胡家峪铜矿残矿回收的研究与实践.pdf

第5 8 卷 第3 期 有 色 金属 矿山 部分 2 0 0 6 年5 月 胡家峪铜矿残矿回收的研究与实践 张崇喜 中条 山有色金属公司设计研究院 摘要 近几年来， 胡家峪矿积极开展残矿采矿方法研究与实践， 根据残矿矿体不同的赋存条件和现场围岩 及巷道的情况， 采用 多种灵活多变的采矿方法和因地制宜的运输方式， 回收残矿 2 0多万t ， 取得 了良好的社会效 益和经济效益。本文简要介绍了胡家峪矿残矿综合回收的经验， 供 同类矿山参考。 关键词 残矿采矿方法运 输方式 1 概 述 胡家峪铜矿是一个连续生产4 0多年的老矿山 ， 现已进入深部开采阶段， 矿体分支、 尖灭严重， 资源 严重萎缩。为了延长矿山的寿命， 充分利用国家资 源， 该矿决定对以前开采遗留的残矿进行综合回收， 为此技术人员对残矿开采进行 了技术攻关 ， 针对残 矿矿量小 、 品位低 、 环境复杂 、 安全性较差 、 采矿困难 的实际情况， 在安全、 高效、 经济合理的原则指导下 合理制定回采方案应用于实践， 近年已安全回收残 矿2 0多万 t ， 每年创利2 0 0多万元。实践证明， 在胡 家峪矿这样 的老矿山积极开展残矿回收能收到 良好 的社会效益和经济效益。 2 残矿成因的调查分析 所谓残矿 ， 就是正规开采时留下的边角矿体 ， 以 及难采矿体， 形成原因复杂， 回采难度大。通过对 南、 桐两坑关闭中段地质资料以及开拓、 采准、 回采、 爆破设计资料的收集整理， 并经过实地调查 ， 残矿的 形成主要有以下几类 1 有底 柱分段崩落采矿法 留下的底 柱残矿。 这类残矿主要是由矿体尖灭， 下部没有回采巷道， 导 致底柱无法 回收 ， 此类残矿在南坑6 4 0中段 5 矿体 、 桐坑5 2 5中段 3 矿体大量存在。 2 矿壁残矿。多属于矿体产状变化大采准工 程未控制到的矿体边角部分及零星小矿体。大部分 布在主矿体的周围。 3 厚度 2 m左右的薄矿体。因其厚度薄且赋 存状态复杂， 生产效益低， 在当时生产能力大， 开采 此类矿体有可能影响矿山正常生产， 故留下一部分 张崇喜工程师山西垣 曲0 4 3 7 0 0 此类矿体。此类矿体在南、 桐两坑已开采完的中段 中存在不少。 4 岩石特别破碎 ， 节理极为发育 ， 地压活动强 烈的矿体。由于原开采技术及思想观念的问题， 也 留下相当部分没有开采。如南坑 6 4 0中段、 5 9 0中 段的7 矿体， 桐坑9 0 矿体。 3 残矿 回收方法的研 究与实践 3 ． 1 采矿方法的选择 残矿成 因复杂 ， 开采技术条件差别很大 ， 应根据 残矿矿体的不同赋存条件和现场实际情况， 运用最 经济、 合理的采矿方法进行 残矿 回收。实践 中应用 的采矿方案有 1 中深孔落矿的有底柱回收方案。该采矿方 法在胡家峪矿已使用3 0多年， 积累了比较丰富的生 产经验 。 适用条件 较厚大的底 柱残矿和储量较大 的矿 壁残矿。 优点 凿岩爆破作业安全， 工人熟悉采矿工艺。 缺点 工程量大， 生产成本增高， 损失贫化大。 用此采矿方法成功 回收了南坑 5 9 0中段 7 7 0 6 、 7 7 0 7 等采场， 回收残矿近5 万 t 。 2 中深孔落矿的无底柱回收方案。 适用条件 有运输巷道， 矿体较厚大的底柱残矿。 优点 工艺简单 ， 出矿效率高。 缺点 矿石贫化大， 通风条件差。 运用无底柱崩落法回收南坑 6 4 0中段 6 7 0 6 2 采场底柱和 5 9 0中段 7 7 0 6采场底柱。这两个底柱 采场相类似， 中段平面有一运输道穿过矿体， 岩石比 较稳固。 