不稳固两盘围岩急倾斜薄矿脉采矿方法试验.pdf

7 不稳固两盘围岩急倾斜 薄矿脉 7 采 矿 方 法 试 验 1概 西安冶金建 筑学院 东桐峪 金矿 闺挝崖 T I 提 要束桐峪盘矿在采矿方怯试验中采甩静态留矿采 矿、 。 双悔 木泥锚扦支护、 控制爆 ’ 破落矿等技术措施 ，有效地控制了上下盘匿岩的大盈片落 ，矿石 贫亿损失章太幅度下降 ．采场 出 倾艚 脉⋯圉岩⋯⋯荦矿 ． 美 蕾 词急 倾 斜 薄 矿 脉不 稳 固 圉 岩静 老 留 矿 采 矿 十’ ／ ‘ ， ，叶 、 ／ 述 东桐峪金矿Qt 脉为 急倾 斜 薄矿体 ，倾 角为7 0 ’ 一8 o 。 矿体 平均 厚度2 ． 6 2 m，局部 选5 7 m，矿体 赋存 于构造带内。 构造带 平 均 厚度 8 ． 6 3 m． 是 由 各 种 挤 压 片 岩 ，片 理 化 辉绿岩、碎裂岩组成 ，其 节理裂 隙发育 、形 成破碎带。因此 ．矿体上下盘 围 岩 均 不 稳 固。矿体为 台金石英脉，其 间有小 的岩 脉穿 插，属 中等稳 固 矿山投产 以来 ，一 直采用普 通浅孔 留矿 法回采。在 回采及放矿过程 中，上下 盘围岩 大 量片落 ，使 地质 品位7 ． 4 I g ／ I 的矿石 出 矿 时降低到2 5 一1 ． 5 6 g ／ I ，矿石贫 化 率 高 达 5 7 7 5 ％．片落的围岩不仅使 矿石 大 量 贫 化 ，还常因片落围岩堵死漏斗 ．使 采下 矿石 不能放出而造 成矿石损失 ．损失 率达3 ％ 此外 ，处理大块卡漏时 消耗大 量木材 、爆破 材料和劳动力，带来很多不安全因素，并使 剂力副教授西安市雁苷路邮箱7 i 0 0 5 采场生产 能力降低 为解 决这一课题 ．东桐 峪 金矿 同西 安冶金建 筑学院 、陕西黄 金公司 合作 ．于 1 9 9 1 年 3 月 开始采矿 方 法 试 验 ， 1 9 9 3 年 5月 完成 了研 究任务 2 回 采方案 解 决 东桐 峪金矿Q一 脉 矿体 开采难题的 关键 是采用 简便易 行、行之有效 的 技 术 措 施 ，控制 回采 及放 矿过 程的 上 下 盘 围岩 片 落 ，提高采场 出矿能力 2 ． 1 ■ 态 冒 矿 采 矿 东 桐 峪 金矿 Q 脉 上 下 盘 围 岩 均 不 稳 固 ，多 年 来 一 直 采用 普 遍 浅 孔 留矿 法 回 采 采用 这种 方法 回采 矿房时 ．将 采下的三分之 一 的矿石局部放 出 ，其 余三 分之二的矿石存 留在采场 中。局部 放矿 是在底部 结构的漏斗 中进 行的 ，这样就使存 留在 采场 中的 三分 之 二 矿石随着局部放 矿而不 断地向下移动 动 态 。动态矿石基本上起不到支护围岩的作 随着我 国资源利用法 与环境保 护法的颁 布与实施 ．全尾砂充填在我 国有色金属 矿山 与贵重金属矿 山必然具 有广阔的应用前 景 参考文献 l 北京有 色冶金设计研究总院等单位 ．采矿设计 手 册 ．中 国建 筑 工业 出版 社 ，1 9 8 7 2 刘 可任 ． 充 填 理论 基 础． 冶 金工 业 出版 社 ， 1 9 8 2 3 冶 金部 长沙矿 I 研究 院 等单位 ．充 填 采矿 洼． 冶金工 p 出版社，1 9 7 8 维普资讯 8 用 ，反而 会因矿石 流动而产生的 磨擦冲击导 致 围岩片落加剧 。为 了改 变这种状 况，试 验 组 经 过 多 方案 比较 ，选 择 在 4 0 3 ， 5 0 l ， 6 0 2 采场进行静态 留矿 采矿 法试 验 。