黑岚沟金矿7号脉采矿方法改进与实践.pdf

江苏地质 ， 2 9 3 ， 1 6 8 1 7 0 ， 2 0 0 5 黑岚沟金矿 7号脉采矿方法改进与实践 李一帆 。 黄颖 1 ． 武汉岩土力学研究所， 湖北 武汉 4 3 0 0 7 1 ； 2 ． 山东单县第六中学， 山东 单县 2 7 3 7 0 0 摘要 黑岚沟金矿 7号脉赋存于黑云母花岗岩混合带中， 全长8 0 0多 m， 矿脉呈雁行状排列。根据该矿脉的地质特 征和开采条件， 利用短木桩、 锚杆、 小型永久矿柱进行支护， 改进了原采矿方法， 并取得了较好的经济效益。 关键词 改进； 联合支护； 采矿技术； 金矿； 黑岚沟； 山东蓬莱 中图分类号 T D 8 6 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 6 4 7 4 2 0 0 5 0 3 0 1 6 80 3 0 前言 黑岚沟金矿是隶属于蓬莱市黄金集团总公司的 一 大型黄金矿 山， 目前 日采选能力为6 0 0 t 。近年来 ， 矿 山的黄金产量每年递增 2 0 ％ ， 2 0 0 1年产金达 1 t ， 2 0 0 2年产金 1 ． 2 t 。7号脉是 黑岚 沟金矿规模较大 、 矿石品位较高的一条矿脉， 但其矿岩破碎、 节理裂隙 发育 ， 给开采带来很大 困难。矿 山一直沿用传统 的 浅孑 L 留矿方法开采 ， 一般采场在上采至1 0 m左右后 ， 上盘围岩开始大量垮塌， 致使矿石贫化加大。垮塌 下的大块围岩堵塞采场 ， 造成放矿 困难 ， 损失大量矿 石 。为 了解决这一问题 ， 2 0 0 0年底 ， 黑岚 沟金矿与 北京矿冶总院合作 ， 对 矿床地质条件进行仔 细的勘 察， 对矿岩的强度进行了大量的测试， 确定在留矿法 的基础上试用锚杆、 短木桩、 永久小矿柱联合支护， 减少围岩的塌落现象， 降低贫化与损失， 提高矿山经 济效益。 1 地质开采条件 黑岚沟金矿 7号脉严格受构造控制， 赋存于黑 云母花 岗岩的混合带 中， 呈脉状产出， 全长大于 8 0 0 m， 垂 直 深 度 大 于 3 0 0 m， 矿 脉 走 向 N E 2 8 。～ N E 3 5 。 ， 倾角 4 5 。～ 6 0 。 ， 倾 向东南 ， 矿体厚度0 ． 5 m～ 1 ． 8 m， 平均1 ． 1 0 m， 平均 品位5 ． 4 2 g ／ t ， 整体上矿脉呈 雁行状排列 。矿体无论在走向上 ， 还是在倾 向上均 有膨胀 、 夹缩 ， 分支 、 复合等现象 ； 构造带 主要 由角砾 岩、 断层泥、 碎裂岩、 绢英岩等组成， 含金多金属硫化 物一石英脉赋存于构造带内， 含多金属硫化物的绢 英岩也可成为工业矿体 ， 属 于石英脉一蚀变岩复合 型。矿石矿物以黄铁矿为主， 另有方铅矿 、 闪锌矿 、 菱铁矿、 黄铜矿、 磁黄铁矿等； 脉石矿物以石英为主， 方解石 、 绢云母次之 ， 硬度系数．厂 5～ 6 ， 不稳固。矿 石松散系数 1 ． 6～1 ． 8 ， 自然安息角 4 5 。 ～5 0 。 ， 容 重 2 ． 7 t ／ m 。底板 围岩 以氧化的花 岗岩为 主。在矿 体 与顶板之间有一层0 ． 1 m一1 ． 5 m随矿体厚度而变 化 的蚀变围岩 ， 硬度系数f4 6 ， 主要 为绿泥石化 和 绢云母化类型 ， 不稳固。有些地段顶板 围岩和矿 体 界限不清， 极易塌落。井下主要为裂隙渗水， 矿床水 文地质条件简单。 2 采矿方法改进及试验 矿山原来采用传统的浅孑 L 留矿法开采， 贫化、 损 失率较高。黑岚沟金矿生产技术科和北京矿冶总院 经对矿体赋存地质条件和该矿实际生产技术能力进 行综合分析 ， 决定在原采矿方法 的基础上进行技术 改进 ， 即在开采过程中， 对采场进行锚杆 、 短木桩、 小 型永久矿柱联合支护 ， 以减少不稳 固矿岩塌落。为 了验证该方法 的可行性 ， 将 7号脉 一1 6 0 m中段南段 7 5 0 1 采场作为试验采场 。该矿段矿体厚度0 ． 8 m～ 1 ． 2 m， 倾角 5 0 。～ 6 0 。 ， 矿体受构造带控制 ， 上盘围岩 蚀变带宽约1 ． 5 m， 节理裂隙发育 ， 不稳固。 