采用无底柱崩落法 图 1 ， 运输道做出矿巷道， 在矿体尽头设计一个 自 拉槽， 中深孔落矿， 向槽排逐 维普资讯 第 3期 张崇喜 胡家峪铜矿残矿回收的研究与实践 1 3 排挤压 ， 后退式出矿 ， 每炮崩下-N两排深孔 ， 崩矿 距离 1 ． 83 ． 6 m， 用装岩 机出矿 ， 由覆岩 充填采空 ③ ④ 平面 图 区， 下一炮向松散体挤压， 直至将矿石出完。此采矿 方案的关键是要加强局部通风和出矿管理。 槽剖面图 图 1 无底柱崩落法 ① 一 运输道； ② 一 槽穿； ③ 一 槽井； ④ 一 排面线； ⑤ 一 矿体界线； ⑥ 一电耙巷道。 3 浅孔留矿法。 适应条件 顶板围岩稳 固， 地压活动不太强烈 ， 矿体赋存薄。 优点 工艺简单 ， 损失贫化小 。 缺点 效率低， 劳动强度大。 南坑 5 8 0中段 7 7 0 4、 7 7 0 3采场 、 南坑 6 4 0中段 2 石f - l , 矿体运用浅孔留矿法回收， 这几个采场相 类似， 都是矿体较薄 3 7 m ， 倾角缓 4 0 。 一 6 o 。 ， 矿体高度不超过2 0 m。 图 2 浅孔落矿 ① 一出矿巷道； ② 一 出矿漏斗； ③ 一 回风巷道； ④ 一 采准天井； ⑤ 一 联络巷道。 该采矿法采用浅孔落矿 图 2 ， 自下而上 回采 ， 首先顺矿体底盘掘进采准天井， 天井间距4 0 5 0 m， 由耙道每隔 68 m掘进放矿漏斗 ， 然 后直接采矿 ， 每次采下矿石靠 自重均衡放出 1 ／ 3左右， 其余留在 矿房中作为作业平台， 平场后可在矿堆上进行采样 、 测图、 凿岩爆破等， 一直采到顶柱位置， 直到将采场 矿石出净。此采矿方 案关键在于顶 板的管理 ， 地质 人员要经常到现场指导施工方向。 4 分段空场法。该采矿方法采场结构和有底 柱分段崩落法一样 ， 不同之处在于其留有永久矿柱 支护顶板。 适用条件 顶板稳固的中厚矿体。 优点 损失贫化少。 缺点 采场空区存在安全隐患。 5 几种采矿方法联合运用的回收方案。对一 些残矿采用单一的采矿法无法全部 回收 ， 有时也需 要联合运用多种采矿法， 例如胡矿在开采该矿下属 南河沟坑口7 9 0中段小矿体时， 就联合运用了浅孔 留矿法、 空场法、 无底柱崩落法。l 8 小矿体含矿岩 石为钠化大理岩， 矿体顶盘为余家山厚层大理岩， 底 盘为篦子沟组黑色片岩， 矿体呈小的扁平体， 矿体较 薄 3 7 m ， 倾角缓 4 0 。 一 5 0 。 ， 高度 l O m左右， 地 质矿量 2 ． 5万 t ， 地质品位 0 ． 6 2 2 ％ ， 有一条运 输道 穿过矿体底盘。先用浅孔留矿法和空场法采矿至运 输道 ， 用三轮车运矿 ， 漏 斗两边 的低 角度矿 石出不 来， 最后和底柱一起采用无底柱崩落法回采， 装岩机 后退出矿直至将 l 8 矿体全部采完。2 0 0 0年2月至 2 0 0 1 年底成功回收 2 ． 3万 t ， 出矿品位达 0 ． 5 9 5 ％ 。 6 对于一些岩石破碎的采场 ， 南坑 6 7 0 8 2 、 6 7 0 9 2 等采场， 岩石破碎， 巷道支护困难， 回收实 践中采用掘进、 深孔、 砼联合作业， 严格控制施工， 回 采顺序 ， 坚持“ 强掘 、 强采、 强出” 的三强原则，实行强 下转第 3 4页 维普资讯 有 色 金属 矿山 部分 第5 8 卷 学 出版社 。 1 9 9 4 2 尤春安． u型钢可缩性支架缩动后的内力计算[ J ] ． 岩土工程学 报 ， 2 0 0 2 ， 2 2 5 6 0 4～6 0 7 3 刑福康， 蔡坫， 刘玉堂． 煤矿支护手册[ M] ． 北京 煤炭工业出版 社 。 1 9 9 1 4 侯朝炯． 