冰岩带条件下矿床的下向充填法回采.pdf

冰岩带 条件 下矿床的 下向充填法 回采 l 5 9估计 误差 有许多潜在的误差源都威胁各个阶段的资 源估计精确 度。在 测 量矿 脉 厚度 、 矿石 和废 石 密度 、 岩心 获 得 率 和获 得 量 时都 引起 误 差 。不 好 的取 样 、 试 样 制 备 和 分 析 方 法 会 形 成 问题 。 在 计算 储 量和 预 测 回采 贫化 率时 也 出现误 差 。 增加数据采集量来减少这些误差 ， 往往会增加 费用 。 应 当在 储量与 实 际生 产 品位和吨量之 间进 行调整作 为估 计和 回采有 效性 手段 。调整得 不 好 ， 可能 是 由于采 用 不适 台 的 方法或 者 由于 对 矿 化带性 能未给予 足够 注 意所 造成 的 。 薄矿脉 产生 的特 殊 问题 是 ， 矿脉很 薄之处 ， 大量 贫化 是不 可避 免 的 ， 因此正 确说 明选定 回 采 方法最 窄采 幅 是 很关 键 的。在另 一 些 区域 ， 基 于试 样 边 际 品 位 的矿 体 可 以超 过 该 最 窄采 幅。于是可能 出现 厚度 值 相 同的情况 ． 因此所 有 厚度值 的统 计分 布决不 是正 态的。在这种情 况 下 ， 必 须模 拟地 质圈定 的矿床 或单 由试 样边 际品位圈定的矿床， 在块段资源情况下 ， 必须修 改 品位 以考 虑达到最 窄采 幅 的贫化 。在这种情 况下 ， 采用有代表性贫化率的平均值。这经常 出现问 题 ， 尤 其 是 在 用 统 计 基础 方法 情况 下。 由试 样 边 际 品 位 和地 质标 准 圈定 的可 能 高 品 带 ， 可能被 约束在 矿脉边 界 内 ， 或可 能包括 围岩 内的矿化带 ， 或 可 能 叠 覆 两者 的部 分 。 因此 品 位 总体是 复 杂 的 ， 次经 济 矿 化贫化 包 体使 问题 加重 。 l O结论 没有 几座矿 山 能 提 出其 估 计1品位 ， 尤 其是 关 于品位的初 始期望值 常常 不能获得 。这往往 是由缺乏地质了船 ， 在计算时未能考虑矿体的 复杂性 。在 计 算 之 前 得 到地 质 资 料 是 很 重 要 的。一般情况 下产 生错误 估 计 的原 因有 4个 矿 山地质 知 识不够 和对 矿 床缺 乏基本 认识 ； 承 受风 险不够 ， 即在 太早 阶段估 计 ； 劣质 数据 ； 过 于依靠 计算 机或 数学方法 。 薄矿脉 的复杂性 要求完全 受 限制 的仔 细估 计 ， 因而需 要搜 集 和解 释地 质 数据 。在研 究 品 位分 布时 ， 重要 的是 进 行详 细 的矿 物和 物 理研 究 ， 设 计有 效取 样 和试样程 序 和确 定对 品 位分 布和矿 床地 质性 质的控制 。 品位估 计 的关键 步骤如 下 1 确认和检查数据库 ， 包括检查试样制备 和分 析步骤 ； 2 研究黄 金分 布的统计 数字 ； 3 评估对 降低试样 品位 的要求 ； 4 确定最适 合 的模拟 方法 5 模拟矿 脉和 围岩 金属 累积 和厚度 6 考 虑最 窄采 幅和可能的贫化 7 重 复检查 所有操作 方法和计算 ， 比较不 同估计 方法 的结 果。 提出薄矿脉矿物资源的报告是特别充满困 难的。确定需要银行承兑文件的测定资源和储 量， 单根据钻探资料一般是不可能的， 需要昂贵 的地下 掘进 和全 巷取样 。呈 团块 产 出矿 脉的低 置信度 品位 估计 ， 有 比较严 重的问题 。 只要找 到薄 脉状 矿体 和 了船 其 形状 ． 一 般 将 从里 向外 与 回采同步进行勘探 。最 出色的薄 矿 脉估计人 员将 是最 有经验 的人员。在 当前加 强资源和储量报导过程 的情况下， 进行评价 的 人员 必须是 一 名 “ 胜 任 的” 人 员 。最 重要 的是 ， 应 当采用一 种对矿 山掘进 动态性 能敏感 的灵活 方 法 。 