黄沙坪铅锌矿采矿实践与探讨.pdf

4 湖南有色金属 HUNAN ONFERR OU S MET 第 1 8喜第 3南 2 0 0 2年 6月 黄沙坪铅锌矿秉矿实践与摄i 刁 谢庆成 黄沙坪铅辞矿． 湖南 桂 阳4 2 4 4 2 1 摘要 回顾 总结 了湖 南黄沙坪铅锌矿采矿实践 。根据矿体赋存条件 ． 就如何提高采矿工教 ， 由 玎 强采 场顶板、 采场地压安全管理， 有效安全地回采顶底柱 降低矿石损失贫化与采矿作业成本． 最大限度 地 回收矿产 资源 ， 作了一些探讨。 关键词 采矿 方法 ； 采 准设计 ； 硕底拄 ； 安垒护硕 ； 效益 中图分类号 T D 8 6 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 35 5 4 0 2 0 0 2 0 3 0 0 0 40 3 1 概况 黄沙坪铅锌矿属高中温热液充填 、接触交代矿 床 ， 矿体多产于灰岩与火成岩接触带 ， 部分矿体产于 页岩与砂页岩中。 矿石以致密块状为主， 铅加锌品位 约 1 2 ％ ， 矿体 中等稳固 ， 产于破碎带或页岩砂岩中矿 体不太稳 固， 矿体倾角 4 0 。 一 7 0 。 ， 厚度不等 ， 大矿体 一 般厚度为 1 52 0 m，走向长度 1 0 0～3 0 0 1“1 1 ， 矿体 分支复合现象普遍，常出现矿体不连续。矿山 1 9 6 6 年建成 ， 1 9 6 7年投产。 2 采矿方法 因矿石品位高， 矿体分支复合现象普遍， 且矿石 含硫高， 有的高达 2 5 ％ ， 具有一定的粘性 、 结块和 自 燃性 ， 矿体倾角多为 4 0 。 ～5 5 。 ， 因此矿体 回采常采用 上向式水平分层干式或尾砂充填采矿方法 ，以干式 充填采矿法为主。 矿 山中段高平均 3 7 m， 1 9 8 0年以前 中段大矿体 采准设计 ， 划分矿房 1 01 2 m 、 间柱 6 8 1“ 1 1 、 底 柱 6 m 、 顶柱 4／ I ／ 。矿房 回采允许暴露面积 1 5 0 1 8 0 。因采场面积小 ， 其四周清理边角矿石靠人工 扒 ， 生产能力低 ， 且问柱回采安全性差， 矿石损失率 高， 砼成本高。为了提高井下采矿能力， 在 3 4 6以上 中段选择条件合适的矿体 ，采用深孔落矿电耙出矿 的深孔崩 落法 、 浅孔落矿的留矿法回采， 较大地提高 了采场生产能力， 但由于矿体形态复杂， 矿石损失贫 作者简介 谢庆成 1 9 6 5 一 t 男， 工 程师t 从事井下采矿安全生产拄术 管理。 化较大， 故没有推广 。 近几年的回采 和生探实践发现，中深部的矿体 规模越来越小 ，形态更趋复杂，受地质构造挤压扭 曲， 矿石围岩节理发育破碎 ， 极不稳固。 对小矿体、 扁 平状缓倾斜矿体 ； 矿石围岩极不稳固的矿体 ， 提高振 矿程度 ，将 网度由 2 0m 2 0m，缩小到 51 0m 5～1 0 m， 准确把握矿体形态。对小矿体尽可能采用 浅孔留矿法，对扁平状 的缓倾斜矿体采用空场采矿 法 ， 对极不稳 固矿体优先考虑深孔崩落法 3 采准设计优化 3 ． 1 传统的设计思路模式 传统的矿房间柱式存在 1 采矿工效低。由于 采场面积小， 不足 2 0 0 1“1 1 ， 充填时采场两端要施工砼 间墙 ， 手工浇注 、 立模工作量大 、时间长， 采矿工效 低 。 2 回采间柱时安全性差。 矿房 回采时超挖问 柱一部分，留下少量间柱 ，同时砼间墙质量难以保 证 ， 使间柱回采安全威胁增大； 3 生产成本高， 效益 低 。