分级尾矿在分层充填采矿中的应用.pdf

4 国外黄金 誊考 始和本组其它成员碰头讨论安全问题 。这种非 正式会见往往不足 5分钟， 故称作“ 碰头会 在 碰头会 期闯， 重 点放 在下班 的事故 隐患上 ， 以及 提高作业者对 事故 隐患的 防范 意识 。P AS S正 态安全体 系已实施 了整整 1 2个 月 ， 并 已通过新 南威尔士州矿 物 资源 部认证 ， 可 作 为取 代联 邦 检查监工 的一个方 案 。 碰头会 作出结论后 ， 全组 人员便 归结出重 大事项给下 一班分 派任务 。 环境保护 公 司认识到环 境管理在执 行法规 和获得有 益的环境性能方面 的重要意义 。矿 山 已将 由于 采矿破坏的表土 堆存 留待 E l 后复 田用 。被污染 了生产竖井水、 地表水和钻孔的水质原始数据 。 授予采矿执照 1 2 2 3的一个基本条件是要 编制采矿和环境管理计划。 结 论 P e a k金矿 已在其所 开 发 的采 矿 作业若 干 领 域 内获 得了新 的途 径 ， 这些新 途 径 不仅限于 技 术革 新 ， 而且 还体 现 在 自动 化通 风系统管 理 和 完全靠浮 选柱 使作业完全 区别 于澳大利亚的 其它 采矿 企业 。新 方法在 劳务关系方面也不 同 于现有许多矿山的作法， 尽管难于定量评价 ， 然 而人际关系的改变肯定会提供一个比技术工艺 改进而使矿 山保持 竞争力更丈 的机会 。 堪 广、 禹 率 ． 潍 毋 夏 级 尾 砂 在 分 层 充 填 秭 地 盾 ＼ 矿佑 赋存干浅 卡斯幸 晕 沉积 岩和 随处可见的燧 石层 组成 的岩 体 之 中 ， 沿走 向有 近 垂直 的矿槽 向东 下倾到 垂 直 向的沉 积岩 中。 平均 走向长度 8 5 0 m， 延深到 3 O水 平 ． 位于地表 以下 1 1 0 0 m， 矿 体厚 1 6 5 c m。Wo o d b i n e矿脉 和 G i l e s矿脉平行相距 6 5 m。 历 史在 1 9 8 2年 3月 ， 当 2 5水 平的采 矿 和 2 6水平全面 留矿 法开始时 ， 恶 劣的 岩层条件 和采场两壁 塌 冒而造 成矿 脉过 份 贫化 ． 迫使考 虑替代 的采矿方 法 。 在 一 段时 期 内 ， 试验 过 下 列 的 采矿 方 法 a 、 闻隔支护桩 的 全面 留矿 法 ； b 、 术 支护 下 向采矿法 ； c 、 密集 木支护 全面 留矿法 ； d 分 层干式 充填法 。 Ag n e s矿的低 品位必须 要求其 作业成奉尽 可能的低 。 由于磨矿 能力的限 制 ， 矿 石品位必须 进行优化 。 经对四种采矿方法进行的试验证明， 分层 充填法从有限矿量的 回收率 来看是可以接受 的 。 韩 桂春译 贺帮 菇校 绣 所选 采矿方 法试验 间 隔 支 护 桩 全 面 留矿 采矿 法 ①、 说明 该 系统采用现有的上向留矿法． 采 用 1 5 0 mm 木 桩 支 护 ， 间距 2 m， 沿倾 向 和 走 向悬挂在 2 5 ram 的大型钢上 ② 、 失败的原 因 当矿 车运破 碎 岩石 时 ， 破 碎岩 体的移 动导致断 桩堵 塞放 矿 井 ， 贫化 和过 份的压 密而使 破碎 矿 石出不来。术材运送劳动强度大。 本 支护 下 向 采 矿 法 ①、 说明 下向采场与顶部开沟成 3 5 角． 工 作面后 4 m采用木桩密集支护。② 、 失败原 因 术材运送劳动强度大 ， 危险； 机械设备操作 人员在裸露 岩石下缺 乏保护 ； 通风控制困难 ； 工 作面的形状和清理工作难 以控制； 虽然采场宽 度 控制 改进 ， 但 劳动 生产 率 吨／ 人 却下 降 了 3 0 。 密 集木 支护 全 面 留矿 法 ① 、 说 明 采场 系统与 传统 的 留矿法 相 同 ， 但沿倾 向间距 3 m， 走 向 6 m 安装 6 5 c r a的垫垛 。 ② 、 失败原因 虽然疏干井筒之上的漏斗保持不 变 ， 但有 2 O 的 破碎 矿 石 损 失在 密 集支 护 上 ； 维普资讯 分衄尾砂 在分层 充填采矿 中的应 用 5 工 作面 向低处 推进 ， 支 护体 的运输 和安 装劳 动 强度大。 分层 充 填 法 考 查两 种分 层 充填 法 a 、 干式破 碎 的 花 岗岩 加 适 当 的 顶 盖 ； b 、 脱 泥 尾砂 加 水 泥 顶 盖 。 由于破碎 萜 岗岩 的可适 用性 ． 进行 了较 为 周 密的试验。 ① 、 说 明 破 碎 的花 岗岩 是从 离 2 2水 平入 口 2 ． 5 k m远 的采石场采 来的 。1 8 0 0 0 m 的材料 送 到贮存仓 ． 贮存仓用 木头作挡墙 ， 用一个 耙子 耙 到 1吨 的送 料 斗 充填材 料 送到 Wo o d b i n e 井 ， 经放矿 井从 2 2水 平到 2 5水 平装入 ， 然后经 中央天 井到采场 。充填 料用 电耙子送到下一 水 平 。 ② 、 失败 的原 因 从地表采石场开采和运输 的成本 过高 ， 在 充填 时 ， 运输充填料必须通 过通 风管 ． 因此通风管磨损严重 ， 换管繁琐又费时 ； 当水遇到 干式 料 ， 再进入粘性物 时堵放矿溜 井 ， 同时产 生泥 ， 使工 作面难 以操 作并带来 危险 ； 顶 盖固结不 足 ， 由耐 用水泥顶盖 来代替 由于 上述 问题 ， 重 要的是 要防止水进 入 充 填料 。采用了不少 方法 ， 但试验证 明， 都是 失败 的 。 ③脱 泥尾 砂 见 图 1 在干式 花岗 岩充填 料 试验 期 间， 约 1 4 0 0 0 t矿 石采 出， 这 证 明 了 以 下 3点 1 、 采场 设计 和采矿方 法是有 效 的， 实 用 的 ； 2 、 将干式 充填 料送 到采场 成本 高 ， 劳动 强度大 ； 3 、 充填 料必 须 自身疏 干 。 翟兰兰鐾 | ． ； _ 二 二 二 二 j 3 号溜井 蔓 尤填菅； 奇 道l 番 手 一 一 ．1 图 1 Ag n e s 金矿 2 6 水平脱 泥尾砂 充填试验采场 由于在 S h e b a金矿成功地使 用了水力 充填 采矿法 ， 因此 ， 对 Ag n e s金矿 来说 ， 采矿方法的 选择 也是显而 易见 的。 然而 ． 高浓度胶结 充填在 S h e b a矿 的应 用与 Ag n e s矿 的 目的不 同 ， 为 了 确保低品 位采 场 的开采， 必须 采 用低成本 的采 矿 方 法 。 采用高孔隙率的旋 流器脱泥 尾砂是一 种可 采用的方案 。这种 充填方法是直接用管道将充 填料输送到采场 。 尾矿的来源 的在选 矿厂， 距 采 场 5 ． 7 k m。由于距离和相 对高度 的变化 ． 考虑 过一些可能的方案 。在不 同距离和高度的主要 装置 示如 图 2 。尾砂直接 由选 厂送到尾矿坝相 距 3 ． 5 k m。 7水 平 坫 2 2号 水 上 畦 漶 站 一 器 ≤ 二 一 蟊 一 、 厂二且 矿 硐 _ 走土 寰诗 0 9 ～ 圉 2 Ag n e s 盅 矿主要爱 置在不 同距 离 ， 鬲 厦 脾不意圉 首 先确 定旋 流器分级尾砂 ， 是 在选 厂或在 乎硐 口． 还 是双水平 Wo o d b i n e井 。 试验强调迅 速 配制 砂浆 如果不采取适当 的措 施 ， 在泵仓和 管线内沉淀固体材 料有可能堵塞 。可通过精心 设计泵 体克服堵 塞问题 ． 尤其是关 于联 接压力 缸的进 口和 出 口管的长度和 直径 ， 而 且要提供 足够的水洗设备。无论如何 ， 在调试期闻 ， 决定 在 2 2水 平 Wo o d b i n e井旁 安 装旋 流 站来 消 除 危险 。 