巷道金属支架[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 8 9 5 范祖尧， 郁永熙． 结构力学[ M] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 7 9 6 重庆建筑工程学院， 同济大学． 岩石地下建筑结构[ M] ． 北京 中 国建筑工业 出版社 ， 1 9 8 2 7 [ 俄] 煤炭工业部． 巷道棚式可缩性金属支架支护规程． 邹喜正 译． 煤炭科学研 究总 院北京开采所科技文字服务中心编印， 1 9 9 3 口 { 上接第 1 3页 化开采 ， 缩短采场开采周期 ， 在地压没有大的变化之 前， 将矿石采出。用此方法在南坑 6 4 0中段、 5 9 0中 段 7 脉已成功 回收残矿 8万多 t ； 现正用此经验指导 桐坑 9 0 矿体的开采。 3 ． 2 矿石运输方式的选择 由于残矿回收大部分都在已正规开采完毕的中 段进行， 其中段运输系统或多或少都有一定的破坏， 根据残矿所在的位置和道路情况， 采用了许多灵活 的运输方式 1 对一些开拓巷道保存完好， 运输线路没有 大的破坏中段的残矿点 ， 只要恢复架线 和整修部分 道路， 就能采用常用的矿石运输方式。即电耙将矿 石耙至溜井中， 由溜井下放到中段大巷用矿车装矿 ， 电机车运输到中段矿石溜井或翻车机。 2 对于一些道路遭 到破坏 的中段 残矿点， 由 于整修道路花费巨大 ， 采用柴油三轮车或人工运输 方式， 将矿石倒人中段矿石溜井或翻车机。 3 有些与地表相通的 中段残矿点 ， 则直接用 柴油三轮车出矿。 4残矿 回收 的劳动组织形式 残矿回收是一项复杂的系统工作 ， 必须有与之 相适应的劳动组织， 才能保证残矿回收的顺利进行， 残矿回收的劳动组织采用成立专业残矿回收队伍 采出队 进行残矿回收， 改单一专业队伍为综合 队， 它们集掘进、 回采、 爆破、 运输于一体， 既有明确 分工 ， 又在统一领导下密切 配合， 独立完成 回收任 务 ， 对主产破量的生产基本上不造成影响， 又对主产 矿量是个有益 的补充 ， 实践证 明， 只要责 、 权 、 利 明 确， 提高残矿回收人员回收残矿的积极性， 成立专业 残矿采出队是个行之有效的劳动组织形式 。 5 安全技 术措施 鉴于残矿回收多在地压活动较强、 安全隐患较大 的区域展开， 矿石品位波动较大， 因此特别注意安全和 矿石质量， 实践中形成了比 较完善的安全技术措施。 1 严格贯彻执行 安全生产管理制度 和 安 全操作规程 。 2 所有残矿回收作业点都要有可行性报告、 正规的采矿设计， 并有安全可靠的安全技术措施， 经 矿审查批准后方可实施。 3 对地压较活跃 的地段 ， 要严格监测地压活 动， 及时采取控制地压的有效措施， 采取必要的支护 手段， 并做好安全预案。 4 任何形式的残矿回收作业点原则上都要形 成完整的通风系统 ， 对少数无法形成通风系统作业 点面， 必须采取有效的通风措施以具备良好的通风 条件， 凡是不符合通风要求的作业地点， 一律不准组 织安排生产。 5 对残矿 回收 的管理 ， 安全技 术人员要根据 作业现场的安全状况指导残矿作业人员工作。 6 残矿 回收的几点体会 1 残矿回收要树立“ 安全第一” 的思想， 只有 在安全切实可靠的条件下才能组织残矿回收。 2 残矿回收应加强管理， 有 目的、 有计划、 统 筹安排， 合理确定回收顺序。 3 残矿回收应以经济效益为中心， 充分利用 矿山原有生产系统和设备， 采用适合的采矿方法和 运输方式， 争取获得最大收益 。 4 无论采用什么样 的采矿方法 ， 地质资料都 要准确可靠。残矿回收设计人员必须在充分了解地 质资料和现场实际情况的基础上做设计。 口 维普资讯