巴布亚新几内亚波尔捷拉合资企业的金矿开采.pdf

位于莫尔斯 比西北 6 0 0 k in 的巴布亚新几 内亚高地的波尔捷拉金矿是随 1 9 8 5 年 l 2 月开 凿勘探平峒开始开发的。承包商在靠近高品位 第 7 矿区矿体下盘海拔 2 2 8 0 m 的芒特 瓦鲁瓦 里开凿此平峒 ． 以便 于为金刚石钻探准备好通 路。成功完成钻探计划的结果是台资伙伴 普列索尔 巴布亚新几 内亚 公 司、 海兰德黄金 矿产公司以及雷利森 金矿区联合 巴布亚新几 内亚 公司作 出了从 9 9 3 0万 t 5 ． 5 t 金 的总 资源开始生产的决定。当建设 活动于 1 9 8 9年 5 月开始进行时， 巴布亚新几 内亚政府通过矿 物资源波尔捷拉公司接受了 1 0 ％的优先购买 权， 成为合资企业的一个合作伙伴。 1 9 9 0年 6月从井下已贫化 的6 6 O万 t 储量 2 4 ． 5 g ／ t 金 开始进行生产 ． 选矿厂于 1 9 9 0年 7 月开始生产。矿山于 1 9 9 0年 1 O月 2 0日正式 投产。 投产后第一 年生产了 1 0 0万盎 司黄金。 自井下破碎和提升设备 于 1 9 9 2年 8月投产以 来， 产量迅速上升 ． 目前计 划 日产高品位矿石 4 5 0 0 t ， 主要采用底部拉槽回采法。 除井下储 量外 ， 已确 定 的露 天矿储量为 4 5 6 0万 t 4 ． 9 t 金 。通至芒特瓦鲁瓦里山顶 的道路的施工 已完成 ， 最初 日产 量为 3 5 0 0 t ， 1 9 9 3 年 l O月以后 日总产量上升到 8 0 0 0 t 。 2 地质与矿化 波尔捷拉第 7矿区高品位金矿床是一浅成 热液型矿体 。 它赋存于 白垩纪奇姆岩层的热力 变质沉积岩以及中新统波尔捷拉共生闳长岩侵 入杂岩内。已知矿体沿走 向延伸达 椭n ， 横穿 走向的最大宽度为 1 0 0 m， 但通常不超过 5 0 m。 在侵入杂岩附近 ， 沉积岩 发生了不同程度 的热力变质和交代变质作 用， 形成 了两种相当 明显的岩性。蚀 变最轻 的是黑沉积岩， 这是轻 赣固结 的泥岩和含教量钙质成分的牯土质泥砂 用形成的， 因而更为稳定。这些岩石有些自云 石化 ， 而且在整个单元中赋存有与矿化作用有 关的大范围的角砾岩带。 侵入闪长岩杂岩由许多单个岩株和岩墙组 成。岩石坚固而且相当稳定 ． 但是易脆 ， 而且在 矿体附近， 岩石有大 范围的纹理和 角砾岩化。 侵入岩体往往集中于矿床的底盘。 4 种贵金属共生被认为是矿化作用的一部 分 ， 它们是 1 舍金黄铁矿 、 闪锌矿和方铅矿； 2 粗粒自形含金黄铁矿； 3 细粒自形含金、 砷黄铁矿； 4 金和银金矿。 通过丰富的脉石钒云母特别认别的第 4种 共生是波尔捷拉矿床第 7矿区中发现的特高金 品位矿体的来源。 矿化与 3 个主要构造走向密切相关。地下 矿山集中于罗阿曼断位带 ， 它一般厚达 1 2 m， 东 西走向， 向南倾斜 7 5 。 。上盘剪切带在 2 8水平 与 3 1 水平之间的罗阿曼断层相交 ， 而且具有向 北倾斜 8 5 o 的次平行特征。下盘八字形有相对 于罗阿曼断层向北西倾斜约 1 5 。 以及向北倾斜 8 5 。 的趋 向。 3采矿方法 3 ． 1 井巷布置 按计划． 地下矿山有 8个水平， 水平间距为 3 0 4 5 m， 通过一斜坡 道相连。