胡家峪矿采矿方法演变及发展.pdf

第5 5 卷 第2 期 有 色 金属 矿山 部分 2 0 0 3 年3 月 胡 家 峪 矿 采 矿 方 法 演 变 及 发 展 中条 山有色集 团公司胡家峪铜矿 张晋军 符希宏 陈东义 摘要 本文阐述了胡家峪矿 自建矿以来采矿方法的改进和发展过程， 仅供广大工程技术人员参考。 关键词 采矿方法演变 发展 l 前言 胡家峪矿南和沟坑矿床属于高中温热液细脉浸 染似层状铜矿体 ， 矿体位于“ 同斜 向斜” 次一级“ 倾 向 褶曲” 构造 中， 主要出露地层为下元古界中条群蓖子 沟组和余家山组 ， 主矿体为 3 、 5 、 7 矿体 ， 赋存于 黑色片岩和厚层大理岩接 触带 中， 矿体倾角 4 5 。 ～ 6 0 之间， 厚度变化在 6～7 0 m。主要 的采矿 方法为 有底柱分段崩落法， 截至 2 0 0 0年末， 共采出矿石量 1 2 7 9 ． 2 万 t ， 最高年产矿石量为 8 2 ． 5万 t 。 2 开采技术条件 1 含矿岩性为矽化大理岩 ， f 8～1 2 ， 较稳固 ， 如果没有断层和其他构造影响 ， 巷道一般不需支护 ， 矿体与围岩接触不明显 。 2 矿体顶盘围岩为黑色 片岩 ， f 4～6 ， 稳 固性 差 ， 巷道掘进时需临时支护。 3 矿体底盘围岩为矽化大理岩和厚层大理岩 ， f 8 ～1 0 ， 其稳固程度与矿体相似。 4 矿体倾角与厚度分区段不同而有所差别。 5 矿石属硫化矿 ， 以黄铜矿为主 ， 含硫较低 ， 无 自燃性 。 6 矿区内地质构造复杂 ， 断层 、 节理发育 ， 断层 多数与矿体走 向斜交 ， 局部对矿体有破坏作用。 3 采矿 方法演 变 胡家峪矿 1 9 5 8 年 开始建设 ， 1 9 6 0年简易投产 ， 投产后存在的技术 问题较多 ， 特别是开采顶盘不稳 固中厚倾斜矿体， 在探索试验阶段， 曾研究了带顶的 分段崩落法 、 垂直分条房柱法和封闭矿房分段崩落 法 ， 但都由于其各 自缺陷而被淘汰 ， 使得生产长期达 不到设计能力 。1 9 6 3年经 研究 提 出采用挤压爆 破 落矿一步骤 回采 的有底 柱分段崩落采矿方法 ， 同年 * 张晋军工程师山西垣曲0 4 3 7 0 4 进行施工 ， 次年生产试验取得成功， 立即得到推广 ， 1 9 6 4 年 以后生产直线上升 。3 0多年来 ， 该采矿方法 经过不断改革 ， 现已日益完善 ， 获得较好的技术经济 指标 表 1 。 表 1 主要技术经济指标 2 o 0 1 年平均值 项 目 指标 采场生产能力 t ／ d 2 4 o 采矿台效 台班 l l 6 ． 6 中深孔台效 m 2 1 ． 9 采掘 比 m ／ k t 2 1 每米崩矿量 t ／ m 5 ． 6 一 次炸药单耗 k g ／ t O ． 5 6 8 二次炸药单耗 k g ／ t O ． 1 2 7 矿石贫化率 ％ 1 3 ． 7 矿石损失率 ％ 1 4 ． 3 出矿成本 元／ t 1 0 ． 2 4 新采 矿方 法的试 验经历 了一 个有趣 的过 程。 1 9 6 2 年 ～1 9 6 3 年在使用封闭矿房分段崩落法时 ， 有 几个采场发生 意外， 切割补偿 空间形成后 ， 突然塌 落 ， 补偿空间被填满 ， 不能形成封闭矿房， 被迫在挤 压条件下爆破 ， 实际爆破效果 和矿石破碎质量非常 好 。紧接着在其他采场又进行了一次较大规模的挤 压爆破 ， 炸药量 1 9 t ， 爆破效果也很好。在此基础上 ， 我们大胆提出了挤压落矿单步骤回采的有底部结构 的分段崩落采矿方法。当时 ， 国内外采矿界对挤压 爆破是否合理有 很大争议 ， 前苏联 著名教 授 r ． M． M a n a x o b曾撰文极力反对。 3 0多年来 ， 有底柱分段崩落法是倾斜 中厚矿体 的定性采矿方法 。一直再没有提出改变 ， 但在具体 的设计过程中， 为求得设计损失、 贫化的合理化， 堑 沟接矿角度在不断的改 变， 实质上这反映 了采矿方 法在潜移默化的演变。 6 0年代初 ， 开始采用分段崩落法 时曾作过放矿 试验 ， 提出覆岩下放矿的最小放 出角为 7 0 o ， 应用时 维普资讯 第 1 期 张晋军等 胡家峪矿采矿方法演变及发展 7 发现对倾斜中厚矿体按 7 0 。 设计 ， 底盘的损失贫化很 大。在 6 o年代后 期到 7 0年代后期 十几年 中， 经广 大工程技术人员不断探索 ， 堑沟接矿角度几经调整 ， 最后确定为 6 0 ， 这样技术经济指标才比较合理 。 