倾斜中厚多层低品位难采矿体的采矿方法.pdf

螂 惭 位，， 务 7 稍 第2 6 卷第4 期 中南工业大学学报 V o 1 ． 2 6 No 4 1 9 9 5 年 8月 J ．C ENT．S 0 UTH UNI V．T EC HN0L A u g ．1 9 9 5 审 7 一 『 。。 倾斜 中厚多层低 品位难采 矿体的采矿方法 7 ‘ 3 谢 国 华 曾强 中南工业大学 资源 开发 工程 系 ， 长沙 ， 4 1 0 0 8 3 摘要针对川口钨矿杨林蜥矿区唯采矿体的开采技 术条件， 经优选采用爆 力运搬阶段矿房采矿 法 ， 成功 地 解 决 了该矿 区 占总工 业储 量 6 0 以 上 质 量分 数 的倾斜 、 中犀 、 多层 、 低 品位 堆采 矿体 的开 采方 法 ， 也 为其它 矿 山 同类型 矿体 开采 提哄 了抖 学技 术依 据和 工艺 经验． 关键 词阶段 矿房 击 ； 爆 力运搬 }爆 破 力 ‘苗岩 上 山 中圉法分类号TD8 5 3 ． 3 1 矿床地质与采矿技术条件 扬 林 坳矿 区为 巨型 多 层倾 斜 白钨 矿 床 ， 矿 石 品 位较 低 ， 平均 仅 为 0 ． 4 7 质量 分数 ， 下 同 ． 伴生元索含量 撅微 ， 均无 回收价 值． 含矿带似层状 ， 走向长 1 3 0 0 余 m， 水平宽度 5 0 0 余 m． 矿体主要由充填在构造裂隙中的石 英脉群及其 围岩中的微细脉体构成． 矿体赋存条件复杂 ， 厚度为 2 ． 9 ～3 4 ． 5 12 1 ， 倾角平均为 3 6 。 ， 大于 3 6 。 的约 占 6 5 以上． 矿 床 自上而下分 为风化带 和原 生带． 风化 矿约 占矿石 总储 量 的 3 9 ． 2 ， 半风化矿占 4 ． 3 ， 原生矿占 5 6 ． 5 ． 矿石可选性差， 风化矿 目前尚无法回收． 矿石 按含矿 岩石的性质 不 同， 分为砂 岩型和板 岩 型 2类． 对 于矿岩 的坚 固性 系数 ，， 砂 岩 型为 4 ～6 ， 板岩型 为 6 ～8 ， 中等 稳固或 稳固 ； 对 于矿石密度 ， 砂岩型 为 2 ． 2 1 0 “ - 2 ． 5 4 0 t ／ m ， 板 岩型 2 ． 4 5 O ～ 2 ． 6 5 0 t ／ m ； 对 于 自然安息角 ， 砂岩 型为 3 6 。 ～3 7 。 ， 板 岩 型为 3 7 。 ～3 8 。 ； 对 于松散 系数 ， 砂 岩型 为 1 ． 8 1 ～1 ． 9 8 ， 板 岩型为 1 ． 7 O ～1 ． 8 1 } 岩层移动角为 6 5 。 ～6 8 。 ． 矿区 内水文地质 条件 简单 ， 9 5 的矿量位 于浸蚀基准面以上 ， 坑 内主要是弱风化裂 隙水和 构造裂隙水． 地面均为荒 山坡 ， 无工民建筑 、 公 路和河流． 2 采矿方法选择 扬林坳矿体赋存条件复杂， 采矿方法选择受许多因索制约 ， 特别要保证矿区获取一定的经 济效益， 因此采矿方法选择难度较大． 根据矿床 的地质 和采矿技 术条 件 ， 通过多 种采 矿方法l的技术经济论证后 ， 经优选采用爆力 运搬空场采矿法 ， 作为工业 试验方案． 收穑 日期1 9 9 5 0 3 3 0 第 1作 者谢 国华 ， 男 ， j 8岁 ， 副 教授 十 中国有 色金 属工 业总公 司科研 基金 资助项 目 维普资讯 中南工业大学学报 2 ． 1 爆力运搬采矿法方案选择的影响因素分析 在矿体的采矿技术条件适当的条件下， 爆力运搬的可靠性是应用爆力运搬采矿法成败的 关键． 根据杨林坳矿区的采矿技术条件， 矿体倾角为 3 6 。 ～3 9 。 时， 宜采用爆力运搬分段矿房法 ； 矿 体倾角大 于 3 9 。 ～4 5 。 时 ， 宜采用爆 力运搬 阶段 矿房法 ； 倾 角为 3 O 。 ～3 6 。 的矿体 ， 虽然也 可 以 采 用爆 力运搬采矿法 ， 但会产生 以下 难以解决的 问题 1 炸药消耗量大． 在杨林 坳矿 区阶段高度 为 4 O m 的条件 下 ， 当矿 体倾角 为 3 0 。 时 ， 则 阶 段斜长为 8 0 m． 如果采用爆力运搬阶段矿房法， 要求矿石的最大抛掷运搬距离达到 7 0 r n以 上． 