工程设计数据 拉级和 比重表 l是旋流前后 的粒度重量 百分 比， 比重为 2 ． 8 砂 菜输送 分析 WL P U 电算 砂浆 泵 送分 析 系统 以扩 展推理 为基础 ， 其 目的是 确定复合 非均质 砂浆 的摩擦梯度和其临界传送速度 。 该分析 系统考 虑了在粒级范国 内的细粒 形 成的流动中的匀均部分 在这种流动中． 粗粒在 不均匀的悬浮中被传送这样一个事实 。由于任 一 已知的传送速度 ． 可确定在均匀悬 浮状 态下 维普资讯 国外 黄奎参考 表1 粒 廑 置量百 分比 的细粒比例 ， 而且计算了在改进的高浓度流动 中剩余 粗粒的阻碍 沉淀速度 。 采用这种方法 的计算结果与实测的结果相 比密切 相关 。 计算 管道 的临界 沉淀速 度和摩擦损 失 表 2给 出了 在不 同管径 下的计算 临界沉淀速度 和 摩 擦损 失 。 表 2管道的 沉淀和 摩擦 特性 应该 庄意 的 是 ， 上 述管线 的 开始 端和 结束 端具有较高的静 压差 。由于静压 头超过 了设计 埴， 产生潜在的压力 。因此 ． 阀门或 任何阻尼装 置不能安装在接近 卸料点 的管线 上 。在改 变管 线方 向处的弯 曲接 头其最 小半 径 应为三倍的管 径 管线的构成 要求应 精足 以下几 点 ① 、 在任 何点， 管线 的坡 度 不能 超过 11 0 ； ③ 、 用机 械 移土 的方法将 凸 出点 削去 ． 用渡桥 或缆 索 渡过 低凹点 ； ③ 、 暴雨水 由管道涵 洞排 泄 ； ④ 、 采取一 些予防措旋防止 灌木起火将 管道烧坏 。 在矿 山 ． 高 密度 聚 乙 烯 HDP E 管 线 由脚 墙支撑， 每隔 4 m 用拉紧 的索 线 支撑 以免弯 曲。 HD P E管 线采 用 带法 兰 的短 管联 接 ， 法 兰 的规格和各 自管 的类 别相 匹配 。 在 矿井 的外边 ， 法兰之 间的距 离 为 4 8 m， 即 41 2 m 的管 焊 接 在一起； 在矿 井中 ． 法 兰之间 的距 离 为 1 2 m。 泵的选择在 各种充填站所 用泵的选择 列 于表 4 井下网络 管关 于井 下 网络 管 的使用 ， 考 察 了 l外 径 6 3 mm 型 HDP E 和7 5 ram 1 2型 H D P E管， 考察 表明 ， 在 2 0 t ／ h的操作范 围内 与最大需求 2 6 t ／ h相 比 ， 外径 6 3 mm管有一 个 更高的限制 。通过钻孔 中的砂浆 柱 ． 2 0 t ／ h以 上 的 压 力施 加在 1 0 HP P E管 上 的要大 于 管 的 标定值 。 因此 ． 随着吨位 大于 2 0 t ／ h使 用管 的寿 命要减 小 。外径 7 5 mm1 2型管有 一个 更低 的限 制 ． 低于 2 0 t ／ h． 传 送速 度将低 于允许 固体在管 中的沉 淀。 选 择 6 3 mm1 0型 管是 由于 其 不 可 能超 过 2 0 t ／ h， 低成 本 ， 以及 由于 井 下充填 系统 采 矿要 求 变化 ， 井下 网络 易于 变更 或代 替性 。 如果不超 过 2 0 t ／ h ， 不 在 井 下 网 络初 始插 口安装 下 向阀 门 ， 6 3 mm 1 0型管 足以满足要求。 旋流器的选择在一些小规模的试验、 渗 滤试验和在 露天坑的试验 之后选择的旋流器列 于表 3中。渗透 率在 2 。 0 ～ 2 5 0 mm／ h之 间 表 3 旋流器惹格 搅拌 搅拌两容积为 1 2 0 m ， 搅拌量为 8 0 m ， 用 5 2 5 k W 的机 械 双 叶轮 搅 拌器来 进 行搅 拌。有一反 转装置 用于跳闸时的起动 。 