关于完善本溪铀矿采矿方法的探讨(1).pdf

第 1 8卷第 4期 铀矿冶 Vo 1 ． 1 8 N0 ． 4 1 9 9 9年1 ]月 URANI UM MI NI NG AND ME TAL L URGY No v ． 1 9 9 9 7 ， ／ c 妻 于 完 善 本 溪 铀 矿 采 矿 方 法 的 探 讨 a } 7 0 l 张 飞 风 中国核 工业 集 团公 司金 原铀业 公 司 ， 北京 l O 0 8 2 2 总结 了本 溪铀 矿i ff 几 年 采矿 的 生 产情 况 及存 在 的 问题 ， 据此 ， 对适 应 该 矿 山地质 条 件 的 几种 采矿 方法进 行 了技 术分析 论 证 了水平 分 层 充填 采矿 方法 在 技术 上的 可行性 ， 经济 上的合理性 。 提 出 r采用 上进 采矿方 法 的具 体方 案 } 针 对 围岩 不 稳定 的特 点 ， 提 出 了固结 围 岩 的几 种方 案 为 确保 采矿安 全 ， 减 少采 场空 顶 时间 ， 采用 了 强 采快 充 ” 方法 ， 并 提 出了 快速 充填具 体办 法 文 中的 一些 棵 ’ 舣 。 厂 关 键 词 哩 里 宣 雩 l 甍 苎 三 堡 谚 ／ ，一 否 ／ l | 1 开 采现 状 及 存在 的 问题 1 ． 1 矿床地质概况 本 溪铀矿 的 3 0 7 5铀 矿床 连 山关 铀矿 床 产 于花 岗岩与 老地层接 触带 中 ． 以外接触 带 为 主 。矿体分 布在复背斜构 造的断裂 带中 ， 受构造和岩性双重控制 。主 要的断裂构造 有四组 ， 各 组构造 密集交叉 ， 构造发育 ， 品位较 高。含矿岩石主要是混合质石英岩 、 混 合质 花 岗岩 、 混 合质 云母片岩 。 矿 石和围岩在 岩性方面 没 有本质 区别 。 矿 床通过近 两年的采矿 方 法的试 采 ， 总体 上看 ， 开 采条 件 困 难 ， 集 中表 现在 矿体 产状 复 杂多 变 ， 围岩失稳 。 但矿 床主要 充水是构造 裂 隙水 ， 富水性弱 ， 水文地质条 件简单 ， 对矿 床开采影响不大 。 如 1 矿 体 ． 在 2 6 0 m 中段 拉底 开 采后 ， 到 1 9 9 7 年初 2 6 7 m 水平 时 在 采矿 的右侧 出现了一破碎 带 带宽 2 ～3 m ， 绐开 采 该矿体 带来 了一定 难 度 采矿 场顶部塌落 ， 安全性极 差 ， 如 图 1所示 。 这条破碎带在确定开采 方 法时 以及在 2 6 0 m 中段 拉底 时均 没 有 发 现 ， 只 是 在 2 6 7 m 分 层 开 采 时 ， 发 生 大 塌 方 ， 并 冒落 上 延 至 3 0 0 m 标高时 ． 才进 一步 明确 其产 状 、 倾 图 l l 矿体顶板围岩的特点 2 1 7 维普资讯 向等 。 1 ． 2 水 平分 层充填采矿法试验 的基 本情 况及存在的问题 本溪铀矿 于 1 9 9 4年动工兴建 ， 1 9 9 6年 4月建成并投入 生产 ， 设 计 中推荐水平分 层充填采 矿法 。基建探矿 中发现矿体和 围岩破碎 ， 稳固性 差 ， 只能用水平分层 干式 充填法开 采。要求通 过试采进一步摸清地质构造 ， 矿体形态产状 ， 矿体围岩的破碎和稳固情况 ， 矿体和围岩可能的 空顶面积和空顶时 间等 问题 。 同时 ， 通过试 采验证无 轨设备在 小型 矿并复杂铀矿 床开 采中技 术 上 的适应性 ， 经济 上的合理性 ， 为今后 正确选择 和确 定采矿方 法提 供侬据 。 经两年多生产 ， 其有 关情况如 下。 1 无轨设备和无轨采矿技术在小型矿井和复杂铀矿床中是完全可 以应用的 。 开采时取 得 了较好的效果 ， 无轨设备的各项运 行参数和技术经济 指标正常 ， 它把铀 矿山的 采场 生产能力 、 回采 强度 及劳动生产率 都提 高到一个 新的高度。 