红牛铜矿采矿方法探究.pdf

Co mDr e h en s i v e 红牛铜矿采矿方法探究 杨朝义 云南黄金矿业集团股份有限公司 ，云南 昆明6 7 4 4 0 0 摘 要 通过对红牛铜矿矿床地质特征情况进行 归纳总结，就开采过程 中可能会出现的问题进行 了分析 ，在此基础上， 重点 探讨不 同厚度矿体开采的技术方法 ，为矿山采矿方法提 出指导意见，来解决矿 山前期 开采设计和后期 生产管理 问题。 关键词 矿体厚度；回采顺序 ；采矿方法 中图分类号T D2 3 5 ． 4 文献标识码A 文章编号1 1 5 0 0 4 2 0 1 6 4 - 0 0 4 4 2 1矿床地质特征 矿 区赋 矿层位为 晚三叠系 曲嘎寺 组第二段 第二亚段 T 3 q 2 - 2 地层，铜矿体主要分布在大理岩夹层顶 、 底接触 部位之矽卡岩化带内， 其次分布在靠近大理岩的角岩化变砂 岩中， 矿石自然类型以原生矿为主， 工业类型以矽卡岩型铜 矿石为主， 其次为角岩化变砂岩型铜矿石。开采矿区范围共 圈定4 8 个矿体， 主矿体的形态和空间分布与矽卡岩带基本 一 致， 呈不规则带状 ， 在0线、 3线间矿体相对膨大，向两端、 深部逐渐变薄、 分枝 ， 局部至尖灭 ， 总体走向北西一南东，倾 向南西， 倾角7 0 。 ～8 9 。， 陡倾斜 。 2矿床开采技术条件 鉴于该矿体分布复杂 ， 产能大 ， 围岩稳固陛变化较大 ， 公 司特委托相关实验室对部分开采技术参数进行实验研究 ， 主 要研究成果如下 。 2 ． 1矿、岩物理力学研究成果 本矿床原开采设计认为该矿床主矿体倾角高、 矿层陡立， 矿体稳固、围岩较破碎， 工程地质条件为中等类型， 后期通过 对坑道工程揭露的部分代表性岩体进行研究， 主要对角岩 、 大理岩及矽卡岩在内的3种具有典型代表性的岩组进行了物 理力学性质测试 ， 结合现场踏勘、 节理裂隙调查 、 岩石力学室 内试验及数据分析结果 ， 采用国际通用的RMR分类法对红 牛铜矿重点研究区域的岩体质量进行 了综合评价分析。分析 结果表明 红牛铜矿本次研究区域内3组岩组中， 角岩组与 矿体岩组基于 R MR评价体系 Ⅱ级 好岩体 ； 大理岩组基于 RMR评价体系Ⅲ级 一般岩体 。 2 ． 2 Ma t h e ws 稳 定图的采 场暴露面积 研究 根据本次研究区域的工程实际， 采用Ma t h e ws 稳定图 法对本次红牛铜矿研究区域内的采场暴露面积进行了综合分 析主要得到以下结论 采场长度确定为4 2 m的前提下进行稳 定性验算 ， 欲满足采场稳定性要求 ， 采场极限宽度为 1 2 ．4 m， 采场上盘暴露面极限垂直高度为 2 4 ． 3 - 4 4 ． 5 m。 3 采矿方法的优化选择 针对本矿矿体分支的复合现象普遍、 厚度变化大、 分层 收稿 日期 2 0 1 6 年4 月 作者简介 杨朝义， 生于 1 9 8 7 年。 男， 汉族， 云南彝良人， 本科 ， 采矿助 理工程师。 主要研究方向 采矿工程。 矿较多等复杂条件 ， 在开展现场 、 室内试验的基础上 ， 通过采 矿技术试验研究验证采矿方法的可行性， 针对不同厚度的矿 体 ， 最终选择d三种采矿方法。 3 ． 1浅孔 留矿法 矿体厚度小于5 m肘， 采场沿矿体走向布置， 采场宽度为 矿体厚度。 划分矿房 、 矿柱， 矿房长 4 2 m， 间柱宽 8 m， 采场 高度 5 0 m， 分段高度 1 2 ． 5 m， 阶段留设 6 - 8 m高顶柱 ， 或者采 用 1 4尾砂胶结充填形成6 m高人工假底， 不留顶柱 。 3 ． 1 ． 1采准切割 人 行 、材料 天 井施 工 在 间柱 里面 ， 每 个 人行 、 材 料天 井 切割上山 间距为5 0 m 一个采场长度 ， 断面为 1 ．8 X 1 ． 8 m。 在 人 行 、材 料 天 井 切 割 上 山 中 ，每 隔 4 m 间距 掘 一 个 与 采 场相连的 联络道 ， 用 于行人、进风 、材料运 输，断面为 1 ． 