1 2 m宽矿房 6一 8／ ／ l 宽间柱式采准方式 ， 其采准 工程量大 ， 一方面， 使采准施工的时间很长； 另一方 面 ， 千吨采切 比高达 1 5 2 0 m／ k t ， 砼间墙木材 、 水泥 消耗大 。 4 矿石损失大 ， 浪费了矿产资源。 3 ． 2 厚大矿体不留问柱阶梯式采准设计模式 1 9 8 7年作 者 自主完成 了 2 0 0中段 2 - - - 矿体阶 梯式采准设计 。该矿体 1 9 8 8年采矿后 ， 这种采准模 式逐步推广起来 。 2 矿体走向 1 2 0 m， 厚度 1 O一1 5 m不等 ， 水平面积 1 2 0 0 m 左右。 采准设计将矿块划 分 三个采场 ，因中间位 置压力大 ，先行 回果 2一 维普资讯 第 3期 谢庆成 黄沙坪铅锌矿采矿实践与探讨 5 3分层 分层 高度 2 ． 5～3 ． 5 m ， 两端滞后 回采 ； 超前 回采采场与两端采场不需浇注砼间墙 ，只是在充填 料 不与两端采场接顶，形成 8 o o g ,t 坡斜坡上浇注 0 ． 2～0 ． 2 5 m厚的砼层 ，以免后采采场 回采造成矿 石贫化损失 ， 该矿块于 1 9 9 2年安全回采完毕。 生产实践证明， 这种采准方式是成功的， 主要表 现在 1 安全上可行， 先行 回采的采场实际起到了 “ 预留间柱”的作用 ，采场暴露 面积一般控制在 5 0 0 左右， 并采取一定的护顶措施。 2 大大提高了采 矿效率 ，采场 日平均生产能力可达 1 0 0 t ，最高日出 矿量达 1 0 0 0 t ， 是矿房间柱式采场生产能力的 2～5 倍。 3 有效降低 了生产作业成本 ， 矿块千吨采切比 降低到 6～1 0 m／ k t ， 减少了砼间墙的成本消耗。 4 降低了矿石损失 ， 损失率仅为 1 ％。 3 3 采准工程布置优化与采准采矿投入产 出优化 以往采准设计 ， 方案唯一 ， 只谈可行。优化采准 工程设计是降低企业生产成本 ，提高企业经济效益 的有效途径之一 。 采准工程设计优化 ， 必须通过多方 案的工程经济分析比较 ，选择最经济的方案予 以实 施。工程经济分 析比较是指把各方案采准采矿工程 的投人和采场 回采产出的物资因素、 劳动因素、 时间 因素量化成资金价值因素，然后选取投入最少产 出 最大的最优方案。 对于不能量化的因素， 辅以定性分 析 工程资金时间价值计算公式为 Ⅳ∑B 1 n 一∑ C 1 n 式中 Ⅳ为总产 出与总投人 的现值之差； 为某一时 期 的产 出； C为某一时期的投人 ； 为折现率 利率 ， 现期不计算利息； n 为计算利息的次数 根据工程的 工期可以是季、 年 ， 现期为 1 。 若 N ． ， 则方案 1 比方案 2 优越。 4 顶底柱回采 厦底柱【 亘 ； 采是采矿生产的难题之一 ，它安全眭 很差 ， 矿石损失贫化很大。矿石损失和安全威胁， 主 要来 自底柱回采第二分层 在安全 回采底柱上进行 过多方案尝试 ， 较 为成功的做法为 采用均匀分布的 砼柱与底柱接顶 难以密实 ， 砼柱上留园形矿拄的 空场法回采 ．回采 中于采场扁边 留有倒三角矿柱与 砼柱支撑上部采场钢筋砼楼板， 分 区后退式回采 ， 但 矿石损失高达 3 0 ％以上 ， 回采安全性也差 1 9 9 9年 回采 2 3 7中段大 2 一3 、 4采底柱时 ， 1 0月 2 3日上部 充填体整体塌落下来。 为解决 以上 问题 ， 在下部中段 顶柱回采后充填时 ， 在采场中间浇注两排砼柱 ，排 距 8 9m， 先回采殓排柱间 5～6 m宽的底柱 ， 凿眼 密且严格控制眼深， 保证不破坏砼楼板 ， 然后用尾砂 胶结先行回采的 5 6 m宽的空区， 再按 同样的工序 和要求， 自采场两端 向采场中间尾砂胶结体推进 ， 直 至把砼排柱上方底柱 回采完毕。