改进采矿方法降低贫损提高资源利用率.pdf

第 5期 2 0 0 6年 1 O月 矿 产 保 护 与 利 用 C0NS ERVATI ON AND UTI LI Z ATI ON OF MI NERAL RES OURCES № ． 5 0c t ．2 0 0 6 改进采矿方法 ， 降低贫损 ， 提高资源利用率 王 素 银 西北有色地质勘查局 ， 西安市 ， 7 1 0 0 5 4 摘 要 陕西山阳西龙头沟金矿属急倾斜、 薄矿脉难采矿体， 若采用传统的采矿方法 ， 势必产生较大的贫化、 损 失， 造成资源的浪费。根据该矿体赋存状态， 推荐采用窄分段分采空场法， 可最大限度减少贫化、 损失， 提高 资源的利用率。 关键词 薄矿脉； 窄分段分采； 资源利用； 西龙头沟金矿 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 2 ； T D 8 6 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 0 7 6 2 0 0 6 0 5 0 0 5 1 0 4 Re d u c ti o n o f Or e D i l ht i o n a n d L o s s a n d I n c r e a s i n g t h e U t i l i z a ti o n R a t e o f R e s o u r c e s b I m Mi n i n R Me t h o db y I mp r o v ing Mi mn g Me t h o d ● WANG S u yi r t N o r t h w e s t B u r e a u o f Ge o l o g i c a l E x p l o r a t i o n f o r N o r f e r r o u s Me t a l s ， X i a n 7 1 0 0 5 4 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e Xi l o n g t o u g o u g o l d d e p o s i t i n S h a n y a n g c o u n t y ，S h a a n x i i s a s t e e p l yi n c l i n e d n a r r o w o r e b o d y ．Us i n g t r a d i t i o n a l mi n i n g me t h o d s w i l l b r i n g l o t s o f d i l u t i o n，l o s s a n d w a s t e o f r e s o u r c e s ．Ac c o r d i n g t o t h e o c c u r r e n c e o f thi s o r e b o d y，a n a rro w s u b l e v e l o p e n s t o p i n g mi n i n g me t h o d w a s b r o u g h t o u t ．U s i n g t h i s me tho d，the r e s o u r c e s c a n b e u t i l i z e d e f f e c t i v e l y ． Ke y wo r d s n a rro w o r e b o d y；n a rro w s u b l e v e l mi n i n g；r e s o u r c e s u t i l i z a t i o n；X i l o n g t o u g o u g o l d d e p o s i t 西龙头沟金矿 区位于陕西省山阳县东南 2 0 k m 处， 属山阳县十里乡 、 高坝镇管辖 。矿区交通较为便 利， 有简易公路与山阳 一商南二级公路相接。 该矿是由西北有色地质勘查局地质研究院经多 年地质工作发现并勘探的， 目前处于详查阶段。 1 矿区概况 矿区位于南秦岭构造带云镇一银花地层 小区。 区域地层 自元古界至石炭系皆有 出露 。地层多呈近 东西向展布。