维普资讯 分氟尾砂 在分层 充填 采矿 中的应 用 7 运行措施和要求 地表 泵 力输送 系统① 、 在 泵起 动之前 ， 通 过 自流 在管 中灌满 浆 料 ， 这可保 证 泵在 满流下 运转 ， 以防 空转 ； ② 、 当 系统停运 时 每周冲洗一 次砂 浆 管和旋 流器 ； ◎ 、 在 旋流站 和 l 7水平之 间用可 靠的电话 通迅 联系。万一在旋流站 出现 同题时 将 砂浆 输送 到尾矿坝 。 井 下 网络 由于 有 超过 额 定 管 压 的可 能 性 ， 在 井下 网络 管线内没有阀 。然而 ， 在充填区 域内 ， 根据 需要 从搅 拌 仓三个 出 口管 中选 一个 来完成流量控制 。这 三个出 口管都 有不同的直 径 。可通过调节 出 口管上的特殊 阀来实现更精 确的控制 。 采 矿方 法 引述 采 矿 是 以 6 5 0 0 t ／ m 的循 环 在 4个 1 0 0 m 长的盘 区内开 采 。 采用 1 ． 2 m 的钻杆打上 向孔 ， 爆 出 4 m 的台阶 。用 1 ． 5 t电耙清理盘 区 ， 木垛矿 石陪井建在 上盘 2 m 处 的地方 。将 土工 过滤布贴放 在 9 3的胶 木板 内侧 ， 以确保 充填 细料 不流入放矿溜 井 。 无论如何 ， 采 用水力 充填 的盘 区 ， 铺 设 1 0 0 mm 厚 的水 泥 顶 盖 以 防细 金 粒损失在 充填料 中去 。 清 理 采用 传 统 的 3 7 k W 电耙 来 进 行 清 理 ， 电耙绞 车可 安在接 近采场 天 井的 顶部或 在 通 向下水 平木通道 的基础旁 。 为了确保 完成盘 区 产量 ， 每 1 0 0 m 长 的盘区 内 ， 安 装两 台绞 车 。 使用遥 控绞 车提 高 了清理工作 的效 率 操 作者 只在操作 台上可直接 观察 电耙子 的运行 。清理 碎矿 石 以保 证 6 m 高的墙 壁 在 充填 时安 全 ， 完 全挡住壁 墙 。绞车 的处理 能 力约 为 1 0 t ／ h 。 水力充填 料 的堆 被 如 上所述 ， 脱 泥尾砂 用水子洗后， 用管道 由搅拌仓输送经 q 6 3 mm 充填孔到 2 4水平 。 这个 充填孔到 2 4 、 2 5水平充 填 孔 的 联接采 用 外径 6 3 mm1 0型 高密 度 聚 乙 烯 管 带有标准 P l a s s o n管 接头 。从 2 5水 平有 一 个专 用的畅开管到盘 区充填并 用转换设 备到 其它 的盘 区。转换要求 移动 和代 替一些 固定装 置 ， 这 需花 2 h， 充填料 地盘 区 的堆 放采 用手 持 软管 。 由于 倾析沉淀 和渗 滤 ， 充填 料立 刻形成 可 工作的表面 ， 可 以在其上走 人 。 顶盖水泥在 2 5水 平搅 拌成 浆 由管道经 天井送到 充填体 的顶 部 。然后人工混台形成 充 填 料顶部 7 5 mm 厚 的一个 水泥／ 砂盖 。水 泥 用 量 为 2 5 k g ／ m 。目前 2 2水 平搅 拌仓的水泥砂浆 系统正 在投入 使用 ， 这免 去 了水 泥经 竖 井向下 运送 ， 并消除了在采场 的人工 混合 。 通 讯采用 Gr i n e 无线 电通 讯来 管理 井 下网络系统， 基础设施安装在搅拌仓 ， 充填作业 队采用可移动的无线电装置 。发现该 系统是最 可靠 的和最灵 活的 ， 尤其 是当 充填管 路堵 塞后 必须维修时 ， 更是如此 。 疏干通过底柱每 隔 6 m 凿 一排水孔 。这 些 孔 由 7 5 mm 的套 芯排 泄管 联接 以防 止 充填 科中水力压头的增 高 。在每个 顶盖 的顶部作这 维普资讯 8 ‘国外黄金 誊考 样的重复， 使排水更为方便 劳动力 由一个监督人员负责旋流站和搅 拌仓的控制。采场 的充填作业队包括 木垛 构筑 由4 个人组成 。每人总的采掘量从以前 留矿法 系统的 8 O吨／ 人降至 7 2吨／ 人 。 投 资投 资 2 4个 月期 间投 资的 费 用详 见 表 4 。 