干式充填采矿法在上宫金矿的应用试验.pdf

第 1 4卷第 4期 2 0 0 5年 1 2月 矿 冶 M I NI NG ＆ M ETALLURGY Vo 1 ． 1 4，No． 4 De c e mb e r 2 0 0 5 文章 编号 1 0 0 5 7 8 5 4 { 2 0 0 5 0 4 0 0 0 4一O 3 干式充填采矿法在上宫金矿的应用试验 张永忠 ， 池晓辉2 1 ． 河南省洛阳上宫金矿，河南洛宁 4 7 1 7 0 0 ； 2 ． 陕西省投资公 司，西安 7 1 0 0 0 3 摘 要 对 1 0 3 1 中段 7 5 3 3 采场进行了采矿方法试验。试验采用千式充填采矿法， 对采场底部结构、 采准切割 、 落矿方案 等关键技术进行 革新 ， 取得 了采场 出 矿能力 7 0～8 0 t ／ d 、 矿石 回采 率 9 0 ％、 贫化率 1 O ％、 采切比 5． 5 m／ k t 的技术指标 ， 达到 了提高采场生产 能力 、 增加矿石 回收率 、 降低采 矿成 本、 增加效 益 的目的。 关键词 上官金矿； 采矿方法； 千式充填 中图分 类号 T D 8 5 3 ． 3 4 1 文献标识码 A APPLI CATI ON EXPERI M ENT OF DRY FI LLI NG M I NI NG M ETHOD I N S HANGGONG GOLD M I NE ZHANG Yo n g- z ho ng ， CHI Xi ao ． hu i 1 ． S h a n g g o n g G o l d Mi n e ， Lu o n i n g 4 7 1 7 0 0 ， He n a n， C h i n a； 2 ． I n v e s t m e n t C o mp a n y o f S h a n’ x i ， Xi ’ a n 7 1 0 0 0 3 ， C h i n a AB S TRAC TEx p e r i me n t o f mi n i n g me t h o d wa s c a r r i e d o u t i n 7 5 3 3 s t o p e o f 1 0 3 1 s e c t i o n s b y e mp l o y i n g d r y ． f i l 1 ． i n g mi n i n g ． I n t h e e x p e r i me n t b o t t o m s t r u c t u r e o f s t o p e ， a n d f a l l i n g o r e p l a n we r e r e f o r me d． Th e e x p e r i me n t r e s u i t e d i n a r e d u c t i o n o f mi n i n g c o s t a n d b e t t e r e c o n o mi c b e n e f i t b y i n c r e a s i n g t h e s t o p e p r o d u c t i o n a n d o r e r e c o v e r y r a t i o b y 7 0～8 0 t ／ d a n d 9 0％ r e s p e c t i v e l y 。 a n d b y r e d u c i n g t h e d e p l e t i o n r a t i o b y 1 0％ ． KE Y WOR D S S h a n g g o n g g o l d mi n e ；Mi n i n g me t h o d ；D r y f i l l i n g 1 概 述 2 原采 用的采矿方 法及存在 的 问题 上宫金矿位于河南省洛宁县西 山底乡境内， 矿 床受康山． 上宫大断裂控制 ， 地层为中元古界下熊耳 群中基性火山岩。主要岩性为鞍 山岩类及英安质流 纹岩等。北东 向的金硐 沟大断裂 为矿 区的控矿 构 造 。矿体赋存在含金构造蚀变岩带内， 矿体 以金为 主， 多种矿产蕴藏丰富。矿体走向 NE， 倾向 NW ， 倾 角平均 6 2 。 