根据 我国胡家 峪矿 、 青城子矿 、 龙烟铁矿等矿 采用爆力 运搬 采矿法所取得的 经验得知 t 在矿 体倾角为 3 0 。 抛掷 运搬距离达到 7 0 m 以上时 ， 则 崩落 1 m 矿石 的炸药 消耗 不低 于 1 ． 8 k g， 即 1 t 矿量需炸药 0 ． 6 8 k g C ． 按矿体厚 度 1 0 i n 、 矿房 宽度 1 0 m、 最 小抵抗 线 1 ． 2 i n 、 炮孔孔径 6 5 m m计算 ， 每排炮孔的崩矿量为 2 9 8 t ； 每排炮孔的装药量为 2 0 3 k g ； 按杨林坳矿区人工装药的 实际数据 ， 每米炮孔的装药量为 1 ． 1 6 k g ， 装药系数取 0 ． 8 5 ， 则每排炮孔的总延长长度 z 为 2 0 6 i n； 按 扇形 炮孔 平均 深度 7 ． 5 m 计算 ， 则孔 数 为 2 8个． 如果采用爆力运搬分段矿房法 ， 拟分 2个分段 ， 每排炮孔数为 1 8 个． 炸药单耗量太大， 需要的炮孔总延长长度和孔数相应地增加， 每米炮孔崩矿量降低， 从而 采矿成本提高， 采矿工人劳动生产率降低， 孔 口布孔密度大 ， 开孔难度加大． 特别是采用多分 段 ， 则采准工程量更大． 2 爆力运搬 的可靠性不 高． 矿体 的倾角 小于矿石 的 自然安息角 ， 矿 石运搬主要靠爆破抛 掷力， 爆破力给矿石的动能和矿石本身所具有的势能促使矿石沿采场底板滚动和滑动的力量 ， 很快被底板的阻力所抵消． 运动的距离随着矿体倾角的减小而缩短． 特别是粉矿 ， 会大量堆积 在矿房底 板上． 此 时 ， 必须 采甩高压水冲洗矿 房底板上 的残 留矿 石 ， 否则 ， 不但损 失大量矿 石 ， 而且对后续崩矿 的爆力 运搬 产生阻碍． 因此 ， 爆力运搬采矿法应在倾角大于 3 O 。 ， 最好大于矿石 自然安息角的矿块中， 选择有代 表性 的矿块进行试 验． 2 ． 2 试验矿块爆力运搬采矿法方案 试验矿块选择在四中段 见图 1 ， 位于 6 3线至 6 4 线之间． 阶段高度 4 0 m， 矿块沿走向长 度 5 0 r n ， 矿体厚度 1 0 i n， 倾角 4 0 。 ～4 2 。 ， 矿块斜长 6 0 6 2 i n， 减去 I 8 m 的顶桂 和底桂斜长 ， 则 矿石 需要搬运 的最 大斜 距离为 4 2 4 4 i n - 2 ． 2 ． 1 按经验公 式计算 ， ， ． b、 ，． b． ． 5 n ． m‘ 埘 g 十 石 j r 、 一 - 十 2 一 g 十 ■ 二 一 u 式中 为爆力运搬距离， r n ； l 。 为炸药爆炸力抛掷矿石的距离， r n ； 为矿石受动能和势能 作 用沿矿 房底 板滚 动和精动的距离 ， m； 6为矿体厚度 ， 取 1 0 r n ； a为矿 体倾角 ， 取 4 0 。 ； 为爆破 作用指教 ， 对加强抛掷爆破而言， 一般为 2 ～3 ， 本计算中取 2 ； 为最小抵抗线， 取 1 ． 2 in ； ，为 运动 阻力系数 ， ，一0 ． 9 ． 将上列数据代入式 1 中， 则得 一1 5 6 in - 维普资讯 第 2 6卷 第 4期 谢 国华等 ；倾斜 中厚 多层 低 品位难 采矿体 的采 矿方 法 2 ． 2 ． 2 按 我 国实际经验 推算 杨林 坳矿 区非爆 力运搬 中深孔崩 矿 的炸 药 单耗量 平均 为 0 ． 2 8 k g ／ t ， 即 0 ． 7 4 2 k g ／ m ； 采 用爆 力运搬 矿石 ， 炸药 消耗量应增加 3 0 ， 则炸药 单耗 量为 0 ． 9 6 k g ／ m ， 按 国内矿 山经验可以 得 出 z 一6 5m． 以上 计算 出的数 据表 明 ， 爆 力运搬可 以达到 的距 离大大超 过 了试 验采场 矿石 需要运搬 的 最大距 离 ， 证 明了爆 力运搬 阶段矿房法是 可行的． 如果 凿岩爆 破 参数确 定合理 ， 施工 质量能得 到保证 ， 这种采矿方法 的试验必然会成功 ， 而 且可 以取得较好 的技术 经济效果． 2 ． 3 爆力运搬阶段矿房 法回采方案 根据 试验矿块的具体采矿 技术条件 ， 提 出 2个爆力运搬 阶段 矿房 法 回采方 案． 