收稿 日期 2 0 0 3 0 7 0 8； 编辑 陆李 萍 作者简介 李 一帆 1 9 7 4 一 ， 男， 主要 从事采矿技 术方面 的科研 与管理 。 硕士． 维普资讯 第3期 李一帆等 黑岚沟金矿 7号脉采矿方法改进与实践 1 6 9 2 ． 1 采场结构参数与采切工程布置 采场沿矿脉走向布置 ， 长4 0 m， 高4 0 m， 由于矿岩 均不稳固， 在矿体下盘离矿体4 m～ 5 m 平行矿脉布置 脉外运输巷道， 规格2 m X 2 ． 5 m 以原有脉内探矿巷 道作为拉底巷道 。其规格为1 ． 8 m 2 m， 采用平底结 Ⅱ一Ⅱ 构出矿， 沿矿脉走向每隔5 m布置一条出矿穿脉巷 道， 规格 1 ． 5 m X 2 ． 0 m。矿块两端 留问柱， 问柱 内设 天井及联络道， 联络道规格为1 ． 8 m 2 ． 0 m， 其采切 工程布置见 图 1 。 图 1 采矿方法示意图 1 一 拉底巷道 ； 2 一 穿脉巷道； 3 一 联络道 ； 4 - 短木桩 ； 5 一 通风人行天井 ； 6 一 永久矿柱 ； 7 一 炮 孔 ； 8 一 顶柱 ； 9 一 锚杆 ； 1 0 一 脉外运输巷道 2 ． 2 回采工艺 在矿房内自下而上分层落矿， 分层高度1 ． 5 m～ 2 ． 0 m， 采幅1 ． 0 m～ 1 ． 2 m 。①凿岩爆破 采用上向炮 孑 L 之字形 排列， Y 1 2 7风钻凿岩 ， 孑 L 深1 ． 2 m左右 ， 炮 孑 L 前倾 7 5 。 左右 ， 孑 L 径3 8 m～4 2 m， 孑 L 间距 0 ． 6 m ～ 1 ． 0 m， 排距0 ． 6 m。由导爆 管引爆硝 铵炸药一 次爆 破。②通风 采场通风以自 然通风为主， 局扇调节为 辅， 新鲜风流由运输巷道经上风流方 向的天井进入 矿房工作面， 污风经下风流方向的天井排至 回风巷 道。③局部放矿 每次分层落矿后， 将 1 ／ 3 左右的矿 量靠自重放矿从漏斗中放出， 如果需要， 还要进行矿 堆空洞处理。④平场、 撬顶 及时进入采场平整矿 堆， 撬掉浮石， 进行大块的二次破碎 ， 为后续工作提 供安全保证 。 2 ． 3 采场支护 对不稳固矿体 的开采是一项重要 的工作 ， 试 验 中黑岚沟金矿采用了锚杆 、 短木桩 与小型永久柱的 联合支护， 有效地维护了上盘围岩， 确保了安全顺利 回采 。 2 ． 3 ． 1 木桩支护采场 上盘围岩受平行节理破坏 Ⅱ 严重 ， 开采时围岩裂隙不断发展发育 ， 常呈片状大规 模 冒落 ， 为此采用木柱支护 ， 木柱直径1 8 m～ 2 5 m， 支 护 网度2 ． 0 m X 2 ． 0 m。木柱垂直 于上下盘 围岩。每 次放炮清理浮石后 即及 时支护。支护时下端支稳 ， 上端楔深 ， 不允许有松动。个别难支护处 ， 辅钉横撑 连接两根木柱。 2 ． 3 ． 2 涨壳式锚杆支护在用木柱支护的同时， 对 不稳固、 采幅较大的地段， 采用涨壳式锚杆辅助支 护， 网度为1 ． 0 m X 1 ． 0 m， 对极不稳 固地段 ， 可加密到 1 ． 2 m X 1 ． 2 m， 锚杆长2 ． 0 m。使用 Y T 2 7型凿岩 机， 西4 2 m m柱齿钎头 ， B 2 2硅锰钼轻型钎杆 ， 3 6 m m 波形螺纹套管钻凿锚杆 眼。经拉拔试 验， 最大拉拔 力8 0 k N左右。这种锚杆通过应力作用， 可使围岩 中的压应力线彼此相连 ， 形成 良好 的三向压力状态 ， 尤其有利于这种片状冒落的围岩加固。 2 ． 3 ． 3 小型永久矿柱 支护 在上盘 围岩节理裂 隙 极其发育 、 矿化差的地段随机布置小型永久矿柱 ， 以 支护上盘围岩， 这也是一种很有效的措施 。它可减 少采空区跨度， 传递上盘压力。永久矿柱为三角形， 底边长1 ． 5 m～ 2 m， 高2 m左右 。 维普资讯 1 7 O 江苏地质 2 0 0 5年 3 技术经济效果比较 对该矿脉的采矿方法进行改进后 ， 各项生成技 术经济效果都发生 了较大的变化 表 1 。 表 1 经济技术指标对比表 从以上对比指标可看出， 采用描杆、 木柱联合支 护采矿法后尽管采 矿直接成本增 加 了 8 t 一1 8 t ， 但是由于贫化损失大幅度降低 ， 试验采场增加 效益约8 0 万元， 经济效益显著。 