81 ． 8 m。在底部水平进行切割拉底工程， 拉底长度为一个 采场的长度， 高度为2 m， 宽度为矿体的厚度。 在拉底平巷与 脉外运输平巷之间施工两个出矿进路。 3 ． 1 ． 2回 粟 一 次回采 分层高 为2 ．5 m，采场 内的凿岩 在垫 层上 由 YS P 一 4 5 型凿岩机打上向孔，孔深为2 ． 5 m。 采用2号岩石炸 药爆破， 非电秒差爆破网络起爆。炮孔排列视矿体厚度与 f 值 而 定，最 小抵 抗 线w 2 5 - 3 0 d ， W O ．9 5 - 1 ． 1 4 m，孔距 d 1 ～ 1 ． 5 W ， 则d 1 ～ 1 ．3 5 m， 单位炸药消耗量取0 ． 5 k g ／ t ， 爆破时， 人员、 设备撤至安全范围 ， 爆破后进行通风 ， 待炮烟 降 至许 可范 围 ， 工 作人 员进 入采 区检 查 ，撬帮 问顶排 除 险情 后方可进行生产作业。 每次崩落矿石后 ， 由铲运机运出。 3 ． 2分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法 矿体厚度为7 - 1 3 m时， 采场沿矿体走向布置， 采场长度 4 2 m， 宽为矿体厚度 。 划分矿房、 间柱 ， 采场回采完毕后底部 6 - 8 m， 采用 1 4尾砂胶结充填 ， 其余空区进行尾砂非胶结充 填 ， 采场高度5 0 m， 分段高度 1 2 ．5 m， 间柱宽为 8 m， 均不进 行回收。 3 ． 2 ． 1采准工程布 置 各分段下盘施工沿脉平巷， 沿脉平巷与矿体之间施工出 矿进路 ， 出矿进路与拉底巷道贯通 ， 巷道断面为 2 ．82 ． 8 m。 分段运输巷道采用锚杆、 铁丝网与喷浆支护， 一定要确保支 护施工质量以保证凿岩爆破等作业安全。 分段采场底部施工 堑沟受矿底部结构限制， 通过拉底巷道端部施工切割天井， 切割天井连通矿体上分段回风平巷。 3 ． 2 ． 2凿岩爆破 在采场端部形成切割井 ， 以切割天井为 自由面中深孔爆 破拉槽形成切割槽。 上向中深孔凿岩设备采用 Y GZ - 9 0 凿岩 台车 ， 孔径为 6 0 - 6 5 mm。以切割槽为补偿空间实行侧向 爆破 ， 从端部槽区向采场另一端后退式开采。爆破用乳化炸 药、 起爆药包、 导爆索、 毫秒微差雷管及导爆管等 ， 采用装药 车装药。采用上向扇形孔爆破落矿时， 为使侧向崩矿有足够 爆破补偿空间， 侧向崩矿开始后即可进行大量出矿。出矿选 用2 m。 的电动铲运机 ， 从出矿进路装矿后运出地表。 3 ． 2 ． 3采 空区充填 两个分段回采完毕应及时对采空区进行充填。在出矿进 路中架设木板挡墙， 空区中吊挂 1～2条带孔的波纹管并用 编织布缠绕 ， 从封闭l - J I 出， 用于充填体脱水。 采场采用分级 尾砂或废石非胶结充填， 废石尽可能不提升地表。 3 _ 3分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法 两步骤 矿体厚度大于 1 3 m时， 采场垂直矿体走向布置， 采场宽 度 1 5 m， 长为矿体厚度。 划分矿房、 矿柱 ， 两步骤回采 一步 骤采空区采用尾砂胶结充填， 二步骤采空区采用分级尾砂或 废石非胶结充填。采场高度 5 0 m， 分段高度 1 2 ．5 m， 采用 1 4 尾砂胶结充填形成8 m高人工假底 ， 不留顶柱 ， 矿块实行 “ 隔 一 采一” 回采顺序， 分矿房矿柱两步骤回采。 3 ． 3 ． 1采 准工程布 置 下盘脉外施工盘区斜坡道连通分段沿脉平巷 ， 进而掘进 分段凿岩巷道， 凿岩巷道的尺寸为 2 ． 8 X 2 ． 8 m。 分段凿岩巷道 采用锚杆、 铁丝网与喷浆支护， 一定要确保支护施工质量以 保证凿岩爆破等作业安全。 采场底部施工堑沟受矿底部结构 ， 相邻采场内施工出矿联络巷及出矿进路， 一条出矿联道， 服 务两侧出矿 ， 矿房采场回采结束后采用尾砂胶结充填。 