水平名称 参考 相对 于海 拔 的 R L ， 因而 主 水 平 2 8水 平 为 2 2 8 0 m A S L 。矿山从 4 0水平延 伸到 l 6水平 ， 水平平峒人口在 2 8水平和 柏 水平。除回采水 平外 ， 2 6 水 平用作 回风遭 ， } 通天井与其它水 平相连。 水准巷遭掘进采用常规鸯岩爆破方法。工 作面为 4 ． O m 齑 4 ． 0 m 宽，一5 ． 5 _ 蠢 x 维普资讯 国外黄金参考 7 8 t l 9 9 9卷 6 ． 0 m 宽 ， 采用 7 6 ra m直径 掏槽炮孔， 其它炮 孔直径为 4 5 m m。 干燥工作面的周边炮孔装 I s a n o l 5 0 1 5 0炸 药， 中 C , t L 装铵油炸药。潮湿工作面装 P 0 w e r g e l 3 2 x 4 0 0 m m药包 。所有炮孔均向 3 2 ra m直 径药卷 P o w e r g e l 3 1 5 1 内装入雷管， 用非电长 时迟发雷管起爆。 计划的巷道掘进速度为每周 1 4 5 m， 约 占高 品位矿石回采 的 2 5 ％。工作 面装岩采用一 队 6 m ’ 和 3 ． 5 铲 运机。掘进废石用 2 5 t 汽车经 2 8 水平平峒定量通过破碎设施运至地表 ， 或翻 卸人无需加水泥充填的采场。掘进副产矿石通 过井下破碎和提升设备运出。 3 ． 2回 采 矿体从沿走 向尺寸为 1 5 m与走 向交叉平 均为 2 0 m高 3 04 5 m的一系剜 一次和 二次采 场进行回采。在一定采区可能发生几个采场与 走向交叉， 这些采场通过凿岩水平和回采水平 的单一中央横向进入。在早期采场中 ． 一次采 场的凿岩水平和回采水平均沿走向完全拉底至 1 5 m。这样做是为 了简化凿岩与装岩循环． 并 可在 回采前在采场顶板安装足够的钢筋混凝 土。这种做法通常是非连续进行 ， 以节约巷道 掘进米数和钢筋混凝土需要量 至于在二次采 场， 一条或几条巷道采至沿走 向的采场界限． 以 便为凿岩和岩层支护提供通路。回采水平充分 拉底的做法仍在继续。结束之后大多数采场均 用高强度胶结岩石充填料充填 ． 其余采场用采 出废料充填。理想 的是 ， 相邻一次采场在其开 采前开采到二次采场水平以上的水平。 波尔捷拉 目前采用或已试验研究了 3 种回 采方法。它们是 1 ． 垂直漏斗后退式采矿法 V C 8 ； 2 ． 掏槽与大爆破 ； 3 ． 底部拉槽 回采法。 3 ． 2． 1 垂直 漏斗 后退武 回采 法 垂直漏斗后退式 回采法是第一种进行研究 试验的方法。1 9 8 9年 l 2月完成了炸药漏斗试 验计璺 I ， 以耐全面曩破计赵进行评估。试验和 计算撬丧投工作是由 I C I 炸药公司进行的。澳 、 大利亚和加拿大各矿山的经验提出， 适宜的炮 孔直径为 1 6 5 ra m。 炮孔装 P o w e r g e l 2 5 0 0低硝酸铵含量炸药。 用 U n i f l e x 3 ． 6 g ， m导爆索起爆， 为炸药发火而 起爆 P o w e r P lu s P传爆药。选择低强度导爆索 以防乳化炸药钝化 。 在炮孔中炸药上面填塞 l m砂和在砂上面 装 l m填充料。炮孔 口受到少量破坏， 少数炮 孔因爆破而堵塞。在此采场试验 了较小孔径周 边炮孔 ， 但未获成功 ． 