其实 质是应 用 浅孔 留矿法 回采工 艺，设置 专用局部放矿 溜井 及电耙 道出矿底 部结构 ，在 矿 房 回 采 时 ．将 采下的三 分 之一矿 量用 电耙耙 运至专 用局部放矿溜井 见图 1 进行局部放矿。 朗 1 ■ 态 冒矿采矿 洼示 意朗 L 一局帮教矿植井 I 2 一电靶道 | 0 一救矿口；4 一运辅巷越；5 一穿脉 F 6 联瞎道 7 一切胡着遭 B 一船脉联 络道 ，9 穿嗣 c 联络遭，l 0 天井 |l i --球记锚杆 ． 其余的三分之二矿 量静态 地存 留在 采场 中， 待矿房回采结束后一次放出 大量放矿 。 这部分矿量在坷采过程 中起 干式 充填 料的作 甩 ，支撵着上下盘圄岩 ，使这种采矿方法具 备某些干式充填采矿法的 特征 ，有效地维护 了上 下盘不 稳固的 围岩 2 ． 2 “ 双快 水 泥籍 杆支 护 根据观测 的统 计 资料 ，用浅 孔留矿法 回 采矿房时 囤岩暴 露i 5 2 0 h就发生 片落。 为 了及时地控制上下盘 围岩片 落，试验 采场 采 用 双 侠 水 泥 锚 杆加 固上 下 盘 围岩 。 这 种锚 杆具 有安装速度快 ，锚 固力形 成快的特 点 。它是由膨 胀水 泥卷 、锚杆 、垫挡 圈，托 板和螺母组成 见图 2 。 用膨 胀水泥制 成 外 径 3 8 mm．内 径 1 8 mm、 长2 5 0 ram的水泥卷 用 l 4 一 l 6 r I i M 圆钢作锚 杆 ，长 1 ． 8 2 ． 0 m ， 一 端 焊 有 4 ， 3 6 mm 厚3 ram的垫挡 圈、一端车成 螺纹 ． 朗 2 双快 水 泥话 杆 l 托 扳 ，2 一 螺母 |3 一 锖杆 孔 1 4 - 一 匾锶‘ 轩体 f 5 一农髭卷j e 一垫挡固． 水 泥卷 内壁 有金属 网和特制纸保护水 泥j } 争 ， 外壁用 特 纸包装 。每根锚 杆装入两只水泥 卷 ，在未装 八锚 杆孔之前 ．浸八 水中浸泡 3 5 s e e 后迅速装八锚杆孔 ，然 后用 冲压管压 实水 泥卷 ．时隔6 rai n 后 套上托 板 ，拧紧 螺 母， 经过2 4 h 后再紧 固一 次 。 用水泥锚杆加 固上下盘 围岩的 试验 ，首 先在4 0 3 、5 o l ．5 0 2 采场进行 ，现 已全面 推 广。 这三个 采场按 I ． 2 mI ． 2 m 的 网度 对 上下盘 围岩进 行全锚 ，共安装3 O 5 6 根锚杆 。 经过多次拉拔测试 ，每 根锚 杆平 均 拉 拔 力 H ◇ ， 维普资讯 9 3 9． 7 6 k N 。 经采场放 空后 的观 察 ，上 下 盘 围岩加 固得平整牢固 ．非常理想 ．使矿 石一 次贫 化 率从3 8 ． 7 4 嘶降到 1 1 ． 0 2 嘶，二 次贫 化 率从4 4 ． 5 嘶降到5 ． 5 9 呖。矿 石损失 牢也有较 大幅度的下降。锚杆支护成本仅1 ． 8 8 元／t ， 经济效益十 分显著 。 2 ． 5 控 崩一破 落矿 Q一 ’ 脉的 上 下 盘 围岩 均不 稳 固 ．若 采 用 普 通 爆 破 洼 落 矿 ， 对 围岩 的 破坏 性 震 动 较 大 ，加剧围岩片落 ．g 『 起矿石 大量贫化。试 验 方案在 爆破技术 方面采 取如 下措施 ； 1 改变落矿炮孔方向，调整爆破参 数 改变多年来采用 的上 向炮 孔落矿为水平 炮 孔落矿．并布置成拱型 ．以求 工 作 面 平 整，保证回采作业 安全 布置在矿体 中的炮 孔间距按0 ． 6 I I 1 布置 ．排 距为 0 ． 6 m。矿体 边 缘的炮孔 间距 0 ． 