薄矿体高效回采方法的探讨与应用.pdf

2 0 0 2年 1 0月 第 3 1 卷第 5期 有色矿 山 No nf e r r ou s M i n e s oc t ． ， 20 02 Vo1 ． 31 NO． 5 薄 矿体高效 回采方 法 的探讨 与应 用 常俊山， 孟 学 勇 望 儿 山金矿 ，山东 莱 州 2 6 1 4 4 1 [ 关键词】薄矿体 ；采矿方法 ； 探讨与应用 [ 摘要 】通过 对 薄矿 体 的不 同矿段 进行 回采 实 验对 比， 总 结 出一种 既能 高效 落矿 又 能节 省成本 的 薄矿 体开 采 方 案 ， 为黄 金 矿 山薄矿 体的 高效 开采 提 供 了一个新 思 路 。 [ 中图 分类 号 】TD 2 3 1 ． 6 [ 文 献标 识码 】 B [ 文章编 号 】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 5 0 0 0 9 0 2 Di s c us s i o n a nd a ppl i c a t i o n o f h i g h e f f i c i e nc y m i ni ng m e t ho d f o r t hi n o r e b o d y CHANG J u n s h a n ，M ENG Xu e y o n g Wa n g e r s h a n Go l d Mi n e ，L a i z h o u 2 6 1 4 4 1 ，C h i n a Ke y wor ds t hi n o r e b o dy；m i ni n g m e t ho d；di s c u s s i on a nd a p p l i c a t i o n Ab s t r a c t A n e w me t h o d i s g i v e n t h r o u g h c o n t r a s t d r a wi n g e x p e r i me n t o f d i f f e r e n t o r e b l o c k o f t h i n o r e b o d y．I t i s no t on l y hi g h e f f i c i e n c y m i ni ng bu t a l s o l ow c o s t ， whi c h p r o vi de s a n e w m e t hod f o r hi gh e f f i c i e nc y m i ni n g o f t h i n or e b od y i n g o l d m i ne ． 1 引言 随 着望儿 山金矿 的 生产开采 ， 深 部 中段 采场 的 回采工作 已开始 ， 但 由于本 矿深部 的 一1 9 0 、 一2 3 0 m 中段的矿体赋存厚 度小， 在 回采过程 中， 受 自由空间 小 、 落矿效率 低等 因素 影响， 给 生产 带来很 大难 度 ； 同时黄金价格不 断调 整， 必须 寻找 一种 既能 高效 落 矿又能 节省 成本 的开 采 方法 来 满 足 生 产要 求。 为 此 ， 望儿 山金矿组织专业技 术人员进行 对 比实验 ， 找 到 了一种合理 的薄矿 体 开采方 法， 为黄 金矿 山薄 矿 体 的高效 开采提 供了一个新思路 。 2矿山地质条 件 2 ． 1 地质概况 望儿山金 矿 位于 沂 沭断 裂 带东 侧 约 4 0 k m 处 ， 矿体 赋存 受河东一 望儿 山断裂控 制， 呈 明显的构 造 [ 收稿 日期 】2 0 0 1 1 2 1 7 [ 修订 日期 】2 0 0 2 0 7 0 4 [ 作 者简介 】常 俊 山 1 9 7 4一 男 ， 河北 邯 郸 人， 助理 工 程 师 ， 从事 黄 金矿 山生 产工 作 。 控 矿特 征， 其 中河 东一 望儿 山断裂 位于 焦家断 裂带 的下盘， 平面上与焦家 断裂近 于斜交 ， 为焦家断裂带 下盘的一个 分支断裂 ， 长 9 k m， 宽 2 ～2 0 0 m， 矿体 倾 向北缓南陡， 上缓 下 陡， 断裂 呈压扭 性特 点， 矿体 平 均走 向 3 O 。 ， 平 均 倾 角 5 5 。 ， 矿 体 水 平平 均 厚 度 1 ～ 2 m， 矿石平均 品位 5 ． 8 g ／ t 。 2 ． 2 矿体开 采技 术条件 矿体原岩 为花岗岩 ， 遇热蚀变 ， 含金热液沉积 富 集成 为金矿床， 含硫 较高 ， 蚀 变带 中裂 隙局 部发 育， 矿体与构造间为 紧 闭的接触 关 系或渐 变接 触关 系， 岩石硬度 f 6 ～7 ， 围岩 为钾化 花 岗岩， 中等 以上稳 固程度 ， 矿岩密度 2 ． 