周叔良译 王华校 冰 岩 带 条件 下矿 床 的 下 向充填 法 回采 俄罗 斯 的 领 土 有 6 0 ％ 以上 处 在 冰岩 带 条 件下 即地 壳 上 部 的特 点 是 零下 温 度达 到 一l 5 ℃， 可能存在有 0 ℃等温下部边界的冰块 ， 冻结深度达到 1 5 0 0 m ， 该冰岩带 内集中有 A u 、 维普资讯 6 国外黄 金参考 1 ～2 ／ 2 0 0 I 卷 、P t 、 s n 、 w 、 M o、 c u、 z n 、 P h 、 金 刚 石 、 稀 土 、 光 学石英 、 煤 、 铁等有价值矿石储量。 皮可用地下 法开 采 的 黄 金 储 量 就 占 5 6 ％ 4 6 ％ 为 脉 金 矿 床 ， 1 0 ％为砂金矿 床 。 多年冻结带有价值矿石基本上一直用留矿 法和各种房柱法方案进行开采， 在这种情况下 ， 矿 石损 失率达 到 2 0 ％或更高 ， 贫化 率 为 4 0 ％ 一 5 0 ％， 采矿技术条件和矿山地质条件仍在继续 恶 化 。 只有在推行 可以大 大降低矿 石损失 贫化率 和 同时 能提 高企 业生 产 能力 的 采矿 方法 以后 ， 才能提高产量水平和同时减少市场条件下亏损 企业的数 量 。采用 充填采空 匠 的地 下栗 矿法来 解 决这个 问题是极 为适合 的 。 但 是 ， 由于传统 的胶结 充填很艰 巨 ， 必须建 立昂贵的充填站和敷设管道和使用短缺的胶结 料 水泥及其它材料 、 充填成本高 、 缺乏适台于 冰冻带条件 的工艺 低温对充填体的形成工艺 和持续 时间产生负面影响， 故在冰冻带条件下 一 个 矿床也 未采 用这 种方法 。 从 4 0年代开始就对 在多年冻结岩石条件 下用直接在回采区形成 的结冰或冰冻岩石充填 料充填采空区的采矿祛进行研究。这种充填体 具 有对 传 统充 填体 的许多重 大 优 势 企业 拥 有 充足的这种充填体组成物 水 、 破碎的废石 、 岩 体处于零下温度、 一年内零下气温时间较长 这 在很大程度上影响充填体的形成 、 可以最完全 充满包括微裂缝在 内的采空 区 因为冻结时水 膨胀 、 在垂直和水平暴露面很大 数十米 时可 保持必要强度性能和稳定性等。针对砂矿床地 下开 采 的充填 工作 ， 进行 了 十分 深 入细 致 的研 究。但是到 目前为止 ， 还没有在不停止 回采作 业的情况下 ， 龈证艟进行充填作业 的规定时期 内形成冰冻或冰岩充填体的机制。这是因为有 许多因素影响冰冻过程的持续时 间 待冰冻水 的量 和初始 温度 ， 矿 内大气 温度 及其流 动速度 ， 岩体温度及其接触面积 ， 破碎岩石温度及其数 量和块度 ， 水、 冰和岩石的单位热容量 ， 水 的结 晶潜热， 充填体的最终温度。只有在这些参数 的最优相互关系情况下 ， 才能形成在规定时间 内具有必要强度性能的整体充填体。 国家有色矿冶研究设计院编制了优化形成 冰冻或冰岩充填体数学模型 ， 其基本指标用试 验研究和在波利亚尔宁采选公司和杜卡特采选 公司现场条件下进行了检验。 形成结 冰体 和 冰岩 充填 料 的 优 化 ， 在 于 使 水 的冻结 时间缩 到最 短 限度 ， 与改 变 的条 件相 应可在 一段 很 短的 时 间 内形 成 充 填体 ， 从而 可 保证随强化回采工作之后充填采空区。 开采这类矿床的最有效方法之一是用下向 顺 序 回栗 富矿 的采矿 法 ， 它可 以保 证 劳动 生产 率高 、 有 用 矿 物 回采 最 完 全 、 回采 空 间 通 风 最 佳 ． 地压得到控铀。 下面研究在 冰柱下 的 下 向 分层 回采 方 案 ， 该方 案用“ M g H ． e r 1 K O ” 方式 进行 回采 ， 可 保 证很 高的回采指标。图 1 所示为采用冷却装置在冰 柱下 的矿石 回采工艺 图。 回采 矿石 以后在采空 区内使 球逐层冻结 ， 以保证 回采下层 的矿 石。 在这 种情 况下 用冷却到 ～1 O一一l 5 ℃ 的空 气保 持冰体的负温度。建议工作面的温度保持不高 于 1 2 ℃。在 几个水平 可 同时进 行 采矿 ， 以便 在冷冻新冰层所需的大约两周内避免停工。分 3 个阶段进行冷冻 冷却 岩体； 分层冻 结冰； 保 持岩体负温。 