用这种方法回采底 柱 ， 安全可行 ， 矿石损失率控制在 5 ％以下， 见图 1 底柱 第二分 ≤ 0 0 c P 0 0 0 0 。0 0 I 钢 筋 砼 ①回采顺窜号 ～6 L硅 排 中 段 平 面 圈 1 尾砂臃结填实护疆法底柱回采示意图 5 采场顶板和采场地压管理 采场顶板和采场地压管理 ，是矿山安全管理一 项极为重要的工作。采场 冒顶片帮是矿山主要的安 全威胁 ， 以及矿山安全事故最主要的原因， 占发生事 故的 4 0 ％以上。采场顶板冒落 ， 是 由于矿岩不稳固， 地质条件差， 落矿炮眼深度不一 ， 排列不规范， 眼底 不在同一水平上 ， 因而爆破作用造成顶板凹凸不平 ， 顶板暴露表层产生浮石和松石所致 采场地压主要是采空区形成后 ，应力作用产生 的。 矿体开挖 采场 回采 岩体应力重新分布， 采空区 顶板上岩体重力传递到壁帮上， 顶板表层应力松驰， 随即出现拉应力 ， 岩体抗拉强度小于此应力时， 顶板 开裂 ，尤其是节理裂隙发育 的岩体，抗拉强度更小， 故此易出现顶板松石及小块矿石掉落。断层面和节 理面是岩体应力的弱 面， 当岩体产生空区， 地压应力 增大 ， 顶板岩层抗拉应力不足够维护应力平衡， 大片 顶板将从弱石开始塌落或破坏 ，空区四周帮壁呈现 压力增高， 它要承受矿体重力给与的压力， 岩体允许 抗压强度比抗拉强度大 l O 倍 以上，当压力过大 ， 超 过其抗压强度， 壁帮成剪切破坏 ， 破坏往往发生在帮 的腰部 ， 过高的空区壁容易发生 ， 采空区四周顶角容 易产生压应力集中。 加强采场顶板和采场地压管理 ，预防冒顶片帮 伤人 ， 是极其重要而复杂艰巨的课题 ， 要用系统论的 方法加强管理。 维普资讯 6 湖南有 色垒属 第 1 8卷 5 ． 1 加强采场 E t 常的安全技术生产组织管理 严格按 回采 分层 设计施工； 坚持先扩帮后上 采的回采顺序 ， 处理干净浮石和松石； 不 自燃的矿石 采场 ， 一般分两次 两头 集中落矿， 落矿炮眼要排列 有序 ，眼底基本处于同一水平 ，使落矿后的顶板平 整 ， 具有一定光面爆破效应 ， 减少对采场顶板的破坏 作用 ； 严格控制分层 回采高度 ， 一般为 2 ． 5～3 ． 5 m， 加强生产组织 ， 缩短分层回采时间 5 ． 2 及时填充 ， 发挥充填体的“ 原岩效应” 作用 采矿后及时进行分层充填 ，留有底柱的切割层 充填时， 先浇注 0 ． 6 m厚的钢筋混凝土假底 ， 每分层 充填料上有 0 ， 1 5～0 ． 2IX I 厚砼垫层 ，以增大充填体 的强度， 有益于底柱回采和采场扒运矿石。 充填体对 采空区的壁帮能起较好的保护作用 ，增大了壁帮的 承受压力 ， 有一定的“ 原岩效应” ， 尾砂充填能较好接 顶密实， 但干式充填接瑛填满空区是难题 ， 要精心组 纵， 在安全条件下 ， 一定要用手工扒料并在分层充填 浇注砼垫层时多次往矿体上盘与充填料的空隙扒填 具有流动塌落的砼料。 5 ， 3 采取必要的安全护磺技术措施 从经济、 矿体分支复合现象具体情况出发， 对于 矿岩不稳固矿体回采 ，一般不宜采用下 向式砼充填 法、 深孔崩落法 为了安全 回采， 采取可靠的安全护 厦措施 ， 主要有效的是长锚索护顶 ， 锚索的作用主要 是把破碎不稳固岩体连成一整体 ，抵抗岩体嘘变时 的水平剪 }刀 应力或拉应力。长锚索护顶分下向式和 上向式两种 ， 尤其以下向式效果为佳 ， 它具有预应力 作用， 加强了岩体强度 ， 但采准工作量大 ， 成走高； 上 向式锚索施工是在切割层完全切开以后，因本身矿 岩不稳固． 