这是 由于岩层移动造成炮 孔闭合和由于碎屑造成堵塞。 另一采 场 用 V C R采 矿法 回采。在 这种 情 况下均采用 1 6 5 m m孔径炮孔 。其孔壁较过去 具有较好 的条件。这些 炮孔 均用 5 5 m m直径 P o w e r g e l 3 1 5 1 药包非密实装药爆破。 3 ． 2 ． 2 掏 槽与 大爆破 ． 掏槽与大爆破涉及挖掘切窘 i 掏槽 ． 以为圆 采炮孔平行扇形炮眼组的扩孔爆破剖造足够的 空隙。3 5 ％的最小扩孔量． 包括回采矿层拉底 被认为是必要的。最初钻凿 1 1 5 m m孔径炮孔， 然而随后采用了 1 0 2 m m孔径炮孔。平行炮孔 通常是从拉底的凿岩水平钻凿的。但是在需要 的地方． 可钻凿扇形炮孔 。干孔装 h a n o l 5 0 ／ 5 0 炸药 以降低粉尘生成 ， 并尽量减少金矿粉损失。 湿炮 孔装 5 5 ra m P o w e r g e l 3 1 5 1药卷 ， 它是 沿 1 0 g ／ m的导爆索捆扎的。炮孔参数为 5 m最小 抵抗线 3 m 间距 铵 油炸 药 4 m 2 ． 5 m h a n o l 5 0 ／ 5 0 。 切窘 i 掏槽孔用长时迟发非电雷管起爆， 引 爆 A r lg o m e x P o w e r P lu s P c a s t 传爆药 。采用类 似的方案进行大爆破 ， 但用毫秒迟发菲电雷管 代替了长时迟发雷管。在需要的地方 ， 对迟发 进行分段控制以减步每次迟发的装药量。重点 放在降低周边炮孔的最小抵抗线 。 虽然这种方法有效且 产量高 ， 但岩层的节 理和脆性造成切窘 i 掏槽周围发生塌蔫 。为此以 及由于安全 的原因， 当前认为还是下面叙述的 底部拉槽回采法更好。 3 ． 2 ． 3 赢部拉槽回采法 底部拉槽匾采法最好是在采场中央使用暗 维普资讯 巴布亚新几内亚波尔捷拉舍责企业的空矿开采 3 l 井或天井钻孔 ， 在主平巷中向该钻孔爆破幅射 形炮孔 。可将其比做倒转梯段爆破 ． 爆破成大 大减少的自由面。从理论上讲 ， 这种方法适宜 于长中间孔迟发爆破 ， 减少的 自由面要 内孔孔 距较密， 它可被认为相当于前面叙述方法的切 断孔。将主平巷的全部炮孔爆破 ， 如果 内孔不 起作用 ， 则有发生炮孔口破坏的危险。由于在 最终爆破之前未掘进垂直巷遭， 因而底部拉槽 回采法比较安全。 采用这种方法的第一个采场成功地进行了 回采， 大爆破产生了良好的爆堆和合理的巷道 壁。遇到的唯一 问题是炮孔闭台 ， 第一次爆破 后有 I 6个炮孔要求重新钻孔。这种方法的炮 孔破坏仍是个问题。但是两次放炮问的大塌落 已明显减少。 目前用这种方法 已对 5 0多个采 场进行了回采 4矿石搬运 不管采用什么回采方法， 均采用与掘进作 用相同的设备从采场底部的单一放矿点采出全 部回采矿石。一旦放矿口被打开 ， 装岩设备就 在遥控装置控制下进入采场。然后矿石用汽车 运至该水平的 3 个溜矿井之一， 将矿石给人第 1 9 水平 的井 下破碎 站。只有中央溜矿井将矿 石直接给人破碎机， 其它漓矿井和 l 9 水平的矿 石则用汽车运至破碎机。还安装 了用这种方法 分批装运废石的装置。 1 9 9 2 年安装的井下破碎和提升设备的设 计是为了将 日产量增至 4 5 0 0 t 。