有通风机 的砖却机组 在用台回路中循环的空气 圈 1 卞向分晨回采方寡 维普资讯 冰 岩带条件 下矿床的 下向充填 法 回采 l 7 图 2所 示为 从地 表 向巷道逐渐下 放 冰块 充 填采空区在其 中形成充填体的分阶段 回采图。 开 始时 用露天法 采矿 ， 然后 用冰块充 填采空 区 ， 准 备爆破 直接在 冰柱下 的矿 石 。下放冰体 的同 时 回收爆 下 的矿 石 。采空 重 新充 满 冰块 ， 重 复 进行 上述过程 。这种方 法是哥 本哈根大 学丹麦 学者拟 订的 ， 在 冰体 物理力 学讨论会 作 了报 导。 不解决如下的许多问题采用这种方法是不可能 的 制造和提 供 所 需 的 冰块 量 ， 形成 整 体 冰柱 ， 保 持冰体 与 岩体接 触 面 冰融 化 的必须 速 度 ， 冰 体移 动速度保 证在 冰体下安 全采矿 。 酉 哥 { 圈 2用冰体 赤 结 法 充填 采 空区 的 采浩 方案 分 阶 段 回 采 有 用矿翱 I、 Ⅱ、 吸、 Ⅳ 、 V、 Ⅵ 回呆 牍序 “ 西方 采矿” 杂 志 1 9 8 2年 第 5期研 究 了用 冰川冰作为 B H A H O Z l 冰矿 挪威 充填料的可 能性。冰川冰具有流动特性 ， 可以完全充 满其 下部 的空 间 。但 是必须 总是拥有 足够 的冰储量 来充填采空区和补充融化的区段 。按照挪威研 究 人员 的 意见 ， 从 山坡 积 雪和 人造 雪 获得 冰是 最便 宜 的方法 。计划 把冰 川冰堆积在 老露天坑 内以便今后将其用于地下回栗后充填。进行了 用冰川冰作为充填料的经济合理性计算， 描述 了应当采用 这种方法 的矿 山。 加拿大 P H K n H矿采用冰块充填料获得 了 良好效果。把冰块从地表沿专用巷道下放到矿 内充 填采空 区 。一年 内冻结 冰 2 5 0 0 0 m ， l m’ 冰 花费 0 ． 1 2加元 ， 用 岩石 充填则 l m 岩石需 2加 元。该矿获得的年利润共计 5 万加元。 1 9 8 7年出版的“ 矿床充填开采” 一书， 对冰 充填采矿法在零 上温度达 8 或更高岩体中 中厚 和厚 矿 床联 合 开采 时 的应 用 ， 进行 了分 析 计算 和论 证。随着 采空 区用在矿 体上部老露 天 采矿场内形成的人造冰川进行充填 ， 分段崩落 法得 到改善 ， “ 由于 冰 川具 有 必要 的流 动能 力 ， 故冰块可下放到采空区， 从而可使围岩体保持 稳定 状态” ， 不会与 崩落的矿石 混合 。根据 冰川 学定律可以得出结论“ 冰体具有 向采空区移动 的能力， 其移动速度超过矿石回采速度， 也就是 超 过 回采工 作线 的推进速 度” 。 计算表 明 ， 采 用 上述 工艺 可 使地 下 开采 成 本 降低到 1 5挪 威 克 朗t 吨 ， 接 近露 天 开 采成 本 1 0挪威克 朗t 吨 ， 可 以开 采 低 品级 矿 体 区段 获得补 充利 润 。 但 是上述 的所有例 子表 明是 用冰或用 冰岩 充填 料充 填采 空 区的原则 可能性 ， 在 较 好情 况 下都 具有 工业 性试 生产特 性 ， 不 能保 证 采矿 的 连续性 。 按 该文作者 的观 点 ， 用房 式采 矿 法 开 采厚 矿床 的最适 合技术 方案之一 ， 是斜底 柱 、 通 过横 巷放 矿 和 随 后 进 行 充 填 的 阶段 矿 房 法 ， 这 在 1 9 7 7年出版 的“ 地 下开采 法 和成 套 自行 机 械设 备” 一 书中作 了描 述 。由 于建 立 了适 于变 化 条 件 的充 填体 形成 机制 ， 该 工 艺 系统对 于在 冰 川 条件 下的应用 已成 为可 能。 1 9 8 7年发表 的“ 永 久冻 结 条件 下地下 采 矿 工艺现 状 和 改 进途 径 ” 开 发 有 色 冶 金 原料 基 地 一文提 出 了适 于球 岩带 条 件 的这 种冰 岩 充 填采矿法 方案的工艺 系统 图 3 。该工 艺 系统 与房式 采矿 法 有效设 计 概念 完 全一致 与所 用 凿 岩设 备 和炸 药相 配 合 的适 合 凿 岩爆 破 说 明 书 ； 能保 证采用遥 控铲运机 的底部结 构 ； 区段破 碎机与强化回采相配合的球岩充填料 。 