生产成本采场成 本从 1 9 8 7年的 l 5兰特 ／ t 增加到 1 9 8 9年的 3 O兰特 ／ I 。 表 5 投资舞用 瞥一包括地袁到新尾矿坝 费用 兰特 旋氚区 充填搅拌仓 选 厂改造 采场设施 并下泥裴处理 试验 和项 目管理 急救 设埔 合 计 回 采 率 从 8 z ％提 高 到 9 1 ， 事 故 率 从 4 ． 7 ／ 结 论 i 0 0 0班降到 l - O 6 ／ l O O O班 。尽 管 有这些优 点 ， 成功的研 制和 完善 了一种高效实用 的采 矿 但其采矿成本 的增 加给 生 产带来 了压力 a再次 方法 ． 以便开采以前不 能开采的矿石 贫 化率 寻找 降低成本 ， 选择更强 的 采矿方 法 从 3 O 以上降低到 5 ， 使入选品位提高 ， 矿石 孙长寿译 洪仁波校 采 渺 通过精心 的研 究和 采矿实践 ， Ku n d a n a金 矿成功地对薄矿脉矿床进行 了机械化 回采 这 对于 S t r z e l e c k i 矿床 更 具特 殊 的 价值 ， 因 为该 矿床 倾角 只有 5 O 。 ， 而 当矿 体厚 度 只有 0 ． 1 m 但用上向炮孔后退梯段式回采法进行 回采 ． 贫 化率仍很低。 Ku n d a n a金矿距西 澳大利亚 Ka l g o o r l i e大 约 2 5 k m． 它已有 1 0 0多年的采金历史。最初采 矿时期 为 1 8 9 4年 ～1 8 9 7年 。而 最近 的采 矿 高 峰则开始于 Wh i t e F l a g矿 业合 资公 司 的 露天 开采和 1 9 8 8年后半年铸 出率一块锭金 。 泛大陆 矿业公司从其合资伙伴 K a l b a r a 采 矿和 T e r n 矿业公司 贿买部分产权后， 则拥有全部 的产 权 。 Ku n d a n a金 矿 现 在 的原 矿 入选 品 位 大 约 为 5 ～ 强／ t ， 年 产 矿石 5 0万 t ， 生产 黄 金 89 万盎 司／ a 。主要来 自地下开采 。 约 为 3 5万 t ／ a 。 今天的地 下采矿 主 要以 S t r z e l e c k i 矿 床和 南露天采坑下延深的矿体为基础。C e n t e n a r y 斜坡道从南露天采坑底部开始掘进 第二条斜 坡 道 系统从 Ge n t e n a r y斜坡 道 延深 而 来 ． 并直 达 S t r z e l e c k i 矿体 ， 还有一静 更小的斜坡道从 S t r z e l e c k i 坑 底 部通到 S t r z e l e c k i 矿 弥的 上 部。 矿体 由斜 坡 道 开始 以一 定距 离 间 隔 的穿 脉 分 割 。 Ku n d a n a金矿 现还 有 3 ～4年 的采矿 服 务 年限 ， 但仍有 一定 的储量 在深部 发 现。 矿床 位于 西北部侵入的火山和沉积岩 俸的向斜序列的 西部边界内。 这些序列经历了多次变形， 这些变 形产生了岩石低品位矿化及等斟裙皱和剪切破 碎带的几个阶段。 这些序列向西急倾并有翻转。 金主要与剪切破碎带的层状石英脉共生 C e n t e n a r y矿 脉主 要 为单一 构造 ． 而 S t r e z e l e c k i 矿 脉对由三条西倾的矿脉组成。这些矿脉几乎相 互平生行 ， 走向 3 3 0 。 ， 其 中两个 矿脉即主矿脉 和下盘矿脉 已探明 而上盘矿脉 尚不清楚。 主矿 脉和 下盘矿 脉 大约相距 4 0 m， 两 者 都 向西 倾斜 5 ， 主矿脉的实际 厚度为 0 ． 2 ～ 0 ． 8 m 1 9 9 4年 底 主矿脉 已探 明的和远景 储 量 约 为 l 8万 t ， 品 位 l 8 ， 2 3克／ 吨 。上盘矿脉位于主矿脉西 8 0 m， 维普资讯