该设备包括从 l 9 水平向 4 0 水平的立式运输机以 3 5 0 t ／ h的速 度供矿的在 l 9水平的破碎机 ， 以及沿 4 o水平 的平舸向地 面运输的常规运输机。在 4 0 水平 平峒 口的转载运输机将矿石直接送至选矿系 统。分批通过矿碎机的废石最终返 回矿山的充 填系统 。 5 通风 矿 山通过在 2 ． 2 m直径两个钢井壁竖井 中 安装的 3台 2 5 0 k W 轴流式扇风机向 4 0水平平 峒 口区抽风的方法进行通风。抽 风井通过 2 8 水平的一条横巷和一条短暗井与 2 6水平 的回 风道相连。新鲜空气通过 2 8水平的主平 峒和 4 0 水平平峒口区的两个新鲜空气井进入矿山。 各水平风流通过落板调节器和辅助扇风机进行 控制。东部采区正在安装补充通风能力设备。 6 岩层 支护 与加 固 6 ． 1 掘 进 整个矿山的永久掘进和半永久性掘进巷道 均用水泥注浆锚 杆和焊接金属网进行全 面支 护。支护从半壁高伸展到整个顶板， 注浆锚杆 按 1 ． 5 m中心距安装。这种具有代表性的支护 方式在超前工作面后面落后约 1 0 m， 为掘 进工 作队安全安装 的临时支架装有 2 m或 3 m 锚栓 和蝶形板。目前正在试验机械注浆锚杆 以完成 这种要求。在特别不稳固岩层 中， 或受构造和 挖掘几何形状的控制 ， 就安装了全面注浆钢丝 绳锚杆。使用 1 0 m普通双胶和 7 m单鸟笼式钢 丝绳 。 大部分早期掘进巷道， 包括 2 8 水平 主平峒 和主抽风横巷均用有木背板的钢支架支护。钢 支架也用于 4 0 水平的平峒 口， 在两个 平峒 中， 均需要超前插板支护以使掘进通过表 面风化 层。湿混台喷射混凝土也得到有限应用。 6 ． 2 采 区石 门与底 梁 引到采区石门与底粱 的通道取决于计划中 的采区是一次采区或二次采区， 回采水平 当第 一 采区在一定支柱情况下 或凿岩水平 是否进 行了支护， 在凿岩前是否充分拉底 在一次采区 情况下 。采区石门和底梁加固所用基岩支护 部件 为 1 0 m 长 1 5 ． 2 mm直 径 5 0 0 k N 5 0 t 的普 通胶双钢绳锚杆。锚杆充分注装 ， 一旦砂浆 固 化， 就在每胶上用筒形和楔形锚杆将螵 形板和 承重板予以固定。焊接金属网也偶尔与钢绳锚 杆联台使用， 锚栓也在掘进期用作临时支护。 起初 K J． 罗森格伦 未发表， 1 9 9 0年 建议 全面支护采场顶板上抛物形拱负荷的加 固设 计 。随后对 V C R法和底部拉槽 回采法采场未 支护跨度状况的观寨 ， 以及对岩层本身原料性 质的较好了解导致各种情况下钢绳馘密度的 维普资讯 3 2 国外黄金参考 7 8 ／ 1 9 9 9卷 大量减少。初期支护量减少 7 5 ％的设想是， 总 事故是不大可能发生的偶然事件在可 以接受的 安全系数内 希尔斯 ， 1 9 9 1 年 。在不断获得开 采实际数据和变化的基础 上， 通过经验观察支 护量 已进一步碱少。 在需要人员 通道 的 地方 ， 巷 道上 面抛 物 线 形拱总负荷中有 5 0 ％是进行支护的． 在遥控机 械需要运转的地方， 其支护率减至 2 5 ％。在一 次采区凿岩水平非连续全 面拉底意味着 ， 在大 多数情况下 2 5 ％是足够 的。为抵抗沿走向充 填工作面易碎拱座在二次拉底中安装的支护密 度较大。在一次凿岩水平全面拉底 的情况下， 要求 5 0 ％的加固率。 在某些情况下会发生沿走向分段缝隙。