左 右 ， 形 态 以不规 则的脉 状、 长条状 为 主， 次为透镜状。矿 区共有矿脉 6条 ， 圈定 金矿体 7 3个 ， 其 中主矿体有 6个 ， V号矿脉为矿山主要开 采矿体 ， 矿脉走 向东西长 6 0 0 m， 勘探控制垂直深度 4 3 4 m， 矿脉平均厚度 7 ～8 m。 收稿 日期 2 0 0 50 72 0 作者简介 张永忠 ， 采 矿工程 师。 2 ． 1 原 采用 的 采矿方 法 在上宫金矿以往的生产中所用采矿方法多为小 分段留矿法 ， 如 图 1 所示。 该方案采场沿矿体走 向布置 ， 采场宽度为矿体 厚度 ， 一般为 0 ． 3 ～1 5 m， 采场长 5 0 m， 中段高 4 0 m， 分层高 8 ～1 0 m， 每分层 留 3 ～5 m 的顶柱 ， 在每一分 层开掘一条切割平巷 ， 落矿时， 以切割平巷作为爆破 自由面 ， 由中间开始钻凿水平浅孔进行落矿后 ， 出矿 约 1 ／ 3 ； 再行落矿 ， 直至采到设计高度后进行大量 出 矿 ， 然后后退 3 ～5 m再 回采 ， 直到该分层 回采结束 ， 再下降 8 ～1 0 m， 开始下一分层作业。采下的矿石直 接由天井放下 ， 由矿车和电机车运到地表。 维普资讯 张永忠等 干式充 填采 矿法在上宫金矿 的应用试验 5 ，／ ／ r／ ／ 6 l ／ ／ ／ ／ ， j l ， ，／ ／ ，／ ／ ，／ ／ 4 l ／ ／ ，l 图 1 小分段留矿采矿法 F i g． 1 S ma l l s u b s e c t i o n s h r i n k a g e mi n i n g me t h o d 1 一中段运输平巷2一行 人通风井3 一分段联络 道4一分段切割横巷 5 一上 中段阶段运输平巷6一上中段 阶段探矿穿脉7一本 中段 阶段探矿 穿脉 2 ． 2 存在的问题 矿山多年生产实践表 明， 原用的小 分段 留矿采 矿法主要存在以下几个问题 1 采矿方法不适合。在回采过程中， 每一分层 都留有 3 ～5 m 的顶柱 ， 且在最后出矿 时， 由于矿体 顶板较破碎 ， 该分层会留有一些矿石 出不来 ， 导致采 场损失率达 2 0 ％～3 0 ％， 有时甚 至高达 5 0 ％， 造成 大量的矿石损失。 2 采准工程量大。由于每一分层均掘进相同 数量的切割工程作为 回采补偿空间 ， 导致采切工程 量大 ， 单位矿石开采成本较高。 3 安全方面 在进行大量放矿时 ， 由于上盘围 岩暴露面积逐渐增大， 随着时间的延长 ， 容易发生垮 塌， 给出矿人员带来危险。 由于以上种种原因， 致使采场生产周期长、 生产 能力 低、 贫 化损 失 大， 难 以实现 科 学 的生产 组 织 管理 。 3 试验 采场地 质赋 存条件 试验采场是位于上宫金矿 1 0 3 1中段 3 3 ～3 4线 的 7 5 3 3矿房 ， 矿体北倾 ， 倾角为 6 0 。 ～7 0 。 ， 矿体围岩 为蚀变鞍山岩 、 较破碎 ， f7～8 ， 矿体 和围岩均不 稳 固。围岩密 度 2 ． 6 5 t ／ m ， 矿 石密度 2 ． 7 0 t ／ m ， 矿 石松散系数 1 ． 4 5 ， 矿 石 自然安息角 4 2 。 。采 场地质 矿量 4 5 2 4 2 t ， 矿石 品位 6 ． 3 g ／ t ， 金 属量 2 8 5 ． 0 2 5 k g 。 为了解决小分段 留矿采矿方法存在的问题， 在该 采 场试验了干式充填采矿法。 4采矿 方 法新 方案 根据矿床赋存条件及开采技术条件 ， 选择 了干 式充 填采矿 法 ， 如 图 2所示 。 图 2 干式充填采矿法 F i g． 2 Dr y - f i l l i n g mi n i n g me t h o d 1 一中段 运输平巷2一行人通风井3 一分段联络道4 一上 中段阶段探矿 穿脉 5 一上中段 阶段运输平巷6一充填井7 一放矿井8 一行人井9一人工假底 4 ． 1 采场布置及结构参数 7 5 3 3采场沿矿体走 向布置 ， 由于岩石较破碎 ， 通风行人天井布置在矿体下盘 ， 采场阶段高度 4 0 m， 采场长 5 0 m， 宽为矿体厚度、 平均约为 1 0 ． 2 8 m， 底部 不留底柱， 每分层 回采 2 ． 