矿石在覆盖岩层下按椭球体理论放 出是崩落采 矿法的本质特征之一 ， 当堑沟接矿角度设计为 6 0 的 时候 ， 按此理论分析将会有 3 0 ％的矿石留在矿房内 放不出来 。但实际情 况并非如此 ， 根据多年来采场 出矿统计报表的反映 ， 除个别采场由于爆破事故的 影响外 ， 都能达到设计应出矿量。实践证明， 矿石在 采场内并不一定是按椭球体理论放出。从出矿过程 中也可看 出， 很大一部分矿石是 在空场 的条件下按 矿石的 自然安息角以剥离 的方式放 出， 使得该采矿 方法在本质上具备了空场法的特征。为此有人曾提 出， 该采矿方法从放矿理论 上讲 ， 应称之为“ 分段空 场崩落法 ” 。 4 采矿方 法的发展 4 ． 1 采准方案已能适应不 同的矿体赋存条件 1 矿体倾角在 5 0 。 以上 ， 厚度在 3 0 m以上时 ， 采 用有底柱分段崩落法 ， 电巷垂直矿体走 向布置， 每个 阶段分两个分段回采， 分段高度 2 5 m ， 付段布置采矿 巷道 ， 回风道布置在底盘 脉外 ， 采场进 回风 系统 独 立， 采场作业干扰少 ， 开采强度大。 2 矿体倾角在 5 0 。 以上 ， 厚度在 73 0 m时 ， 电 巷沿矿体走 向布置 ， 每个 阶段分两个或 4个分段 回 采， 一般上个分段“ 预摘” 下个分段部分矿量 ， 既解决 了三角矿柱部分井巷距采空区近 ， 难于施工 ， 爆破质 量不好等 问题 ， 同时也减 少 了井 巷施 工， 降低 了成 本。 3 对于矿体倾角在 4 5 。 一5 0 。 之间 ， 厚度不大于 3 0 m时， 我们成功地采用了分段空场法， 其采切工程 与分段崩落法一样， 堑沟接矿角度变为 4 5 。 ， 上部留 4 6 m的矿柱， 采用空场出矿 ， 不仅可以减少分段数 目， 而且损失率 、 贫化率及千采比均有不同程度的降 低 ， 这种采矿方法兼顾 了空场和崩落两种采矿方法 的优点 ， 综合改善了技术经济指标 。 4 ． 2 落矿方案成功应用了挤压爆破 经过多年的实践和探索 ， 小补偿 空间挤压爆破 落矿方式取代了大补偿空间的爆破 ， 简化 了回采工 艺 ， 改善 了爆破质量 。 1 以“ 丁” 字或 “ 井” 字型拉槽为补偿空间的挤 压爆破落矿方案。每个回采单元均在矿体厚大部位 拉切槽 ， 并在槽 内垂直向上沿全高掘切割立井 ， 爆破 时先以槽井为 自由面逐排挤压爆破槽 内排 面， 再爆 破切 巷 内的深 孔 排 面 ， 补偿 系数 一 般 为 1 2 ％ 一 1 8 ％。本方案的优点是 爆破规模灵活， 不受松动限 制 ； 由于崩矿是在 自创空 间下进行 ， 可靠性 较高； 能 够适应不规则矿体爆破要求。 2 向相邻松动体挤压落矿方案。本方案要求 从相邻 的采区放出本 次崩矿量的 1 ／ 3 ， 以获得本次 爆破的补偿空间。其特点是 切割工程量少 ， 炸药单 耗低 ， 爆破效果好 ， 准备工作量小。 3 联合落矿方案。即向相邻松散体挤压和向 拉槽小补偿空间挤压爆破相结合的落矿方案。这种 方案在生产实践中被广泛使用 ， 该 方案集 中了前两 种方案的优点 ， 既能够保证爆破质量 ， 又降低了采切 比。 4 ． 3 爆破参数优化 建矿 以来 ， 为了提高电耙 出矿效率 ， 降低炸药单 耗 ， 减少大块率 ， 经过前人的不 断探索和实践， 爆破 参数几经优化 ， 大大提高 了分段崩落法 的技术经济 指标和经济效益。根据多年来 生产实践经验 ， 凿岩 爆破参数优化见表 2 。 表 2 正常条件下的爆破参数 7 0年代 8 o年代 9 0年代 最小低抗线 W m 1 ． 8～2 ． O 1 ． 6 ～1 ． 8 1 ． 4～1 ． 6 孔底 密集 系数 M l ～1 ． 1 1 ． 1 一1 ． 4 1 ． 4～2 ． 5 2 0 0 0年成功地应用了孔底起爆技术 ， 有效地控 制了大块率的产生 ， 大大降低 了出矿二次炸药单耗。 经统计 ， 2 0 0 1 年全矿二次炸药单耗为 0 ． 1 2 7 k g ／ t ， 大 块率控制在 1 0 ％以内， 各项指标均 比较理想。 5 结束语 1 采矿方法对采矿而言并不是一成不变 的， 首 先应熟悉矿床赋存条件 ， 根据矿床开采技术条件选 择技术经济指标最优的开采方案。 2 采矿设计人员必须开阔思路 ， 放手去解决采 切 比大 、 损失贫化大等弊病 ， 作出符合客观实际的设 计 ， 综合改善技术经济指标。 3 随着科学的发展 ， 矿山必须重视引进和推广 各种新技术 、 新工艺 ， 积极进行 技术改造 ， 充 分发挥 工程技术人员的能动性 ， 使得矿山不断前进。 口 维普资讯