由表 1可知 ， 采矿直接工效达 9 ． 2 t ／ 工班 ， 采 准千吨 比达 1 2 ． 1 m／ k t 。 表 1 无轨 采矿 主要技 术经 济指 标 2 矿岩破碎和稳 固情 况 比开采前估计 的还要 差 在开采期间 ， 采场发生较大 的顶板和 围 岩 冒落事故 3 0多次 。 在混 合质石英岩 中 ， 由于构造组合、 密集交 叉和 围岩蚀变 ， 尽管矿石坚硬 ， 21 8 维普资讯 但 稳固性 差。 如 1 9 9 6年 1 0月 1 2日， 2 6 0 r n分层拉底时 冒落矿岩 1 5 0 0 m ， 其 中高品位矿 石 近 l 0 0 0t 无 法 回收 ； l 9 9 7年 6月 i 0日． 2 6 7m 分层 回采 时 ， 采场西 端 围岩大塌落 ， 岩 石移动 ， 冒 落 上延至 3 0 0 r n标高 ， 堵塞 回采工作面 ， 并 引起上部矿体 移动 ， 采场被迫停产 。 3 试 采中井下采用小型铲运 机 出矿和 充填 ， 分采分运 ， 方便灵 活 ， 有利于 降低开 采的贫化 损 失 ． 特别 是顶 板不够稳定时 ， 高效率 的铲运 机突击性 强 ， 能抢运 出不少高 品位 的矿石 ， 减少 了 开采 中损 失。但 由于塌方等原因 ， 其损失率和贫化率仍然分别高达 l 5 和 2 o 。因此 ， 在选 择 和 完善采矿方 法时 ． 应把 矿井开采的 资源利用率放在首位 。 综 上所述 ， 试采中尽管水平分层充填采矿方法 系统和 回采工艺与 无轨设 备搭配 比较理想 ， 无 轨采矿呈 现出 良好的技术经济 优势 ， 但 在这种构造 发育、 矿岩不稳 定的条件下 ， 为了解决 回 采 中的安全 问题和 降低贫 化损失 ， 提高 资源利 用率 ， 应进 一步 考虑 a 选 择新的采矿方 法 _ b 完善 目前的采矿方法 。 2 适 用本 溪铀 矿 采矿 方 法 的经 济技 术 可行 性 采矿方法 的选择是地 下采 矿的一项 重大 技术决策 。 选择 的采矿方法合适与否 ， 直接 影响到 矿 山企业 的生产安全 、 生产能力 、 经 济效 益和 矿产资源 利用率 。 由于矿床地质条件的复杂性 、 多 变 性 ， 任何一个矿 山采矿方法的选择和 应用往往不是 一成不变 的 ， 在 实际生产 中， 应根据具 体 情 况不断地调整采矿方法或改变某些工 艺环节 。 不少矿 山， 特别 是那些开采条件复杂的难采矿 体 ， 应不断地探索 采矿 方法对地质条件 的适用性 ， 集中表现 为采矿方 法的作业条件 、 经济效 益 和 资源 回收等 。对采矿方 法而言 ， 无非上 向、 下 向开采 。 根据 目前本溪铀矿矿床 的赋存条件 ， 采 用上 向开采 ， 即 目前 的水 平分层 充填法 ； 下 向开采 的分层崩 落法和 下 向胶结 充填 法 比较适 应 3 0 7 5矿床的矿床条件 。 这 2种 采矿方法 虽然技术上 可行 ， 但经济上则是不合理 的， 特别是要改 变 目前 的采矿方法 ， 前期投资费用较大 。如采用下 向胶结充填采矿 ， 不但井下要增 加一定的工 程量 ， 而且需建专 门的胶结充填系统 ， 投资较大 ， 工艺较 复杂 ， 水 泥耗 量大 ， 所以进一步研 究完 善和应用 目前 的采矿方法 水平分层 充填 采矿 方法 ， 其意义重大 。 3 水平分层充填法的进一步完善 从 2 6 0 r n 、 2 2 0 m 中段水平接露 的矿体来看 ， 其矿体 的围岩稳定性较差 ． 但矿体较为稳定 。 若将顶板 围岩 固化形成整体后 实行 “ 强采快充” ， 不仅保证 了水平分层充填法的采用 ， 而且技术 上可行 ， 经济上合理 。 