这 就要在一次采场中进行 1 0 0 ％ 以上的加 固． 但 当相邻二次采场进行开采时， 在安装了类似密 度的钢绳锚杆的地方， 可降低到 5 0 ％。在分段 缝隙中正确安装钢筋混凝土要求对二次采场进 行充分拉底， 并逐步安装钢绳锚 杆。通过交替 计划及注入致密充填料将可减少这种分段缝隙 的产生 。 7 充填 回采计划要求开采小采区以选择工程初期 阶段达到最高矿石品位 ， 最小贫化率。这种品 回采的贫化率降到最低。 在 2 8 水平平蜩 口区建设 了临时充填料制 备设施 ， 以可对早期采场进行充填 。充填料的 混合搅拌方法是将 一l O O m m骨料倾卸通过水 泥浆喷射入地面的翻斗卡车中。将胶结充填料 运到井下． 从凿岩水平通路直接倾卸入采场中。 在 4 0水平建设 了一套永久性砂浆配料设备和 充填料运输系统 。充填骨料通过运输机运到井 下送到 4 0水平 的充 填井 ． 通过 溜槽 装 入 2 8水 平充填站的充填卡车。水泥 砂浆用管道从 4 O 水平送入． 并在它在井下充填站装载时加入到 骨科中。最初 ． 卡车不断直接将充填科翻卸入 采场中。从长期看． 计划将充填料从上部水平 通过一螺旋天井装入。该天井以后将用于下一 采场的爆破 。 充填用骨科是采石场现场经破碎的侵入岩 石。每天对骨料进行粒度分布分析 ， 以便提供 2 0 ％一3 o ％ 9 ． 5 m m和 3 0 ％以下干空隙体积 的骨料 。砂浆台 5 5 ％水泥 按重量计算 。添 加量为充填料总 量的 5 ％ 一6 ％。 充填进行得令人满意 ， 倾斜速度约为每天 2 0 0 0 t 。充填料在采场迅速凝 固． 在最初充填时 仅需在放矿 口筑一容纳充填料的废石挡墙。在 充填体 已经露 出的地方 ， 它可认 为是稳 固的。 但是 ， 离析会 造成不定孔晾带和粘结。通过胶 位驱使的选择性会造成矿柱 包括拉底柱 回采 结充填料的流动性可在一定 程度上控制离析 ， l n 程序某种困难 的结果。采场用高强度胶结岩石 当进行远距离翻卸时， 可望进一步降低离析。 充填料进行充填以实现这种程序． 并可使矿柱 余亲 周 译 王 华 较 ’ 、 _ y ’ 广 ’ 大 曾 勒 塞 格 兰 利 ． 史 密 斯 公 釜 采 ．囝 d P 节 r j ／ I 一 1前 言 “I ／ h a ／ L ， r f 格 兰利 史密斯是由雷蒙德 史密斯于 格兰利 史密斯矿山位 西澳大刺亚州东 1 9 7 9 年首先发现 的。在所有权发 生几次变化 部金矿 区， 在列维尔顿 以南 2 0 k m， 珀思东北 后， 该合资企业于 1 9 8 9年 4月宣布了开始矿山 9 5 0 k m。在计划 7年矿 山寿命期间 ， 矿 山将生 建设 和开 发 的决 定。该 工 程 设 施的 建设 于 产 1 0 0 万盎司以上黄金 ， 是澳大利亚最大的黄 1 9 8 9的 5月开始， 并于 8个月后 ， 即 1 9 9 0年 1 金矿山之一。格兰利 史密斯是普勒塞太平洋 月 1 6日浇注了第一批黄金。工程基建投资约 公司 ∞％ 和德尔塔黄金公司 4 0 ％ 的合资企 为 8 1 0 0 万澳元 业。该公司由蕾勒塞太平洋公司全部拥有的子 矿床的位置处于半干旱地带． 年平均降雨 磐司瞢糟塞≮ 格兰和 史密斯 公司经营管理。量约为 2 2 O m。矿床 的大部分位于空矿缓倾 维普资讯