7 m为 宜。参见图 3。 田 3落矿熄于 L 布I 2 控制炮孔装药量．采用空气柱间 隔装 药结构 。根据不同参数的试 验，矿体 中 间炮孔 图4 a 装药系数选用 0 ． 7 5 一o ． 8 ， 矿体与围岩接触面 图4 b 选用0 ． 5 。 矿体中间的炮孔装药 ．空气 柱位于孔底 装药之前先充填2 0 o 一3 0 0 mm长的药器包 装纸，然后再连续装药 。矿体与围岩接触 面 间的炮 孔装 药时空气柱位于 中间 。 皋孵 日 b 田 4空腔装药结构 1 一炮孔 ，2 一萄誊 3 一起} ． 甍巷 ；4 一空腔． 3 非电导爆管微差起爆。试验前一 直采用 火雷 管超 爆 这种起爆l方法难 以控制 起爆 间隔时 间 经常出现带炮现象 。使大块 产 H { 术较高 ．并 对嗣岩产 生破坏伴冲击 针 对这 种情 况，试验方案采用导爆管 微 差 起 艇；同排同段多排 分段 段 差≤5 0 ms 一 次起爆 ，使爆 破在 极短时 间内进行 ，其能 量 相互迭加作 用于 矿石 ．使爆 破块度均 匀并减 轻 了 爆 破 时 对 围 岩 的 破 坏 性 冲 击 ．效 果 很 好 。 试验 方案在 破技 术方面采 取 了有利措 施 ，不但 使大块产 出 率大幅度下降 ，更重要 的 是 对 围 岩 维 护 起 了 良好 作 用 。 2 ． 4下盘 睬外平雇 式 电耙道底部 结构 试验 前采用浅孔 留矿法 的底 部结构 是普 通术漏 斗放矿 ，经常出现大 块卡 漏。由于处 理时多用 炸药爆破 ，因此，漏 斗维修 量相 当 大 不但 消耗很多术材 ．爆 破材料 和 劳 动 力，而且还使放矿条件 恶化 ．隐藏着很 多不 安 全 因 素 ．直 接 影 响 采场 出矿 能 力 。 试验方 案采用下 盘脉 外平底 式 电耙 道底 部 结构 ．成 功地解决 了生产 实际 问题 。所谓 平底式 电耙道结构 ．就是将 电耙 道置于 切割 道同一水 平．采用 3 o k W 电耙 出矿 ，见图5 。 ‘ 摩 『_ -一 扩 圈 5采 场雇部结构 l 一电耙绞车 ； 2 一穿脒 ； 一溜井 4 一装矿口；5 一遥转遭 6 天井； T 一 联 结遭 ；8 一 电耙道 1 0 一 切割 巷道 ． 这种 结构 简便 易行 ，降低底 柱损失 ，节 省材 料 ．提高 了采场出 矿能力 3主要技 术 经济指 标 东 桐峪 金矿 Q 脉 采矿 方法试 经 中采用 了静态 留矿 支撑和 水泥锚 杆支护等综台技术 方 案，获 得 了良好的技术 经济指标 。5 0 1 、 维普资讯 裹1 5 0 1 、5 0 2 采 场矿 石贫 化损失统计计算 采 项 矿石量 t 矿石品位 ， t 矿石贫化 矿石插 失 场 名 褒石混量 t 贫化率 知 矿石损 损失率 称 目 地重矿量 采矿量 原矿品位 出矿品位 失量 知 一 次 二次 一擞 敬 0 矿 回 来 l O 7 5 7 ． 8 4 ． 5 8 l 1 2 2 6 ． 4 j 1 o 4 I 五 大 量 1 0 1 5 0 ． B 5 ． 1 7 6 0 5 5 ．8 2 0 房 出矿 I 1 4 2 3 ． 8 4 ． 3 j 一 采 1 8 9 l 1 6． 5 0 6 I 9 ． 2 6 ． I 场 矿挂 5 ．1 T 3． 5 5 31 ．4 05 2 矿烧 j 1 5 9 9 ． 0 I 2 5 8 4 ． 8 5 ． 】 7 4 ．2 4 2 2 5 0 ． 4 l 7 ．9 3 I 271 ． 2 1 0． 90 矿 回采 4 ． 