会理锌矿东部矿段采矿方法研究.pdf

4 6 2 0 0 1 年第 l 期 会 理锌 矿东 部矿段采矿方 法研究 ’ 郭忠林 ， 庙延钢 ， 刘维华 昆明理 工大学 ， 云南 昆 明 6 5 0 0 9 3 刘 韬 ， 陈忠华， 成会章 会理锌矿 ， 四川 会理县 6 1 5 1 0 5 【 摘要】 本文介绍 了昆明理工大学与会理辞矿共同合作进行的采矿方法试 验研究， 根据东部矿段矿床赋存条件及开采现状设计试验 了侧 向挤压崩矿分次 爆破 落矿新 方案 ， 达到 了安垒 高效低成 本 生产 、 提 高矿 石 回收 率 、 降低矿 石 贫化 的 目的 。 【 关键词】 铅锌矿床 ； 侧向挤压崩矿 ； 分次爆破 ； 崩落采矿法 St u d y o ft h eni ngM e t h o d s oft he Ea s tOr eBo d y i nHu i l i Zi ncM i ne GUO Z h o n g- l i n， M I AO Ya h - g a n g， LI U W e i h u a Ku n mi n g Un i v e r s i t y o fS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y， Ku n mi n g 6 5 0 0 9 3 ， C h i n a LI U Ta o。 CHEN Zh o n g h u a ， CHENG Hu i ． z h a n g Hu i l i Z i n cMi n e， Hu i l i 6 1 5 1 0 5 ， Ch i n a Ab s t r a c t Th e d e s c rip t i o n o f r e s e a r c h o n mi n i n g me t h o d s o f Ku n ml n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y a n d Hu i l i Zi n c M i n e i s g i v e n． Th e n e w mi n i n g me t h o d o f s i d e e x t r u d i n g c a v i n g i n g r o u p s i s d esi g n e d． Th e s t o p e b o t t o m S t rut t u r e s ， p r e p a r a t o r y wo r k c u t ． o f f s t o p i n g a n d b l a s t i n g me t h o d s a r e t est e d Th e p ru r p o s e s o f s a f e t y， h i g h e f f i c i e n c y， l o w c o s t ， h i g h r a t e o f r e c o v e r y a n d l o w o r e d i l u t i o n i n p r o d u c t i o n a r e a e h i v e v e d． Ke y v o r d s l e a d - z i n c d e p o s i t ； s i d e e x t ru d i n g c a v i n g； b l a s t i n g i n g r o u p s ； c a v i n g m i ni ng 1 概 况 会理锌矿天宝山铅锌矿床位于康滇地 轴中段 ， 为中低温热液充填交代矿床 ， 赋存 收稿 日期 2 0 0 00 82 5 于上震旦系中统灯影组第三层 ， 因而统归 于层控 矿 床 ， 并 受 F 3断 层 控 制 。矿 体 产 于 NE Es ww 向 ， 向东 倾 伏 的天 宝 山 向 斜两翼 次级 背 向斜 的接合 部 ， 安 宁河 断裂 维普资讯 四川有 色金属 S i c h u a n N o n f e r r o u s Me t a ls ‘4 7 带中。断裂构造十分发育。 Ⅱ号矿体为矿 山的 主 要 开 采 对 象 ， 被 成矿 后 期 断 层 F 3 切 割成 北西 和南 东两个矿段 。