3 ． 1 围岩的固结方案 根据矿体顶板 围岩的特点 ． 可采用如下 2种 固结方 案 1 1 矿体 固结方 案 整中段 注浆固结 根据 2 6 0 m 中段 的塌方 情况 ， 采用全 中段 注浆 固结方 案。由于 围岩塌方后 ， 破碎体渗透性 较好 ， 采用采空区 、 3 0 0 r n中段分 别注浆 ， 见 图 2所示 。 2 3 矿体 固结方 案 构造 带锚索 根据 1 8 0 m 中段矿体 的底部穿脉 、 沿脉等揭露 ． 基本认 为 3 矿体本 身为混合质石英岩 ， 较 为稳 定 ， 利于 回采 ； 但 围岩不稳 定 ， 受控 于构造带 ， 且构造带叉不是 回采的直接顶 。 因此 ． 将构 造带注浆 固化后 ， 要用锚索加 固围岩 ， 以确保采场安全 如图 3所示 。 21 9 维普资讯 3 ． 2 充填 方法的改造 为了进 一 步 确保 采 场 的安 全 ． 减 少 空 顶时 间 ， 管 理地 压 等 ． 需进行 “ 强 采 快 充” 。 利 用无 轨 开采 完全 可 以 实现 快 速 出矿 ， 但 目前 的充填速度 太慢 。原 设计 采用干 式充 填 ， 其干 料 为堆浸后 的矿 渣 ． 目前 由于掘进 巷 道 有一 些废 石 ， 需通过 斜 井运 输 到 工作 面 进行充 填 ， 其混凝土 同样采 用这 种方法 按 目前 情况 来看 ， 充填 时 间约 占 一个 周 期 的 5 0 ～ 6 0 ， 一 个 周 期 有 时 需 2 ～ 3个 月。充填 时 间过 长 ， 对顶板 维护极 为不利 ， 因此应 用快速 充填方法来 保证 采场 围岩的 稳定 。拟采 用高水 充填办法 _ “， 充填时间最 多 用 2 ～ 5 d ， 同时可 将沉 淀母 液 中 的废 水 固化后 充填 于井下 。这 种 充填法在 经济上 的可行性 尚需进一步的研究 。 4生产 中几 点要 求 图 2 1 固结方 案 整 中段 注浆 固结 后 ， 为 取 得 整体 效 益 应 采 取 如 下 措 施； a 减少贫化 ’ b 杜绝云母片岩的 图 3 3 固结方 案 构造 注浆 一锚 索 混 入 。 4 加强 管理 ， 密切注意采场 的变化情 况 。在集 中生产时 ， 要有 一定 的贮存能 力 一 同时注意 采 、 充生产环节的合理安排 。 5 对于其它小矿体 如 5 矿体 可采用壁式采矿或 空场法 。 5 结论 1 所采用 的水平充填采矿方法 ， 经完善后技术上仍是可行 的 2 主矿体 固化 围岩 的几种方 案， 对指导生产有实际意义 。 3 为达 到强采 快充 ， 提 出了改 造充填方法 的具体工 艺 ， 但 充填系统的 改造 尚需 进一步的 22 O 维普资讯 研 究 缗 一 参考文献 1 张 飞风 ， 李应 南 高水 固结 材料 尾砂充 填采矿 在铀矿 山 的应 用． 铀与金 ． 1 9 9 7 3 ， 4 1 4 ～1 8 2 棱 工业 第四研 究设 计院． 七 五三 矿 山初步设 计 ， 内部资 料 ， 1 9 9 4 收 稿 日期1 9 9 8年 7月 6日 TH E I M PRo VEM ENT oN TH E M I NI NG M ETH oD I N BENXI URANI UM M I NE Zh a n g Fe i f e n g J i ny u a n Ur a n i u m Co r p o r a t i o n． CNNCt B e i j i n g 1 0 0 8 2 2 Re c e i v e d J ul y ．