0 m， 然后进行充填。 4 ． 2 采准切 割 工程 布置 维普资讯 6 矿 冶 1 底部结构。7 5 3 3采场试验采用三心拱断面 的钢筋混凝土假底结构 ， 墙和拱均采用 5 0 0 mm厚的 钢筋混凝土， 假底净宽度 1 ． 8 m， 混凝土标号为 C 2 0 ， 钢筋采用 1 6 mm， 网度 为 2 5 0 mm2 5 0 mm。在人 工假底内架设放矿漏斗 ， 矿房一侧利用原有探矿天 井掘进穿脉联络道行人 ， 另一侧架设铁皮行人井 。 2 切割拉底方案。为提高矿石回采率 ， 在采场 底部掘沿脉巷道 ， 巷道规格 2 ． O m1 ． 8 m， 在两侧人 工假底结构做成后 ， 对采空区进行充填 ， 然后从假底 上方沿走向将两边假底掘进贯通 ， 形成底部 回采 自 由面 。 3 掘进充填井 。由于矿体较厚 ， 需要的充填料 较多 ， 为降低劳动强度 ， 做到强采、 强 出、 强充 ， 在矿 房内布置两条充填井 ， 充填井 自民采空 区沿矿体上 掘至 1 0 7 1中段穿脉内， 断面 1 ． 5 m2 ． O m。 4 联络道布置。利用矿房一侧原探矿天井 ， 向 上每 5 m 向采场掘进一穿脉联络道。为保证 回采贯 通 ， 联络道穿过矿体 ， 一是起探 矿作用 ， 二则用作行 人联络道 ， 联络道断面 1 ． 5 m1 ． 8 m， 三则在 回采过 程中起采场通风作用 ， 做到一井多用。矿房另一侧 行人井采用直径为 1 m铁皮桶 ， 随回采作业 的进行 而向上延续。 4 ． 3回采落矿和出矿 采场 回采采用 Y T 一 2 7型凿岩机钻凿水平浅孔 ， 炮孔直径 4 0 mm， 最小抵抗线 1 ． O m， 孔底距 1 ． 0 ～ 1 ． 5 m； 由于该采场矿体和围岩均破碎 ， 生产水平 落 后 ， 采用人工出矿 ， 因此待落矿后出净矿石 ， 然后后 退 3 ～5 m再行 回采； 直至该分层回采结束。 4 ． 4采场 充填 待这一分层回采结束后 甚 至在该分层 回采过 程中 ， 由上 中段沿充填井下放充填料对采场进行充 填 ， 充填后留 2 ． O m左右控顶距 作为下一分层 的回 采 自由面， 在不影 响回采的情况下可边采边 充。充 填料来源主要是上 中部掘进废石。 干式充填法主要技术经济指标为 采场 出矿能 力 7 0 ～8 0 t ／ d ， 矿 石回采率 9 0 ％， 矿石损失率 1 0 ％， 采切 比 5 ． 5 m／ k t 。 5 评 价 通过对 7 5 3 3采场干式充填采矿方法 的试验和 生产实践 ， 表明该采矿方法是合理可行的， 而且具有 较明显优点 1 采用干式充填 ， 减少 以往小分段 留矿法的层 间顶柱损失， 提高了矿石回采率 1 0 ％--2 0 ％。 2 采用钢筋混凝土人工假底 ， 减少了底柱矿石 的损失 ， 且人员在假底下放矿 ， 避免 了破碎矿体底柱 内作业安全事故的发生。 3 采场从 底部作切 割巷道 ， 然 后上 向分层 回 采 ， 减少了掘进工程量 ， 且采 场暴露面积 小， 出矿 比 较 安全 。 4 采场 由充填井 向两边后退式回采 ， 边采 、 边 出、 边充 ， 及时维护了采场上 下盘围岩 ； 掘进工程在 矿房采切 中已完成 ， 有利于提高采场生产能力； 每次 回采采用浅孔爆破 ， 便 于控制采场上下盘， 降低了采 场贫化率。 5 回采过程 中将矿石 中的废石及 时手选用于 采场充填， 减少了矿石贫化和充填量 ， 有利于降低成 本 。 参考 文献 1 ] 解世 俊 ． 金 属矿 床地下 开 采 [ M] ． 北京 冶金工 业 出版 社 ， 1 9 8 6 ． [ 2 ] 马学 新 ． 充 填采 矿方 法在 秦岭 金矿 的可行 性 分析 [ A] ． 河南黄金学会第二届学术年会论文集[ C] ． 河南省黄金 学会 ， 1 9 9 4 ， 8 5 8 8 ． 3 ] 刘过兵 ． 采矿新技术 [ M] ． 北 京 煤炭工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 4 ] 张荣立 ． 采 矿工 业设 计手 册 [ M] ． 北 京 煤炭 工业 出版 社 ． 2 0 0 3． 维普资讯