矿体走 向长 2 8 5 m， 勘 探控 制垂 深 3 7 5 m， 平均 水平厚 度 6 9 ． 3 5 m。矿岩曾多次受地应力作用 ， 其稳 固性遭到不同程度 的破坏 ， 节理裂隙发育。 加上老硐多而复杂， 这些都给采矿带来 了 很大 的困难 。 2 东部矿段地 质及矿体赋 存 条件 东部矿段为一厚大、 急倾斜、 边部呈锯 齿状 、 向下作简单分枝的脉状矿体 ， 矿石品 位高 。 节理裂晾发育 ， 比较破碎 ， 老硐覆槽 多而复杂 。 围岩 以硅质 白云岩和条带状 白 云岩为主 ， 中等稳固， f 8 ～9 。矿体受断 层控制 ， 节理裂隙发育， 从不稳 固到中等稳 固 ， f 6 ～7 。矿 体在倾斜 方 向上 产状变 化 较 大 ， 四中段 以上 向北倾 斜 ， 四至六中段 近 乎 垂直 ， 六中段 以下 向南倾 斜 ， 矿 体倾 角为 7 5 。 ～8 5 。 。矿 石 体 重 为 2． 8 5 t ／ m3 ， 围岩 体 重 2． 8 0 t ／ m ， 矿 石 自然 安 息 角 4 0 。 。氧 化 矿成块性差 ， 硫化矿成块性较好， 一般块度 l 5 0 ～2 0 0 mm， 矿 石 松 散系 数 为 1 ． 8 ， 湿 度 为 5 ～7 ％。 试验采场 E 6 0 4位于东部矿段六 中段 南沿。其东面的 E 6 0 2采场 已爆矿 落矿 ， 北面 的 E 6 0 1 、 E 6 0 3和 E 6 0 5采 场 正 在 出 矿。E 6 o 4 采 场上部五中段电耙 出矿水平 2 1 7 3 m 的 E 5 o 4和 E5 0 6采场 电耙 道 ， 由于 开采 脊 部 矿 柱 已 将 其 完 全 破 坏 垮 塌。 E 6 0 4 采场在 2 1 2 2 -2 1 4 5 m之间靠下盘处 有 一锥形夹 石 ， 在 2 1 5 3 ～2 1 7 5 m之 间有一 条 形 夹 石 ， 其 体 积 分 别 为 2 2 8 5 m 和 6 2 4 m3 。此外 ， 在采场北端还 出露一 圆弧 形辉 绿 岩 脉 ， 体 积 约 8 9 4 m3 。采 场地 质储 量 2 1 2 2～ 2 1 7 3 m 为 8 3 4 0 4 t ， 矿 石 品 位 P b 1 ． 2 7 ％。 Z n 7 ． 4 1 ％ ， Ag 8 7 7 9 g ／ t ， 氧 化率 1 6． 2 5％ 。 3矿床开采现状 东部矿 段 四 中段 以 上 的 生 产 已经 结 束 ， 五中段也在回采边部残矿及回收矿柱， 六 中段 已成 为 目前的主要生产 中段 。 薄 蕊 图 1 自拉槽小 补偿空 间崩 落法 j 一箕斗 平巷2一啬岩 巷道 3一切割 艟巷4一切割 天 井 自建矿以来 ， 矿山生产曾采用过“ 水平 分层 进路 回采 的干式充填 采矿法 ” ， 该采矿 方法采矿效率低、 采矿损失大 、 坑木消耗高 而且 充填不密 实 ， 地 表岩层 出现 大 面积 的 移动和陷落。后来改用“ 自拉槽小补偿空 间崩矿的阶段崩落采矿法” 如图 1 所示 ， 该方案阶段高 5 0 m， 分段高 1 0 m， 上底柱高 8 m， 下底柱高 l l m， 采 场垂直走 向布置宽 1 5 m， 长 3 o～5 0 m。采 用 水 平 振机 出矿 系 统 ， 矿石通过振动出矿机装人箕斗， 再用绞 车牵引箕斗到溜矿井卸载， 矿石通过溜矿 井下放到运 输平巷 装人 矿 车 ， 再 由电机 车 运出。在采场中沿采场长度方向每隔 1 5 m 掘进一 条切割天井 和一条切割平 巷作 为采 场 崩矿 的补偿空 间和爆破 自由面。在 采场 的各凿 岩分段钻凿扇形 中深 孔 向小补偿 空 维普资讯 2 0 0 1 年 第 1期 间崩矿 ， 阶段 出矿 。 在矿 山生 产 实践 中， 小补 偿 空 间崩落 采矿法 存在下列 主要问题 ①采场工程施工不到位 ， 致使爆破效 果差 ， 崩矿质量低。切割槽很难实现， 采场 大块产出率高、 二次破碎工作量大。 ②在采场中央漏斗脊部位掘进一条拉 底凿岩巷 道进 行拉 底 ， 往往 漏 斗 颈施工 质 量差 ， 贯通率低， 造成斗颈断面小 ， 使崩落 矿石无法放出． 常常被迫停止放矿 ， 造成大 量矿石损失和贫化。 ③崩矿方案不合理。由于矿石破碎稳 固性差 ， 且小补偿空间的切割天井施工又 比较 困难 ， 一旦 切 割天 井施 工质 量得 不 到 保证 ， 补偿空间就不能形成， 其采场矿石爆 破质量就难 以控 制 。 ④先进的振机 出矿底部结构不能将矿 石直接装人矿车， 还需要用箕斗来转运矿 石 。在 稳 固性较差 的矿体 中掘进和浇灌 振 机硐室 ， 施 工 复杂 ， 难 度 大 ， 周期 长 。 同时 在 振机 抬板上 进行 二 次破 碎 ， 会 破坏 振机 抬板 ， 维修工作量也较大。 4 采矿方法新方案 的试验研 究 根据矿体赋存条件并充分利用相邻采 场松散矿 岩的特性 ， 我们进行 了“ 电耙 漏斗 底部结构 中深孔侧 向挤压崩矿 阶段 分次落 矿 的崩 落 采矿 法” 如 图 2所示 的设计 与 试 验 。 4 ． 1采场 结构 采场垂直矿体走向布置 ， 将矿体厚度 一 分为二 ， 靠上盘一侧布置单号采场， 靠下 盘一侧布 置双 号采 场 ， 在 电耙 出矿 水 平层 矿体的中央布置一条 中央回风道， 并与总 回风井相联通。阶段高 2 l 1 2 ～2 1 6 4 m 为 5 2 m， 采场宽 1 3 ． 4 m， 分段高 9 ～1 4 m， 上底 柱高 8 m， 下底 柱高 1 0 m， 试 验采场 E 6 0 4 长 6 6 m 其中在矿体 中长 5 8 m， 在 下盘围岩 中长 8 m 。 图 2 侧 向挤压崩矿 采矿法 1下 盘阶段运 输平巷2电耙联络道3电耙 巷 道 4分敷 联 道5分 麓进 路联道6凿岩 进路 7扇 形地孔8中央回 风道9第 一爆破 区段 1 o第二爆破 区段1 1第三爆破 区段1 2端 邦 溜井 4 ． 2 采切 工程布置 4． 2 ． 1 底 部 结 构 在 2 1 1 2 m 运输水 平层 的 出矿 溜井 口， 安装 振动 出矿机装 矿。 在 2 1 2 2 m水平 ， 垂直矿体走 向布置电 耙巷 道 ， 间距 1 2～1 5 m， 在 E 6 0 4采 场设 计 采用三心拱断面电耙巷道 ， 使用 9 0 k W 电 耙出矿 如图 3 所示 ， 电耙道净宽 2 ． 2 m， 净高 2 ． 2 m， 净断面 4 ． 4 9 m 2 ， 根据矿岩稳固 性分别浇灌 3 0 0 ra m厚的素混凝 土或钢筋 混凝土支护 ， 掘进断面宽 2 ． 8 m， 高 2 ． 5 m， 维普资讯 四川有 色金属 S i c h u a n N o n f e r r o u s Me t a ls 4 9 断面积 6 ． 1 5 ， 漏 斗间距 6 ． 5 m， 斗穿净 宽 2 ． 2 m， 高 2 ． 1 m． 净 面 积 4 ． 2 7 m2 ， 浇 灌 3 0 0 mm厚 钢筋 混 凝 土 支 护 ， 掘 进 断 面宽 2 ． 8 m， 高 2． 4 m， 断面 面积 5 ． 8 7 ， 并在 斗 穿与电耙道交汇处布置两架钢梁以保持其 稳定 。靠 回风 巷道 的辉绿岩 夹石 厚度变化 较大 ， 周围矿石品位较高， 为回收相邻采场 高品位矿石 ， 在 电耙道尾部多设计一对漏 斗 ， 并 将辉绿 岩与矿石 混采 。 同圈 一r 凡 墨固 融 L 问 罔 罔。 同 同I 厂 T 网 ] I 图 3 底 部结构布置 4 ． 2． 2切 割 拉 底 方 案 在 2 1 3 0 m拉底水平层 ， 靠 E 6 0 6采场 一 侧斗颈掘进凿岩进路联络道 ． 断面 2 2 ， 然后沿走向掘进三条凿岩进路 ， 断面 2． 6 2． 6 m2 ，用 喷射 混凝 土 支 护 如 图 4 所示 。该方案有利于提高在破碎岩体中 切割拉底及扩漏质量 ， 能保证大部分斗颈 直接贯通拉底层提高崩矿质量， 增强放矿 时矿石 的流通性 ， 降低 采场 矿石 损 失 和贫 化 。 同时 ， 拉底巷道掘进 出碴方便 ， 掘进速 度 也较 快 。 4 ． 2． 3分层 采 准 系统 在 2 1 4 0 m、 2 1 5 0 m 和 2 1 6 4 m 凿 岩 分 层 ， 均以靠 E 6 0 6采场一侧 的采场边界线 为中心线掘进各分层 的凿岩进路联络道 ， 断面 2 2 ， 然后沿走向掘进三条凿岩进 路巷道 ， 断面 2 ． 6 2 ． 6 m2 如 图 5所示 。 