6 ， 1 9 9 8 ABS TRACT I n t h i s p a p e r ， p r e s e n t s a c o n c l u d e d mi n i n g s i t u a t i o n a n d e x i s t e d p r o b l e m i n Be nx i Ur a n i u m M i n e i n r e c e n t y e a r s ．Ac c o r d i n g t o t h e s e- a t e c h n i c a l a na l y s i s o f s e v e r a l mi n i n g me t h o d i s t e c h n i c a l l y p o s s i b l e a n d e c o n o mi c a l l y r e a s o n a b l e ． I n o r d e r t o i mp r o v e t h i s m i ni n g me t h o d， s e v e r a l r e i n f o r c e me n t s o f s u r r o u n di n g r o c k a r e p r e s e n t e d． h i s p r o p o s e d t o d e c r e a s e e x p o s u r e t i me o f mi n i n g e x c a v a t i o n t o mi n i mu m a n d f i l l t h e e x c a v a t i o n q u i c k l y u s i n g n e w f i l l i n g me t h o d f o r s e c ur i t Y ． S o me p r o p o s e d p l a n s ha v e b e e n a p p l i e d o n s i t e ， t h e o t he r s wi l l b e h e l p f u l t o t h e l a t e r o p e r a t i o n o f t h e p r o j e c t ． Ke y wo r d s M i n i n g me t h o d Re i n f o r c e me n t Q u i c k f i l l i n g Fi l l i n g me t h o d ／， 、 用 测越 中的 乙 C a r t e r H． E． 等人在 An a l y s t 1 9 9 9年第 1 2 4卷第 3期 上发 表了用萃 取色谱 测定地质样品 中铀和钍的文章 。样品分解后 ． 用氢氧化铁 1 I 共 沉淀预富集铀和钍 ， 然后 用 UT EVA 树脂通 过采 用不同淋洗液 将铀 、 钍与其它干扰核 素分 离 。 铀 用 0 ． 0 2 mo l ／ L盐酸淋洗 ， 钍用 5 mo l ／ 1 盐 酸淋 洗 分离 后的铀 、 钍电沉积在不锈钢盘上 ， 最 后以 a谱测定 由于采用氢氧化铁共沉淀预富 集 ， 故作者对铁 Ⅲ 的干扰进行 了研 究 。研究结果表 明 ， 当铁 Ⅲ 的用量为 1 O ～1 5 n a g时 ， 不 影响铀和钍的N-g。 B 和 7 V o ‘ A m厨用 3 一 m o ⋯ l ／ L硝 定 。 。 P u对 铀和钍的分离有影 响 ， 可用氨基磺酸铁 1 将 P - u 酸完全 淋洗 ． 不干 扰铀和钍 的测 面 盟 坠 罕 两 方 法再 沥青 - __ 珊瑚 礁和 花岗岩标 准物质进行 了验证 铀、 钍 质量分 数和 u／ ” U、 T h ／ U放射性优值与标准值一致． 测定珊瑚礁形成军 标碓值也鹭 该方法与离子交换树 脂分 离法相 比， 分离速度快 、 节省试剂 。 张 恩慈供稿 2 21 维普资讯