矿床成因类型为受构造控制的中温热 液矿床。主要控矿因素为背斜构造、 断裂构造与铁 白云石化、 硅化 、 黄铁矿化热液蚀变组合。区域大地 构造位置属秦岭褶皱系南秦岭印支褶皱带。区内构 造线呈近东西向。褶皱构造有老沟 口一桥耳沟倒转 背斜， 北沟寺一中村复式向斜 ， 烟家沟一耀岭河倒转 背斜， 大天竺山一 白龙洞复式向斜。区域断裂构造 发育， 以横贯全区的东西向区域性断裂构造为特征， 并伴有北东 向与北西向组断裂。区域性大断裂有山 阳一凤镇 断裂 、 馒 头 山一 大坪一银 花河 断裂 和镇 安一板岩镇断裂。区域岩浆活动较强。 区域矿产较丰。在该矿 区已发现的矿产有刘家 峡金矿点、 夏家店金矿、 中村钒矿 大型 、 千家坪钒 矿 大中型 ， 还有较多钒 、 锑 、 铜、 铁矿点及铜 、 金 、 银异常广泛分布。从区域矿产分布看 ， 赋矿层有星 收稿 日期 2 0 0 6 0 7 0 2 ； 修 回 日期 2 0 0 6 0 81 0 作者简介 王素银 1 9 5 5一 ， 女， 陕西城固人， 采矿高级工程师， 主要从事采矿技术工作。 维普资讯 矿产保护与利用 2 0 0 6拄 红铺组、 古道岭组、 水沟口组、 陡山沱组、 耀岭河岩 群 ； 构造上 以区域大断裂转弯处次级断裂发育并 与 有利地层岩性交汇处为有利 。 从控矿条件看 ， 区域性东西 向断裂带控制了与 岩浆及热液有关 的矿化。山阳一凤镇断裂控制了印 支期小花岗岩断层明浆热液有关的以铜为主的中村 铁峪沟一磨房沟金、 铜、 铁及重晶石成矿带； 纸房沟 背斜和上岔口一东龙头沟脑断层控制纸房沟一鹘岭 沟金、 砷、 锑成矿带 ； 板岩镇断裂及其 支断层一大弧 岭显控制刘家峡一东沟脑成矿带。 2 矿体地质特征 矿区已初步圈出了 I 一1 、 I 一2 、 I I 一1 、 V一1四条 金矿体。目 前探明的主矿体为 I 一1 矿体， 其特征如 下 I 一1金矿 带 分 布 于 郭 家 沟 口一喇 叭 凹一 阳 坡一杨树凹一线， 受走 向断层控制 ， 脉状产 出， 走 向 和倾向上均呈舒缓波状变化， 该矿体发育平行矿 化 体， 主要蚀变类型有 铁 碳酸盐化、 硅化、 重晶 石化、 黄铁矿化 、 绢云母化。西段地表见矿厚约 0 ． 2 ～ 1 ． 8 5 m， 平均0 ． 5 2 m。矿体总体倾向南， 产状 1 9 0 ～ 2 0 5 。 ／_ 5 0～7 0 。 。单工 程 A u品位 1 ． 3 9～1 8 ． 7 5 g ／ t ， 矿体平均品位 3 ． 5 4 g ／ t 。东段 北东向断裂以 东 见矿厚约 0 ． 1～1 ． 0 4 m， 平均厚 0 ． 3 7 m， 产状 1 9 7～ 2 1 5 。 L2 8～6 8 。 ； 单工程 A u品位 1 ． 0 9～ 4 2 ． 0 g ／ t ， 平均金品位 1 7 ． 7 6 g ／ t 。 从 0线附近向东掘进 的 P D 坑 道的沿脉 、 穿脉 揭露的情况看 ， 矿体产于断层破碎蚀变带 中， 连续性 较好， 具分支复合、 膨大狭缩现象。断层破碎蚀变带 宽 1 ． 5～5 ． 0 m， 产状 1 8 0～2 1 0 。 L4 5～7 7 。 ， 由挤压 破碎绢云板岩、 黄铁矿化硅化破碎绢云板岩 、 黄铁矿 化重晶石石英铁 白云石脉和黄铁黄铜矿化硅化砂岩 组成。坑道 3 9～2 4 0 m 处单工 程矿 体宽 0 ． 3 0～ 2 ． 4 4 m， 金品位 2 ． 6 8～ 1 5 ． 6 t 。单样最高金品位 1 5 ． 6 g ／ t 。矿体平均宽0 ． 8 0 m， 平均品位4 ． 6 2 g ／ t 。 2 4 0 m附近坑道偏离矿体 ， 在 C M1 5穿脉 中见两条 矿体 ， 南矿体水平厚 1 ． 3 m， 金品位 1 ． 9 5～ 4 ． 3 5 g ／ t ， 平均品位 3 ． 2 4 g ／ t ； 北矿体为含黄铁矿化碳酸盐石 英脉的蚀变板岩， 水平宽 1 ． 2 m， 金品位 4 ． 0 4 g ／ t 。 在 C M 1 9 穿脉中， 矿化蚀变带水平宽 3 ． 4 m， 矿体宽 0 ． 4 m， 金品位 8 ． 0 0 g ／ t ； 在 C M2 3穿脉中 ， 共见 3条 矿化蚀变体， 矿石致密， 为细粒黄铁矿化碳酸盐石英 脉 ， 其中北矿体水平厚 1 ． 