根据 以上所述 ， “ 矿体 的采准在 于在 其下盘 掘进脉 外 运输 平 巷 ， 在其 上盘 掘进 通风充 填 平 巷 ， 用 1 5 。 ～2 0 o 的斜坡 道 将这些 巷道 连接起 来” 。 向每个矿房 尚其 中心 线 掘进 的连 接 巷道 ， 都起凿岩和运输巷道的作用 。用 自行式凿岩设 备在阶段全高钻凿直径达 7 5 m m， 深 2 03 0 m 深孔。在这种情况下 ， 1 5 。 一2 0 。 的巷道倾角可 以完成 几项任务 保证较完 全装满铲斗 和用遥 维普资讯 8 国外黄金参考 ～ 2 ， o o l 卷 圄 3 倾斜扉柱阶段房式 采矿洼方案 I ～通风 天井； 卜通风平巷 ； 3 一运靖平巷 ； 4 一抖坡 追 ； 5 一 遥 控 铲 运 机 ； 6 一 出矿 道 ； 7 一 矿 石 澍 于 ； 8 一 隅寿墙 ； 充填孔； 1 0 “ - - 凿岩巷过 控铲运 机运输 毛矿 ， 保证 进行爆 力运 矿 ， 保 证矿 房下部完全充满充填料， 从而在回采下水平 时 充填体暴露的情况下可提高其稳定性。 在放 出矿房 的崩落 的全部矿石 以后 ， 从上 水平通风充填平巷 向空矿房充填冰岩充填料 用所述工艺系统形成充填体的特点是 ， 必须建 立在进行回采和爆态影响时对充填体暴露和融 化过程稳定 的充填 体下部 。 有几个完成这个任务的技术方案 根据进 行研究 的结果和制定的适台形成 冰岩体的方 法 ， 选择 冰 岩混 合料 的组成 和参数 ， 在充填料组 成 中加 入有 机物 质 ， 而必 要机 械强化矿房 底部 ， 进行回采时更加严格要求热工制度， 采用 电动 铲运 机。 能保证最 高 生 产能 力 的综 台 性 自行设 备 ， 包括 回采和 掘 进 用 钻凿 直 径 3 6～7 5 mm 浅 孔 和深孔 自行 式 凿 岩设 备 、 浅孔 和深孔 装 药机 、 斗容 3～8 m 遥 控 和非 遥 控 铲 运机 、 人 员 转 运 车 、 货 物运输 车 、 自行设备 维修 车 。 设计编制 表 明 ， 所 述 的工 艺 可 保证 矿 房 回 采 持续时 间 3～6个 月 ， 矿块 日生 产能 力 为 4 0 0 ～ 1 6 0 0 t ， 工 作 面 工 人 劳 动 生 产 率 4 0～7 O r ／ 班 ， 损 失率 3 ％ ～l O ％ ， 贫 化率 8 ％ 一l 2 ％。 周叔 良译黄 强拉 表 外 含 金 矿 石 的堆 浸 提 金 方 法 研 究 近年来 已开 始大 量处理 有价 组分含 量很低 的矿石。对于处理这类原料来说 ， 堆浸法具有 特别重要的意义， 采用这种方法可使表外矿石 、 剥离岩石 和选 矿厂 的堆 存 尾 矿 在 这些尾 矿 中 金是 一种 伴 生组 分 都 能用 于生 产 。 因堆 浸 法 提金工艺具有投资费用低和工艺流程简单等特 点 ， 因 而在 经 济上 有利 于处 理 小型 的 铁帽型 矿 床的矿石 。 作者 总结 了在俄 罗斯 国立有 色金属研究 所 完成 的对某 一企业 的一些 研 究工作 的经验 。 为了制定 含 金 矿 石 的堆 浸 提 金 工 艺 ， 首 先 必须挑出就物质组成和有价组分含量来说具有 代表性 的样 品 。在实验 室研究 阶段应研 究原料 的物 质组成 、 物 理 性 质 、 粒 度 特性 、 金 在原 料 中 的赋存状态 以及金在各种粒级中的分布情况 。 决定着堆浸流程比重选流程具有良好经济 效 益 的主要 因素是 ， 大大 简 化 了矿石 准备 和省 去了磨矿过程。矿石准备在 于达 到选 择性 破 碎。因此在实验室研究阶段必须测定在破碎回 路 中各种 粒 级产 品的 产 率 ， 或是 获得 这 ～工 序 的计 算指标 。必须对 5 06 0 t 重 量 的代 表性样 品测定这些指标 ， 将这些样品在破碎回路进 行 处理， 随后研究金在各种粒级 的分布以及在氰 化过程 中金 的性 质 和状 态 。 一 一 二 维普资讯