切开后顶板凹凸不平， 安全威胁较夫， 因 此不安全和受 限制的地方都上不了锚索 ，毳位我们 采取边切采边锚索的办法 ， 一般每切开 5 0 m 左右锚 索一次 ，分次多次锚索较好地解决了 上向式锚索存 在的问题。 总之， 采矿要根据矿体个体的矿石围岩条件 ， 选 择适宜的采矿方法 ， 经济合理的采准方式 ， 采取安全 可靠的安全措施 ， 并根据变化的情况加以改进 ， 最大 限度地降低矿石贫化损失， 有效保护矿产资源 、 实现 企业经济效益和社会效益最大化 。 收稿 日期 2 0 0 2 0 31 5 M i n i n g P r a c t i c e a n d Ex p l o r a t i o n o f Hu a n s h a p i n g Le a d Zi n c Mi n e X I E Q i n g c h e n g f Hu a n g s h a p i n g L e a dZ i n d Mi n e ,C h e n z h o u 4 2 4 4 2 1 ， C h i n a J Ab s t r a c t T h i s p a p e r e x p o u n d s t h e mi n i n g p r a c t i c e o f／ R t z mn b a a a s b a p i n g l e a d z i n c mi n e ． B a s e d a n o F e s d e p o s i t c o n d i t i o n ，i t ma k e s s o me e x p l o r a t i o n a b o ut h o w t o i mp r o v e mi n i n g e f f i c i e n c y ， e n h a n c e s mp e r o o f a n d r o c k p r e s s s a f e t y ma n a g e me n t ． ma k e t h e r o o f 0 r b o t t o m p i l l a r e ff e c t i v e l y a n d s a f e l y ， d e c r e a s e 0 r e s l o s s a n d pov e r t i fi c a t i o n ， r e d u c e mi n i n g c o s t s ． r e c o v e r mi n e r a l r e s o u r c e s a s mu c h a S p o s s i b l e ． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d s ；o r e b l o c k d e v e l o p me n t d e v i c e ；s t o p e ；r o o f bo t t o m p i l l a r ；p r o t e c t r o o f p i l l a r s a f e l y ； b e ne fit 企业简讯 湖南有色金属研究院钴系列产品开发前景看好 湖南有色金属研究院多年从事钴系列产品的开发 ， 积累 了大量科研数据和丰富的生产经验； 日前， 完成了新产品锂离 子电池正极材料钴酸锂 L I C o O 生产性试验 ， 该产品经 检测和生产试用 ， 在国内同行业中姓 于领先地位 。 现正扩建年 产 1 0 0 t 钴酸锂生产线 ． 预计 2 0 0 2 年 7月投人生产 。 { 韦鹏翔供稿 维普资讯