1 7 m， 产状 2 0 4 。 ／_ 5 8 。 ， 真 厚度 0 ． 9 8 m， 金品位 1 ． 6 2 g ／ t ； 在其南间隔 1 ． 9 5 m 处， 中矿体水平宽 1 ． 3 m， 产状 2 0 4 。 ／_ 5 8 。 ， 真厚度 1 ． 0 5 m， 金品位 4 ． 2 7 g ／ t ； 南矿体位于中矿体南 4 ． 6 m处， 矿体水平厚 0 ． 5 5 m， 产状 1 9 6 。 L 4 2 。 ， 真厚度 0 ． 3 7 m， 金品位 5 ． 6 0 g ／ t 。 矿石类型为黄铁矿化 一石英 铁 白云石型金 矿石 、 黄 褐 铁矿化 一石英重晶石型金矿石 。 矿石 以原生矿石为主 ， 地表矿石略有氧化 。 金的形态多种多样 ， 以角粒状 、 三角形 、 四边形、 矩形、 菱形等为主。其嵌布类型有三种 粒间金、 裂 隙金、 包裹金， 其中以粒间金为主， 占4 3 ． 0 2 ％； 其次 为裂隙金， 占3 1 ． 7 0 ％； 包裹金较少， 占2 5 ． 2 8 ％。经 物相分析， 金 以裸露金及半裸露金为主 ， 矿石加工技术性能简单 ， 属易选矿石。 3 矿体开采技术条件 矿区河沟众多， 地表水呈季节性发育， 春冬处于 局部断流状态， 夏秋山洪暴发， 洪水位最高 1 ． 0 m， 流速0 ． 7 1 m ／ s ， 流量 1 ． 3 5 m ／ s 。水质较好， p H值 7 ． 7～ 8 ． 1 ， 矿化 度平均 2 6 2～3 1 8 m L， 硬度 8 5～ 1 0 4 m L。 由于含矿断层构造带本身为地下水赋存空间和 径流通道 ， 故在坑道中可能出现顶板漏水现象， 经测 定 ， P D 坑道 出水量为 0 ． 5 0 L ／ s 。地下水浸泡影响 顶板岩石的稳定性。 本区金矿体受断层破碎带控制 ， 断层破碎带与 地层倾向相反。围岩为长石石英砂岩夹粉砂质绢云 板岩， 两种 岩性交替出现 ， 宽度一般不超过 5 m。破 碎带宽 1 ． 5～ 5 ． 0 m， 矿体顶底扳为强烈挤压破碎绢 云板岩或破碎砂岩 ， 破碎绢云板岩常揉搓成断层泥， 破碎砂岩节理发育 ， 均较为破碎 ， 岩石稳定性相对较 差 。 矿体平均安息角为 3 7 。 2 4 ； 矿石比重为 3 ． 2 3 。 4 采矿方法选择 根据以上对矿床区域地质、 矿体赋存状态及矿 体开采技术条件的描述可见， 该矿为中温热液型矿 床； 矿床褶皱、 断层明显， 矿体节理、 裂隙发育， 含矿 围岩主要为断层破碎蚀变岩 ， 由破碎砂板岩和黄铁 矿 褐铁矿 化石英脉 或方解石石英脉、 重晶石石 英脉 、 重晶石石英 、 方解石脉 或多金属硫化物石英 维普资讯 第5期 王素银 改进采矿方法， 降低贫损， 提高资源利用率 脉组成 ， 其稳定性较差 ； 从 已揭露 的几条矿体看 ， 矿 石品位较高， 但矿脉较薄， 其厚度大多在 0 ． 3～ 0 ． 7 m之间 I 一1 、 Ⅱ一1 、 V一1三条矿体勘探程度更 低， 未予一一描述， 但其品位和厚度与 I一 1 号矿体 相近 ， 加之矿岩均较破碎 、 稳 固性较差， 因此 ， 对该 矿资源的有效利用程度高低 ， 其关键取决于采用什 么样的采矿方法问题 。 对于此类急倾斜、 矿岩不稳固、 厚度薄的难采矿 脉 ， 国内无论有色金属矿山， 还是黑色、 非金属 、 贵金 属矿山， 一般比较多的是应用全面法、 留矿法、 削壁 充填法等； 这些方法在其回采过程中， 贫化率较大， 从而导致回采费用和选矿费用急剧上升。有的矿山 甚至将 0 ． 2～ 0 ． 4 m厚 的矿脉列为表外矿， 不予 回 采 ， 使地下有限的矿产资源得不到最大限度的利用 ， 任其 白白浪费掉； 而削壁充填法 的回采工序复杂 ， 工 效低、 回采成本较高。那么， 如何选择一种经济、 合 理、 好操作、 回采率高、 贫化率较低、 能最大限度回收 该矿产资源 已发现的 4条矿体其资源量就很可 观 ， 随着勘查工作的继续深入 ， 该区的远景储量不可 低估 、 符合该矿开采条件的采矿方法是该矿床开 发的关键。目前 ， 矿山开发论证工作正在进行之中。 在此， 笔者根据 目 前勘查程度、 现掌握的资料及矿体 赋存状态， 推荐窄分段分采空场法， 并在现场进行方 法试验 。 