0 8 0 7 9 ．6 l 0． 4 五 6 2 41 ．4 5． 22 3 50 5 ．1 B 0 大 量 ● 6 8 9 0 ．8 4 ．4 4 房 出矿 采 t O 3 5 ． 6 1 5 ． 0 3 场 矿挂 l l 9 8 5． 2 2 3 ．03 2口 5 3 0 ．5 6 2 矿块 7 4 3 9 ． 4 7 8 5 6 5 ．2 2 4． 3 4 I 33 0 ．B 1 6． 94 0 j 4 I 2 ．2 8 裹2 试验 采塌 与蕾 叠浅 孔留矿法主蜜 技术经济 指标 对比 6 O 1 采垢 5 0 2 采 墙 平均值 珥 目 单位 普通霉矿i 盍 数量 增 靖率 增 减 率 增 靖牢 啊 数置 数量 晡 地质 矿 量 t J 5 0 0 0 l 1 5 9 9 ．6 7 4 39．‘ 1 9 0 3 9 地质 品位 K i t 5 ．7 6 5 ． J 7 5 ．2 2 5．1 0 采矿 量 t 3 1 0 6 5 I 2 5 8 4 ．8 7 B5 6 20 4 40 ．8 采场出矿品位 i ／ t I ．0 6 4． 24 l t 6 ． 3 4 ．3 4 l 21． 4 4． 2 8 l1 8． 4 采 矿 台斑 效率 台班 4 2 ．0 4T． 4 1 1 ． B 5 9． 2 30 ．2 51 ． 9 2 2． 1 采场出矿能力 r i d 4 0 , ,- 5 0 8 0 7 7 ．8 8 0 7 7． 8 80 7 7．8 千 吨果 准 比 l n ／ k t 1 0 ．B 2 4． 8 2 6． 5 24 ． 2 23 ． 5 24 ．5 6 2 0． 3 万吨采切 比 i n J o k t 2 2 2 ．T 2 8 8． 7 2 0． 6 2 9 9 ．0 3 4． 7 29 3 ．0 3 1 ． 6 采 矿一次贫 化率 靠 3 8 ．7 4 1 j．4 70 ． 6 l 0 ．4 7 3． 2 I 1 ． 02 71 ．6 采矿二 次贫 化牢 曲 4 4 ．5 5 ． 82 8 6 0 0 ．1 6 8 8． 4 5．0 9 一 B 7 ． 4 总贫 化率 靠 6 B J 7 ．0 3 7 2． 8 j 6．9 4 一 T 4． 3 J T． 56 73．4 采矿一 珠 掘失 率 嘶 1 0 ．5 5． 1 8 5 0 ．7 B ．48 38 ． 3 5． 7 3 45 ．4 采矿次损失事 曲 2 4 ． 0 B ．I 一 7 4． 6 6 ．2 7 4． 2 0 ．1 4 7 4 ．4 总损失率 嘶 3 2 ．0 l 0． 9 6 一 B5．8 1 2． 28 61 ． 0 I 1 ．4 8 6 4 ．1 放矿费用 元／ t 3 ． 6 7 2 ．8 2 2 3．2 2 ．40 2．6 8 -- 2 7 ．0 枯扦支护费用 j 亡 ， t 1 ．8 0 1 ． 9 9 1 ．B 8 下转摹 3页 维普资讯 3 分流 J 、 员 同然 能安置部 分富余 人员，但只 是治标 ，不能治本。改革矿 山用工制度 才能 从 根 术 上 解 决 矿 山富 余人 员 问 题 、 在 目前社会保 障体 系不 完善 劳动力市场 不发 育的情况下 ．采 用多 种用工不 失 为 好 办 法。近些年来 ．许 多矿 山对此作 了探 索 ，从单一的 固定工 变为 固定 工 城镇 台 同工 、农 民轮 换工 退 休返聘工 社会 聘用工、家庭承包工 等多种用 工 相 结 台，职得 了一定的成 效。