各分层采准巷道都用喷射混凝土或喷锚支 护 。 产 轴 广L J ．f L 一 I ． ． ／ l／I i _ _ j | { 冒 I i 。 一 I 。T f 图 4拉底方案 1出碴 井2舟段联 络道3营岩 进路 联络 道 4夹石5昔岩 进路6漏斗斗 颈 4 ． 3 崩矿方 案 采场矿石回采是在各分层凿岩进路中 用 Y Q一 9 0 凿岩机凿垂直扇形 中深孔 ， 向 相邻已爆采场松散矿岩挤压崩矿 ， 炮孔直 径 口 6 0 mm， 最 小抵 抗 线 W 1 ． 5 m， 最大 孔底距 d 2． 0 --2． 2 m。整个 采 场沿 电耙 道方向分为三个 区段进行爆破落矿 爆破 区段范围如图 2所示 ， 每次爆 破一个 区 段 ， 在 同一区段 内的四个分层 同时落矿。 待所爆 区段 的矿 石 松动放 矿 以后 ， 再 进行 下一个区段的爆破落矿。 图 5 分层 采准 系统 1 掘 进 出碴 井2舟段 联络 遭3舟层连路 联络 道 4夹石5凿岩进 路巷 道 4． 4 放矿管理 每一个 区段爆 破 落 矿后 ， 均进 行 松动 放矿， 以便为下一次爆破落矿提供足够 的 挤压补偿空间， 待所爆矿石完全松动 以后 即停 止放矿。当整个 采场爆破 落矿 结束 维普资讯 2 0 0 1 年 第 1期 后 ， 再 有 计 划 地 进 行 大 量 放 矿 ， 并 且 与 E 6 0 2和 E 6 0 6采场 的放矿 计 划相 结合 ， 在 走 向上形成一个倾斜的矿岩接触界面向前 逐渐推进 ， 以防止单个采场独 自出矿造成 矿石 过大 的损失 和贫化 。 4 ． 5 主要技 术经济指标 E 6 0 4试 验 采场 的主要 技术 经 济指 标 如下表所 示。 项 目 单位 指标 采场 生产 能力 t ／ 厶 d 3 0 0 矿石 回收率 ％ 7 5 矿石贫 化率 ％ 2 0 m／ k t 8． 0 7 千 吨采切 比 mJ ／ k t 3 9_ 8 3 附产 矿石 量 t 8 0 0 7 5 结束语 东部 矿 段 采矿 方法 的研 究 和 生产 实 践 ， 表明设计采用的采矿方法方案是合理 可行的， 它具有较为明显的优点 ①电耙漏斗底部结构简单、 施工方便、 操作简单。 ②拉 底层 凿岩进路联 络道掘 进在一侧 斗颈之上， 斗颈贯通率高， 扩漏质量能够保 证 。 ③利用相邻采场松散矿岩进行侧向挤 压崩矿， 勿需在采场开掘多个切割槽 ， 从而 节省 了采切工程量， 缩短了采场回采周期， 也提高 了崩矿质量 。 ④将 整个 采场 阶段一 次落矿 的大爆破 改为 多次侧 向挤 压崩 矿 的 区段 式 小爆 破 ， 既便 于采场施 工 和 管理 ， 又为 下 一 次 的区 段爆破落矿创造 了更加 良好的爆破 自由面 和补偿空间 ， 也有利于控制崩矿质量 和采 取 必要 的补 救措施 。 参考 文献 【 1 】 郭忠林 ． 改进采场结构与 回采工艺提 高矿 石 回 收率 ． 昆 明 理 工 大 学 学 报 ， 1 9 9 4 ， 1 0 5 1 7 ～2 1 ． f 2 】 解世俊 ． 金属矿床地下开采 北京 冶 金工业出版社， 1 9 7 9 年 1 1 月 ． 【 3 】 中国力学学会工程爆破专业委员会 ． 爆 破 工 程 ， 北 京 冶 金 工 业 出版 社 ， 1 9 9 2 年 4月 ． 【 4 】 会理锌矿扩建初步设计说 明书． 1 9 8 7 芷 作者简 介 郭忠林 1 9 6 3 一 ， 男。 1 9 8 3年 毕 业 于 昆 明 理 工太学， 1 9 8 6的荻工学硕士 学位 。现 任 昆 明 理 工 太 学 资 源开 发 I程 乐主 任 ． 教 授 。一 直 “事采矿 工程噩 计算机应 用的教 学和科研 工 作，曾荣获 中国有 色垒属 工业 总公 司科技进 步 三等奖和 云南省科技进步 三等奖 。在 有 关刊 物 已发 表论 文 多篇 。 本 刊 声 明 为适应我 国信 息化建设 需要 ， 扩 大作者 学术交流渠道 ， 本刊 已加入 中国 学术期刊 光盘版 和“ 中国期刊 网” 。作者著作权使 用 费与本刊稿 酬一 次性 给付 。如作者 不同意将 文章编入该数据库 ， 请在来稿时声 明， 本刊将做 适 当处 理 。 四川有 色金属 编辑部 维普资讯