 我矿-- i 2 0 m 中段2 8 线采 场进行了试验， 目前我矿又在一 8 0 m3 9线 闻柱进行了VcR法 回呆，进行了 引进 C D 一 3 6 0 潜孔钻 机的试验，该 机在一个半月 时 间钻孔 1 5 0 0 I I 1 ，取得了很好的效果 ，平 均台 班钻孔3 l 米 是牙 轮钻机的数倍 。 一 大孔法与充填法相 比具有如下优 点j l 、显著 改善 了安 全作业条件。由于大 孔法主要作业在顶板维护好 的凿岩 硐室 和出 矿坑 道 中进行 ，因此 工作安全 ，条件 良好。 维普资讯 2、 大幅度提 高矿 石回收率。 由于采 用 大孔 法 ，矿房 中无需 留圆柱 和半 圆柱 ，如 和 尾跤充填相配套 ，可二步 回采 『 可柱 ，这样减 少 了尾砂充填法的二 次贫化 损 失 和 坷柱损 失 ，玎使 总损 失降低n～l 8 ％。 ． 3、采场工 序少 ，辅助作业时 间短 ，从 而使 生产 能力 得到大幅度提高。大孔法 可以 在装矿水平直接采用铲运机出矿 ， 矿量集 4、工艺简 单 ，便于管理，大孔法基本 上 采用了集 中凿岩，放 炮， 出矿 和充填的流 水作业方式 ，工 艺比较简 单 ，而且 由于 出矿 产 量提高 ，相应采场 数 目减少 ，给 管理 提供 了方 便。 二 主要 技术经济指标 比较 根据 我矿2 8 线栗 场和3 9 线间柱采用大孔 法 的试验 ，进行 缘合 评价 ，计算 出主要技术 中 ，三班 作业 ， 出矿能力高 。 经济指标 如 下 采矿方法比较 序 号 指标名称 单 位 大孔法 充 填法 l 矿 石总损 失率 嘶 1 8 2 9 ． 8 土 2 矿 石贫化率 ％ 8 ～I 2 8 1 2 2． 8 一 O． 2 8 3 I 千吨采切比 米／千吨 。 3 5 l3 0土 l 4 f 凿岩效率 C I 一3 6 O 机 米／台班 5 每米崩 矿量 吨／ 米 6 炸药单耗 公斤／ 吨 7 采场生产能力 吨／天 8 J 直接采矿成本 元／吨 5 ， b 9 克 填 成 本 综 合 元 ／ 吨 ．8 i 4 ．5 I 其 中矿柱 尼胶 元／吨 1 2 ． 4 { s． 。8 i I 矿 房 部 份 尾 忮 元 ／ 吨 i I 三 对大孔采矿 姻评 价 1、2 8 线采用犬孔 采矿 法试 验是成功 的 ，爆破 系用2 岩石炸药进行球状药包分层 装 药 在国 内还 属首次，该采场实施球形药包 拉槽 与侧 向爆破联 合崩矿方案 ，取得了很好 的爆 破效 果，技术 上有新的突破，为今看犬 直径 深孔应用2 岩 百炸 药进行 台阶爆破提供 了经 验。试验 表明安 全上是可靠的，爆破 效果 良好 ， 比高威力炸药 的爆破成本大 幅度 降 蛞。 2、在 中厚 倾斜 矿体 中采用了大直 径平 行 倾斜 深孔 崩矿新技 术，从 而扩大 了 V CR 法应 用范 围。 3 在一 1 8 0 m3 9 线 问桂采用了 C D一3 6 0 钻机 ，台班效率平 均为3 1 m，为提 高钻进速 度，降低钻孔成本创造了条件 ，为 我矿推广 使用V CR法 奠定了基础。 4、从主要 技术经济指标 比较看，损 失 、 贫化大 幅度 降低 ， 直接采矿成本 为 3 ． 6 元／_吨，比充填法低1 ． 9 元／吨左右，而 皇9 维普资讯 充填成本平均比充填法高3 ． 3 2 元／吨，供矿 总成本如 考虑 到其 它工序 ‘ 出矿、运输提升 不变 ， 管理费用不变 ， 则大孔法总成 本约高 于 尾砂充填法1． 4 2 元／ 吨，事实上，出矿效 率 提高成本是 要下 降的，相对 的管理 费用也 要 降低，这样两种采矿方法供矿总成本几 乎 持平 ，同时大孔 法有很好的杜会效益，从而 可见，它 与充填法 比较 ，具 有相 当大的优越 性 。 通 过试 验，我们认为大孔采矿法试验 是成功的 ， 适应于我矿大部份矿段推广使 用 。 三、推 广使用大孔采 矿法 的设 想 根据大 孔法试验 情况 ，结合我矿“ 八 五 排产和深部开拓设计 ， 我矿拟将中部 3 0 2 4 0 m中段 l 矿 体3 8 线一4 l 线，一1 8 0 m～ 一 I 2 0 1 3 2矿块采用大孔法 回采 ， 该处矿 量 5 2 万吨 ， 平均 品位I ． 4 ％，锅量7 2 8 6 吨 ，同时 对 一3 6 0 1 “1 1 中段 I 矿体3 4 线 以南大部份矿段 采用大 孔法 回采 ，回采 比例 占该中段矿量 的 5 4 ％， 占 I 矿体 矿量 的6 5 q o 左右，这样， 一 3 6 0 m中段 可用于大孔法 的矿 量为2 6 0 万 吨 ， 均 品1 ． 1 3 q o ，铜量2 ． 9 3 万吨， 加上中部5 2 万 吨 ，则大孔 法回采矿量范 围为3 1 2 万吨 ，按 回采率8 2 ％计算，应采 出矿量 为2 5 5 万吨左 右，如这部份矿量采用充 填法回 采，按回采 率7 0 ％计算只能 回收2 1 8 万 吨 ， 比大 孔法少 回 收 矿量 3 7 万吨 ，这样 采用大孔 法可延 长矿 山 寿命 0 ． 7 年，按8 0 年不 变产值计算 则可 增 加 产值2 8 0 0 万元左右， 制利 1 0 0 0 万元 。 维普资讯