3 ． 3 ． 2凿 岩 爆 破 在采场端部形成切割井，以切割天井为自由面中深孔爆 破拉槽形成切割槽。上向中深孔凿岩设备采用YGZ - 9 0凿岩 设备，孔径为 6 0 - 6 5 mm。以切割槽为补偿空 间实行分段 2 0 1 6 年4 月期 中国金属通报 侧向爆破， 从端部槽区向矿体下盘后退式开采。爆破用乳化 炸药、 起爆药包、 导爆索、 毫秒微差雷管及导爆管等 ， 采用装 药车或装药器装药。 采用上向扇形孔爆破落矿时 ， 侧 向崩矿 顺序自上而下进行， 为使侧向崩矿有足够爆破补偿空间， 侧 向崩矿开始后即可进行大量出矿。出矿选用 2 m3的电动铲运 机， 从出矿联络道 、 出矿进路装矿后运至穿脉处的卡车， 然后 经斜坡道运出。 3 ． 3 ． 3采空区充填 采矿 出矿完毕应及时对采空区进行充填。在出矿进路中 架设木板挡墙， 空区中吊挂 1～2 条带孔的波纹管并用编织 布缠绕， 从封闭l - J J 出， 用于充填体脱水。 矿房采场回采后用 尾砂胶结充填 ， 底部 8 -1 0 m尾砂灰砂比为 1 4， 上部灰砂比 1 8 ～1 1 0； 矿柱采场采用分级尾砂或废石非胶结充填 ， 废石 尽可能不提升地表。 4结语 根据前期的现场工作及理论计算， 矿体厚度大于 1 3 m， 推荐分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法 垂直矿体走向 。 具 体矿体厚度根据现场岩性进行适当调整 ， 矿体厚度 7 -1 3 m， 推荐分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法 沿走向， 堑沟底部 结构 ， 矿体厚度小于 7 m， 采用浅孔留矿法 ， 除局部空区进 行充填外 ， 当封闭矿体分支复合严重时， 应有针对性的制定 回采先后顺序及充填方式。建议尽快开展工业试验工作 ， 通 过开采工业试验 ， 总结形成适用于该类矿体的先进开采技术 ， 为国内外类似矿体的开采提供经验。 参考文献 【 1 】 李夕兵， 姚金蕊， 宫凤强． 硬岩金属矿山深部开采中的动力学问题【 刀． 中国 有色金属学报， 2 0 1 1 1 o 2 5 5 1 2 5 6 3 ． 上接4 8 页 光电开关接收源、P L C软件、 2 4 V直流电源、防护罩和旋转 支架等， 如图2 所示。 其功能为 1 光电开关发射源 安装 在渣罐车内部， 发射防止渣罐车在炉下开过的最远位置信号， 传送给接收光电开关。 2 关电开关接收源 安装在远离炉 ⑥ ① 电开关发射源，②光电开关接[1 叟 源，P L C软俘， ④防护罩，2 4 V电源 ，旋转支絮，⑦渣罐车， ⑧炉下 图2 是转炉渣罐车光电开关防开过的原理图 下的地面位置 ， 接收光电开关发射源的信号 ， 并传送给 P L C。 3 P L C软件 采集停止信号， 并输出控制渣罐车停止。 4 2 4 V电源 在渣罐车内部， 与光电开关发射源一起，为光电 开关提供 2 4 V电源。 5 防护罩 为光电开关发射源提供基 础防护。 6 旋转支架 为光电开关调整对射位置而设定。 可 以 3 6 0度进行 无障碍旋 转。 4小结 本文设计的基于光电开关原理的转炉渣罐车控制系统不 仅具备基本的按时开关功能 ， 而且能够根据实际灵活地设置 工作模式， 从而实现 自动控制底部的转炉渣罐车， 自投用本 光电开关防开过方法以来 ， 渣罐车避免了拽断 电缆的情况， 由于设备在渣罐车内部且随渣罐车运行，因此不怕喷溅， 降 低了维护工作量， 节约成本。 参考文献 [ 1 】 吴劲松． P L C在Z GC 6 0 型渣罐车工作装置电液控制系统中的应用【 J 】 ． 有色 设备， 2 0 1 5 0 1 2 6 2 8 3 8 ． [ 2 】 蒋慧海． 光电开关的原理及应用[ J ] ． 铜业工程， 2 0 0 9 0 2 4 1 - 4 3 4 6 ． 45