方案 I 矿块走向长 5 2 m， 划分成 4 个宽 9 m的矿房 ， 矿房之间留 4 m宽的间柱． 由于工 业矿石的平均品位只有 0 ． 3 5 ， 间柱不回采． 不留顶柱， 底柱斜长 1 4 m． 矿块采矿方案结构如 图 1所示 ． 宙 1 爆 力运搬 采矿 法方 案 I矿块 结构 图 1人行／ 1 、 井 }2 4 6 3穿眯巷道 ；3电耙道 i 4斗 穿 |5 4 6 4穿脉 巷道 ； 6 2 6 3穿眯善道 ；7凿岩 上 山{8问柱 }9 2 0 Z沿脉 善遭 I 1 0 2 6 4穿咏 善道 ；1 1 4 0 2措 脉巷道 1 2 4 0 1 E沿脉巷道；1 3 切割横巷；1 4 堑淘} 1 5 措拖电耙峒室； 1 6 检查天井；1 7 检查横巷 技术经济指标预测 1 台班打 眼能力 为 5 O ～5 5 m／ 台班 ； 2 凿岩 工劳动生产率 为 6 5 ～ 6 8 t ／ 人班 ； 3 采 矿工劳动 生产 率为 4 3 ～4 6 t ／ 人 班 ； 4 矿房 出矿能力 为 3 0 0 3 6 0 t ／ 日； 5 矿房 回采率 为 9 5 ～9 6 ； 6 矿 石贫化 率不大 于 1 2 ； 7 万 吨掘采 比为 1 3 7 m／ 万 t ； 8 矿房 矿量与矿块矿量的百分 比为 5 4 ； 9 炸 药消耗量 为 0 ． 3 4 ～0 ． 3 9 k g ／ t ． 方案 Ⅱ 1 个矿块中只辟 1 个矿房 ； 相邻矿块之间留8 m 宽的间柱， 因此矿房沿走向长度 为 4 4 m． 矿房 内划分 4个分条 ， 分条宽度 1 1 m， 分条之间不留间柱 ， 每个分条 内布置 1个凿岩 天井 ． 分 条 可以依次 回采 ， 也可 以同时回采 2 ， 3 ， 4个分条 ， 主要取 决于顶板 围岩的稳 固程度． 矿 块采 矿方 案结构如图 2所示． 技 术 经 济 指 标 预 测 ； 1 台班 打 眼 能 力 为 5 0 ～ 5 5 m／台 班 ； 凿 岩 工 劳 动 生 产 率 为 7 8 ～ 8 0 t ／ 人 班 ； 2 采 矿 工 劳 动 生 产 率 为 5 0 ～5 4 t ／ 人班 } 3 矿房 出矿能力为 3 o o 3 6 o t ／日； 4 矿房 回采率 为 9 j ～9 6 ； 5 矿 石贫 化率为 1 2 ～1 4 ； 6 万 吨掘 采 比为 l O 5 m／ 万 t ； 7 矿房矿量与矿块矿量的百分 比为 6 5 ． 6 ； 8 炸药 消耗量 为 0 ． 3 4 ～O ． 3 9 k g ／ t ． 维普资讯 中南工业大学学报 1 9 9 5年8月 图 2 爆 力运 搬采 矿法 方 案 I矿 块 结 构图 1 4 6 3 穿咏巷道；2 斗穿 ； 3 4 9 4穿咏巷遗} 4 檀矿井； 5 问柱 I 6 2 6 3 穿辣巷遭； 7 矿房I 8 誊岩上山9 2 0 2 沿棘巷遭|1 O } O 2 柑脒巷道 ； 1 1 4 0 1 E糟脉巷道} 1 2 电耙道 I 1 3 切割横巷 I 1 4 蜘糟和篝翔 I l 5 柱生小井 I 1 6 检查横巷 方案 I与方案 I 比较 ． 方案 I 优点颇多 1 矿房矿量 与矿块矿量的 百分 比比方案 I 高 1 1 ． 5 ； 2 千砘掘采 比比方案 I 少 3 ． 2m／ k t } 3 矿块 中的堑l沟连续开挖， 开堑沟的切割槽只需 1 个 ， 比方案 I 少 3个 ， 从而可以提高 堑沟开挖 速度和效率． 缺点是 顶 板局部片落的可能性增大 ， 控制贫化的难度 加大． 虽然方案 I优于方案 I， 但考虑要 有效 保护 上部风化矿和延长该矿现有尾砂库使用年 限 ， 最终 还是采用方案 I进行工业试验． 3 结 语 1 在 杨林 坳矿区板岩型矿体开采技术条件下 ， 采 用爆 力运 搬采矿法 ， 采场最终爆力运 搬 距离达 3 8 ． 4 m 回采矿房实际长度 ， 底板无 明显残 留矿堆 ， 回采率 为 9 0 ． 2 在 矿房 整个 回采作业 过程中 ， 人 员不需进入采 空 区， 安 全好 ． 3 试验的采矿方法， 回采贫化率为 8 ． 