窄分段分采空场法的特点 就是沿矿脉走 向划 成窄分段， 并以此分别开掘凿岩天井， 然后从凿岩天 井向两侧的极薄矿脉内钻凿炮眼， 以分采薄矿脉， 不 采围岩。 分采矿石一般自行溜人采场下部的放矿漏斗而 后运出。采后的空区一般不进行支护 。方法示意图 见图 1 。 I I ’ I - _ L 。 一 一_L 一 一 一 一 ． J- 一一 l l I 【4 J I 班 f I I ’ I ．．．一 I - ， ， r ／F ／ 1 r v ， 1 ． Ⅱ～ Ⅱ l 一阶段运输平巷； 2 一脉内平巷； 3 一放矿漏斗； 4 一凿岩天井。 图 1 窄分段分采空场法示意 图 方法构成要素 沿矿 脉倾 向划成 阶段 ， 斜 长为 4 0～ 6 0 m 现场试验时， 主要根据矿体上、 下盘围岩 稳固性和矿脉倾角进行选定大小值， 也可尽量利用 原探矿坑道 。 在阶段内， 沿矿脉走 向划成区段 ， 走向长度一般 为 4 0～ 6 0 m 据上下盘围岩的稳固性而定 ； 在矿块 内， 沿矿脉走 向划成窄分段 ， 走 向一般 为 8～1 0 m 主要根据矿脉厚度和矿石爆破性以及岩矿分离难 工 维普资讯 5 4 矿产保护与利用 2 0 0 6焦 易程度来定 ， 即当矿脉厚度较大 的地段 ， 且矿石爆破 性较好时， 适当取大值； 反之， 取小值， 以便能获得预 期 的分采效果 ； 阶段矿柱斜长取 81 0 r n为宜 ； 薄 矿脉开采其 回采强度较小 ， 为了提高 回采强度 ， 增加 矿山生产能力， 在现场生产当中， 宜采取多 阶段、 多 区段和多矿块 同时 回采 的方 式组织生产 。但要注 意， 在相邻阶段同时回采中， 应相互超前一定的安全 距离； 在矿块的回采中， 相邻窄分段的回采工作面都 是由上而下同时回采 ； 采准工程布置如图 1 所示。 本方法矿块内回采， 实质上就是相邻凿岩天井 之间薄矿脉的分采。待各凿岩天井开掘后 ， 就可在 矿块下部开掘切割槽 和放矿漏斗 ， 然后 由此沿矿脉 倾向逐次进行钻孔、 崩矿； 在窄分段分采中， 从相邻 凿岩天井向其两侧的矿脉内钻凿炮孔， 炮孔深度一 般为 3 4 r n 主要取决于窄分段宽度或矿脉厚度、 矿石的爆破性和岩矿分离的难易程度 。 炮孔布置采用单 排或双排排列。孔 径为 3 0 4 0 m m； 最小抵抗线取 0 ． 2～ 0 ． 5 m 主要根据矿脉厚 度 、 矿石爆破性 以及矿岩分离难 易程度 而定。若矿 脉厚度较小 、 矿石爆破性差、 矿岩难于分离时 ， 应选 用单排孔、 小直径炮孔和较小的最小抵抗线 ； 每次 爆破的炮孔排数为 36排 其大小值根据 以上条 件而定 ， 若矿脉厚度较 大， 矿石爆破性较 好、 岩矿 容易分离时， 可适当增加同时爆破的炮孔排数。 在该薄矿体 的回采中 ， 分采下来的矿石可 以借 助爆力和矿石 自重 ， 自行溜人采场下部的放矿漏斗 ， 装车运出。 5 结束语 在该类型薄矿体 的开采 中， 采用窄分段分采空 场采矿法， 与传统的采矿法相比有其以下优点 I 它比现行一般留矿法的矿石贫化率低， 从 而可进一步降低采、 选费用， 提高金属回收率； 2 和现行一般削壁 充填法相 比， 其 回采工序 简单， 可降低材料消耗， 降低回采费用， 同时提高劳 动生产率 ， 提高采场生产能力 ； 3 可以促使改变 目 前矿山计算和确定矿脉最 低可采品位 、 可采厚度 的界限 ， 以扩 大可采矿量范 围， 充分利用地下有限的资源， 从而进一步提高矿产 资源的有效利用率。 但此方法的不足之处就是 ， 采准工程量较大。 参考文献 [ I ]采矿手册编写组． 采矿手册 [ M] ． 北京 冶金工业出版 社 ， 1 9 9 2 ． [ 2 ]辛洪波． 冶金矿山难采矿体采矿技术[ M] ． 北京 冶金工 业出版社 ， 1 9 9 4， 4 ． t t 矿产保护与利用 凄 ■ 2 0 0 7年 度 征 订 开 始 - ． a t 全 年 3 0元 价 格 不 变 唯 { I 欢 迎 赐 稿 欢 迎 提出 宝 贵意 见 {II 欢 迎随 时 订 阅 欢迎 刊 登广 告 矿 产 保 护 与 利 用 编 辑 部釜 ＼、 w _ J 1 ‘J∥ 刑 啊 日 ‘ - - - - - - - - - - - - ； - - - - - - - - - - - - - - ， 维普资讯