7 0 t ／ m3 ， 矿 岩松散系数 1 ． 6 。 3 采 矿 方法 研 究 为解决现有 采矿效 率低的 问题 ， 根据地质条件 ， 主要对凿岩方式进 行 了试验 和 改进 ， 首 先对 在浅 部 I号 脉的采场采 用的凿 岩方 式即斜 向上凿岩进行 了 试验 ， 然后对沿脉矿体倾 向凿岩进行 了试验 ， 通过试 验对 比， 得 出一种高效 的薄矿体 开采方法。 3 ． 1 斜向上凿岩方式试验 以望 儿山金 矿 一1 9 0 4采场 为斜 向上凿 岩的试 维普资讯 1 0 有 色 矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 点， 一1 9 0 4采场的矿体 倾 角 5 8 。 ， 平均 厚度 2 ． O m， 矿 石性 质为含金黄 铁矿 呈块 状 脉状 分布 于花 岗岩 中， 围岩为钾化花 岗岩 ， 中等 以上 稳 固程度 。在 回采过 程中将该采场 以天井 为 界划分 为南 北两 部 分， 北 部 矿块 以浅部沿 用的斜 向上方式 凿岩 ， 倾 角 4 5 。 ， 孔 深 2 m， 排 距 0 ． 8 m， 孔 距 0 ． 6～0 ． 8 m， 每 个 孔 装 药 量 0 ． 7 5 ～0 ． 9 0 k g ， 梅 花形 布孔方式 ， 由采矿工人 自行作 业 ； 南部 由采矿技 术人 员针 对不 同 的地 形情 况对 炮 孔参数 、 装 药量 等进 行调整 ， 凿岩设备 为 7 6 5 5型台 钻。 布孔方式见 图 1 。 AA 一 c LB 图 1斜向 上凿 岩钻 孔布 置 示意 图 1 一 矿体 ； 2 一钻孔 ； 3 一 落矿 空 间 3 ． 2 沿倾向凿岩方式试验 以望 儿 山金 矿 一1 9 0 1 2采场 为试 点，一1 9 0 1 2 采场 的矿体 倾角 4 0 。 ， 平均厚度 2 m， 矿石性 质为含金 黄铁矿 呈脉状、 浸染状分 布于花 岗岩中， 围岩 为钾 化 花 岗岩， 中等以上 稳 固程度 ， 采 用沿 倾 向凿岩 方式 ， 孔距 0． 6 ～0 ． 8 m， 排 距 0 ． 6～0． 8 m， 而后 孔距 、 排 距 逐渐增大 为 0 ． 8 ～1 ． O m， 凿岩角度即 为矿体 倾角， 每 个孔装药量 为 0 ． 8 ～1 ． O k g ， 孔深 2 ． 5 m， 凿 岩设备 为 7 6 5 5型台钻 ， 布孔方式见 图 2 。 AA r B BB 图 2 沿 倾向 凿岩 孔 布置 示意 图 l 一矿 体 ； 2 一 钻孔 ； 3 一 落矿 空 间 4 试验结果对 比与分 析 三次试验的成本消耗及生产指标对比见表 1 。 表 1 试 验结 果对 比 成本 项 目 斜 岩 斜 是 嚣岩 沿 倾 向 凿 岩 南 部 北 部 ⋯ ⋯ ’ ’ 单耗 单 本 单耗 单 成本 单耗 单位 成本 兀 ／ t 兀 ／t 兀 ／ t 1 从试 验效 果看 ， 斜 向上 凿 岩虽 然 使采 矿成 本有所下降 ， 但下降幅度不大， 说 明凿岩工艺 已被工 人熟练掌握， 只是这 种凿岩利用率较低 ， 而沿倾 向凿 岩使炸药单耗 由原来的 0． 5 1 k g ／ t 降至 0 ． 2 3 k g ／ t ， 采 矿成本 由原来 的 4 ． 6 7元／ t降至 3 ． 0 9元／ t ， 吨矿成 本降低 了 1 ． 5 8元。 2 斜 向上 凿岩 顶板 一 般 不 会 呈 较平 整 的拱 形， 有 时需 要用光爆技术对其进行 修整 ； 而沿倾 向凿 岩 由于孔底 在 同 一水 平 上， 爆 破 后 顶板 较 为平 整。 两者相 比之下， 沿 倾 向凿岩 落矿方 式 较斜 向上凿岩 方式节省成本 ， 同时也缩短 了作业循 环时间。 3 斜 向上凿 岩施 工组 织 比较 复 杂， 它 由凿岩 爆破一 出矿一凿 岩 爆 破一 出矿一 修顶～ 出矿 组 成 ， 而沿倾 向凿岩方式则较 为简单， 每分 层回采时， 首先 压顶将采场控 顶 高度 控制 在 2 ． 5 m 左 右 ， 然后 将落 下的这部分矿石 出完 ， 再次是沿倾 向打 垂直 孔， 孔深 2 ． 5 m， 分 次爆 破， 最后统 一出矿。 5 建 议 1 缩小 钻头 与药 圈 的直径 ， 降低 药 圈 中心与 炮孔端部的距离 ， 从而降低大块率 ； 2 由于垂 直 上 向凿岩 炸 药量 相对 集 中， 故此 种凿岩方法应用在上盘较稳 固的采场。 