7 ， 采准 比为 9 m／ k t ， 每吨原矿成本比矿山原用 的中深孔分段崩落法低 1 ． 4 8元／ t ， 经济效益好． 4 杨林坳矿区矿体赋存条件和采矿技术条件极为复杂， 爆力运搬采矿法适用于该矿区 工业 储量 为 6 0 以上的矿体开采 ， 有推广应用价值． 参考文献 1 解世俊主编． 采矿手册 第 4 眷 ． 北京 ； 情盘工业出版社， 1 9 9 1 ． 1 6 6 1 6 8 维普资讯 第 2 6 卷第 4 期 谢国华等 倾斜中厚多层低品位难采矿体的采矿方法 2 橡 小荷 主编． 采矿 手册 第 2卷 ． 北京 拍金工 业 出板 社 ． 1 9 9 0 4 2 3 4 2 9 MI NI NG F OR L OW GRADE L AYE RED ORE B0D J ES WJ T H MED J UM THI CKNE SS AND MED I UM SL OPE ANGL E G t o hu a Ze n g Ya o De p a r t me nt o f Re s o u r c e s Ex p l oi t a tio n En g i n e e r i n g，Ce n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y，Ch a a g s h at 4 1 0 0 8 3，Ch i n a ABSTRAC l Ac c o r d i n g t o t h e mi n i n g c o n d i t i o n s o f d i f f i c u l t g r o u n d s i n Ya n g j i a a o d i s t r i c t o f C h u a n k o u t u n g s t e n mi n e ， t h e p a p e r pr o p o s e d s o me ma i n p r i n c i p l e s o f d e t e r mi n i n g t h e mi n i n g me t h o d o f t h e s e d i f f i c u l t o r e b o di e s，wh i c h a c c o u n t s f o r 6 0 t ot a l o r e r e s e r v e i n t h e d i s t r i c t ． Us i n g t h e p r i n c i p l e s，a u t h o r s d e s i gn e d a n d t e s t e d s u c c e s s f u l l y a s p e c i a l mi n i n g me t h o d s u i t a b l e t o t h e l a y e r e d o r e b o d i e s wi t h t h e o bl i q u e a n g l e s。 f 3 0 。 ～ 4 5 。 a n d m e d i u m t h i c k n e s s ，t ha t i s，b l o c k s t o p p i n g me t h o d o f mo v i n g o r e b y b l a s t i n g p o we r -I t i s e s t i ma t e d t h a t t h i s mi n i n g me t h o d c a n b e a p p l i e d t o o t h e r mi n e s wi t h t h e s i mi l a r o r e b o d i e s ． Ke y wo r d s b l a s t h o l e s t o p p i n g me t h o d；o r e mo v e me n t b y b ] a s t i n g p o we r；b l a s t i n g po we r ； d r i l l i n g s l o p e h e a d i n g 维普资讯