如 安庆 铜矿 固定 工 占5 3 ％，合同工 占 7％ 其余为 退休返聘 工 ，农 民轮换工 等 ，但 这种探索还 很不 够．固定 工 城镇台 同工仍 占绝对 比重 农轮工 ，返聘工的使 用仅 局限于 井 下 一 线 ， 二 ，三线人 员仍是固定 工 、城镇 合同工 对多种用工 尚未真正有一套 完善的管理 办法 。 改革矿 山用 工的最 后 目标应 是建 设矿消散 型的矿 山。今 后随着社会 主义市 场经济体 系 的建 立，新建 矿山可否试行 定期劳动保险合同制 ，而不实行 退休制 ，即矿 山与职工签 订定 期 劳动 保险 合同．矿 山按月提 职、补贴部分养老金存八每个 职工 的养 老基金 专户，职工在合同 期 满后可 享受这笔 养老 金 ，并离开矿 山．如 双方愿意可 延长。 5 ． 5 挺直 矿山专业 化 ，社会化协作水平 新建矿 山应避免建 庞大的机汽修广 、炸药厂 等辅助系 统 ，可引进专业生产 广家 维修 厂 家为 矿 山服 务 ， 生 活 服 务 则 应 尽 量 依 托 社 会 。现 有 矿 山应 将 辅 助 生 产 、生 活 服 务 与 主 体 生 产 部 门划 分开 ，使其成为 独立法人 ，面 向市场 ，发 展壮．大。 5 ． 4 努力 挺直矿 山机镰 化水平 与国外相 比，我 国矿 山机械 化水平还很低。机械化水 平低 ，劳动生产率 自然不可能高 提高 机械 化水平可大大提高 工作 效率，只要采取 措消化富余人员 ，则我 国有 色矿山的劳动生 产 率水平必然会大大提高 。 上接第1 0 页 ● 5 0 2 两个 试验 采场除 了 采 准系 数K2 4 ． 5 6 m ／ k t 比普通浅孔留矿 法 增加 了2 5 ． 3 ％以 外．其他各项 指标 均为 良好 。采场 出矿品位 从I ． 9 6 g ／ t 提高到4 ． z s g ／t 提高 I 1 8 ． 4 ％。 采场 出矿能力 提高 了7 7 ． 8 ％。矿 石总 贫化 率 从6 6 ％降低到 1 7 ． 5 6 ％．矿石 损失 率 从3 2 ％ 降低到 I I ． 4 8 ％ 矿 石贫化 损失率 分别 下 降 了8 7 ． 4 ％和6 4 ． 1 嘶 见表 1 和 表 2 4结 语 通 过试验研 究和生产实 践充 分验 证 了所 采用的综合技术方案对开采 急倾斜薄 矿体上 下盘围岩不 稳固的难采矿体 是行 之有效的 采用 静态留矿采矿新 工艺 ， ， 使存 留在采场 中 的三分 之二矿石起干 式充填料作用。 这样 就使这种采矿方法 既有浅 孔留矿法特征 ，又 具 有 某 些 干 式 充填 采矿 法 的 特 点 ， 列 支撑 上 下盘 围岩起 了 良好 作用。 采 用 双 快 水 泥 锚 杆 以 1 ． 2 m I ． 2 m 的 网度 对上下盘 围岩实施 全锚 固。有效地维 护 了上 下盘 围 岩 。 据 采 场放 空 后 观 察 上 下盘 围 岩锚 固 得 相 当好 ． 这 是用 2 m长 的 锚 杆 对 3 m厚 的 比较破碎的 构造带进 行锚 固的 结果 。 实践证明 ．利 用锚杆的 吊挂 ，挤 压 ，组合作 用 ，对厚于 锚杆长度的岩层 也能 获得满意的 效 果 。 采 用多 种技 术方案努力降低矿 石贫化 损 失 率 提高 采场 出矿 能力的试 验研 究获得 了 显 著的 经济 效益和社 会效 益，企业获直接效 益4 3 3 ． 8 万元／ 年 ，间接效 益 1 6 9 ． 6 万元／ 年 ， 推广效益4 2 3 1 ． 9 2 万元 按I 9 9 3 年5 月国家黄 金定价计算 。 维普资讯