4 结论 通过对原采矿方法的改进， 加强了采场上盘围 岩管理， 对采场上盘采取了主动支撑和保护措施 ， 即 采用木柱、 锚杆和小型永久矿柱联合支护； 同时采用 合理的爆破参数， 保护上盘， 减少大块， 减轻落矿过 程中对木柱的冲击破坏。 实验证明 ， 通过对原采矿方法的改进 ， 使采矿方 法的各项经济技术指标得到了明显的改善， 提高了 经济效益， 因此该项改进是有成效的。 生产实践证明锚杆支护应有足够的工作空间， 当 矿体变薄时， 采幅较小， 就没有足够的工作空间安装锚 杆， 不适宜采用锚杆支护， 应加强短木桩的网度。 严格控制爆破参数， 采用多排微差爆破， 提高爆 破效率， 减小对采场上盘围岩的破坏， 降低塌落现象 的发生 。 参考文献 [ 1 ] 郑 永学． 矿山岩体 力学 [ M] ． 北京 冶金工业 出版 社 。 1 9 8 8 ． [ 2 ] 土质加固方法手册编委会． 土质加固方法手册[ M] ． 北京 中国铁道出版社 ， 1 9 8 7 ． [ 3 ] 吴世明． 岩土工程新技术[ M] ． 北京 中国建筑工业出 版社 ， 2 0 0 1 ． [ 4 ] B ． H． G B r a d y ， E ． T B r o w n ，R o c k Me c h a n i c s f o r U n d e r 。 g r o u n d [ M] ． 1 9 8 5 ． I mp r o v e me n t a n d p r a c t i c e o f t h e mi n i n g me t h o d f o r He i l a n g o u g o l d mi n e LI Yi - f an ．H UANG Yi n g 1 ． Wu h a n G e o m e c h a n i c I n s t i t u t e ， Wu h a n 4 3 0 0 7 1 ， C h i n a ； 2 ． N o ． 6 M i d d l e S c h o o l o f S h a n x i a n C o u n t y ， S h a n x i a n 2 7 3 7 0 0 ， S h a n d o n g Ab s t r a c t L o c a t e d i n P e n g l a i Ci t y， S h a n d o n g P r o v i n c e ，He i l a n g o u g o l d mi n e i s a b o u t 8 0 0 me t e r s l o n g a n d 3 0 0 me t e r s d e e p． o c c u r r e d i n a mi x e d b e l t o f b i o t i t e gra n i t e ． B a s e d o n t h e a n a l y s e s o f i t s g e o l o g i c a l p r o p e r t i e s a n d mi n i n g c o n d i t i o n s ．t h e a u t h o rs d e p i c t t h e i mp r o v e 。 me n t a b o u t t h e o ri g i n a l mi n i n g me t h o d s s u p p o rt e d b y s o me a c c e s s o ri a l me a s u r e s l i k e s h o rt s p i l e s ，a n c h o rp o l e s a n d s ma l l p e r ma n e n t p i l l a r s ． I t i s c o n c l u d e d t h a t a b e t t e r e c o n o mi c al e f f e c t i s r e s u l t e d ． Ke ywo r d s I mp r o v e me n t ； Co mb i n e d s u p p o rt； Go l d mi n e； He i l a n g o u ； P e n g l a i ，S h a n d o n g 维普资讯