下 转 第 1 3页 翠 l一2一 l 一2～ 3一 维普资讯 第 5期 赵广 山 关于级差矿利 的分析 1 3 议 的可能 。在这 种情 况下， 即使存在级差矿利 Ⅱ， 资 源的所有者如果 不在租约 中声 明， 就没有机会得到 。 ②农业 中追加 的投 资除 了补偿 投入 及其 利润 外， 一 部分将 沉淀在土地上并最终转 化为土地 所有者的财 富 ， 而在 矿业中， 不论 开发 者 如何追 加 投资， 其结 果 均是资源无可挽 回地 被 消耗掉 ， 所 以这 种追 加 投资 不能沉淀在 资源上 。在这 种 意义 上， 将 矿业 权 或资 源 的价值 视为某种形式 的地租是 不合适 的。同时资 源 的所有者也必将在租 约中考 虑到该资源开发 的最 大 收益并要求得到全部 或部分 的级差矿利 Ⅱ。 基于上述的分析 ， 笔者认为， 遵 循马克思的级差 地租 形态分类的本质重 新确 定级 差矿利的形态是十 分重 要的。 矿 业开 发 同样 存 在粗 放 经 营与 集 约经 营 的 阶 段 。然而 由于前述 的原因， 对于 资源所 有者而言， 矿 业开发是按照项 目进 行的 ， 所 以集 约化经 营 的成果 在项 目结束， 资源耗 竭之 后也 就 终结 了。相应 的这 种追 加投资的效果也 只停 留在经营期 间而不会沉淀 给资源所有者 ， 相 反， 对资 源开发 的越 彻底 ， 可能对 原有植被或土地形 态 的破 坏越严 重 ， 相 应进行 的恢 复工作也就越艰 巨， 相应 的投入也就越 大。 按照投入 产出规律 和社会利润率平均化 的趋势 进行分析可 以从 另一方面了解级差矿利 的形 态。在 矿业 中， 由于 资 源 是耗 竭 的， 开发 是 按 照 资源 进 行 的， 开发的结果是 资源 的完全耗竭 ， 所 以资源 往往是 在开发协议制订 的时候统一考虑 的， 也就是说 ， 资源 是作 为一种资产完全移交给开发者 ， 在开发期 间， 所 有者对于 资源 已经失掉 了实际 的支 配和控制权 。 5 级差矿利计 算 级 差矿利的计算可 以通过计算 矿产资源价值的 途径来求得 ， 本 文拟 采用这 种 方法 。级 差 矿利 可 以 使用 绝对 数值， 称之 为级 差矿利 额 Vc ； 也 可 以比率 数值进行 表示， 称之为矿产资源级差收益率 比 R 。 1 求取矿产资源收益率 R ， 根据 V， Vc 式 中 V， 矿产资源实现价值 ； 绝 对 矿 利 ； 级 差 矿 利 额 。 则有 R， V r Vc R R 式 中 R， 矿产资源收 益率 ； R 矿产 资源绝对收益率 ； R 矿产资源级差收益率 ； 矿业开发资金 ； V， 矿产资源实现 价值 。 2 求取 矿 产 资 源 级 差 收 益率 R ， 根 据 Vr 并参考 如下 假设 ①矿 产 资源 价 值 与开 发 投入 成正相关 变化 ； ②绝 对 矿利与 资源 的 价值成 正 比关 系 。 当将正相关关系简化为正 比关系时， 则下式成立 v a | Vr K R r Vr | va 推出 R， K ／ R 贝 0 R， R R R， K R 即 R R， 1一K 其 中 K 资产收 益率 当前 的社 会 经济 条 件下 的 平 均 资 产 收 益 率 注 应 用 资 产 定 价 模 型 C AMP 可 以求 出 K 。 [ 参考 文献 ] [ 1 ] 夏永 祥等 ． 试 论宏 观级 差地 租 [ J ] ． 中国工 业 经 济 研 究 ， 1 9 83． 1 2． [ 2 ] 陈于恒 等 ． 煤 矿 级 差 矿 利 的确 定及 其 意 义 [ J ] ． 中 国矿 业 大学 学 报， 1 9 8 7 ， 1 ． [ 3 ] N． B． 哥罗德年斯基 ． 级差矿租与社会主义核算[ J ] ． 国 外金 属矿 山， 1 9 8 9 ， 1 ． 上 接 第 1 0页 6结 语 通过 试验对 比， 对于薄矿体 ， 沿倾 向凿岩存在 明 显优势 采矿 成本 降低 了 1 ． 5 8元／ t ， 生产 能力提 高 了 1 l t ／ d ， 损 失贫 化 容 易控 制。据 此 对 这 种 凿岩 方 式进行 了推 广， 沿 矿体 倾 向凿岩 落矿方 式 已逐渐 被 广大 凿 岩 机 工 接 受 ， 望 儿 山 金 矿 的2 3 0 8 、 2 7 0 6 、 2 3 0 2 等采场 均采 用此 种凿 岩方 式 ， 生 产效 果 良好 。 合理 的采矿方法 ， 大 大 降低 了望儿 山金矿 的生产 组 织难度 ， 降低 了成本 消耗 ， 增强 了矿山适 应市场的能 力 。 维普资讯