机械化充填采矿法在我国铅锌矿山的应用.pdf

第 5 3卷第 3期 2 0 0 1 年8 月 有色金属 NONFE RROUS M ETAL S Vo l 5 3． Ne 3 Au g t s t 2 0 0 1 机械化充填采矿法在我国铅锌矿山的应用 蔡晨 ， 吉兆宁 1 ． 桃林铅锌矿， 临湘4 1 4 3 1 2 ； 2 ， 北京矿冶研究总院， 北京 1 0 0 0 4 4 摘要 随着大型无孰机槭化设备在井下采矿作业中的应用 ， 机械化充填采矿法在我国的铅锌矿山得到了广泛的运用， 井为这些矿山的 发展提供了技术保障。凡口铅辞矿、 小铁山铅锌矿、 会泽铅锌矿在机械化充填采矿法的运用方面， 代表着我国在这一技术领域的成粜， 对这几 个矿 山的应用情 况作较 为全面的介绍 。 美羹词 采矿； 机械化充填； 采矿方法 中田分类号 T D 8 5 3 3 4 ； T D 8 6 2 ． 2 ； T D 8 6 2 ． 3 文献标识码 A 文章 编号 l 0 0 l 一 0 2 1 1 2 0 0 1 0 3 0 0 6 7 0 3 随着人类物质文化生活水准的不断提高 ， 整个 社会对有色金属的消耗量在不断的增长， 铅锌便是 其中主要的品种。满足人们对铅锌的需要 ， 提高和 发展铅锌矿山的开采技术水平 ， 符合 当今社会发展 的需要 。随着各种性能优越、 高效 方便的大 型机械 化无轨设备 ， 以及新兴 的充填技术和充填材料在我 国铅锌矿山的应用， 使我 国铅锌矿 山的采矿技术 水 平得到了较大程度的提高 ， 为这些矿 山在我 国 目前 的市场化经 济大 潮中发展壮 大， 提供 了技术保证 。 机械化充填采矿 法在我 国铅锌矿 山的应用和完善 ， 便是这一过程 的典型。像凡 I1铅锌矿、 小铁 山铅 锌 矿 、 会泽铅锌矿等矿 山， 在机械化充填采矿法的研究 和应用方面 ， 取得 了较大的成功 。这些矿 山的机 械 化充填采矿法的应用水平， 代表我 国在这一领域 的 技术水平 1 机械化 充填采矿 法 传统的充填采矿法是我国有色金属和黄金系统 矿 山的常用的采矿方法 ， 但 回采工艺复杂， 生产能力 较低， 制约了该方法的广泛应用。近十年来 ， 采矿 工作者将一些大 型无轨设备 如 凿岩 台车、 装药 台 车、 铲运机、 井下服务车、 撬 毛台车 、 混凝土喷浆 台 车、 锚杆台车等用于充填采矿法的井下回采作业 ， 使 回采工作的机械化程度、 工人的劳动环境、 回采 的作 业效率等获得了明显的改善 ， 形成了回采作业 以机 械化设备为主要作业方式 ， 生产能力较高， 区别于传 统充填采矿法的机械化充填采矿方法。在回采设备 收稿 日期 2 0 0 1 0 5 0 9 作者茼介 蓁 1 9 6 6 一 ， 男， 甘肃天水， 工程师 机械化程度提高的同时， 新 型的充填技术也得到了 广泛 的运 用 。 2凡 口铅 锌矿 凡 口铅锌矿是我国最大 的铅锌生产基地。在该 矿 目前所采用的诸种采矿方法中， 机械化盘 区分层 充填采矿法居主导地位 ， 是该矿的主要采矿方法 。 2 ． 1 采矿 方 法概述 采场一般垂直矿体走 向布置 ， 矿体厚度为采场 长度 ， 采场宽度为 8～1 0 m。采场中段高 4 0 m， 分段 高 8 m， 每一分段划分 为二个分层进行 回采， 每一分 层采用分层联络道与分段联络道相通。为便于无轨 设备进 出， 分段巷道一般距矿体约 1 6 ～2 0 m， 采场中 布置 1 ～2个天井， 供采场 回风、 充填井起爆破 自由 面的作用 ， 泄水井顺路架设 ， 规格 1 ． 2 m1 ． 2 m。溜 矿井一般布置于分段平巷 中， 根据矿 山出矿设备最 佳运距 ， 通常 3 ～4个采场共用 1个溜井 。分层回采 顺序为 自下而上逐层回采。 2 ． 2 采矿设备 采场凿岩设备采用 HS 1 5 0 X型上 向接杆 台车 ， 孔深 4 ． 0 m， 孔径 5 1 ram。 爆破采 用粒状 铵油 炸药 ， 装 药 作业 用 N T3 0 ／ N B B 1 5 0型井下装药车装药。 采场出矿采用 S T一3 ． 1 ／ 2型 3 m 铲运机出矿 。 2 ． 3 充填材料殛充填方式 凡 口铅锌矿 的矿房采用胶结充填方式 ， 矿柱采 用非胶结充填方式。 矿房充填 时分为底都充填和胶结层面充填。底 部充填高度 3 ～3 ． 5 m， 主要采用全尾砂胶结充填， 灰 砂比 1 8 ～1 1 0 。腔结层面 厚 0， 5 ～l m， 主要采用 维普资讯 有色金属 第 5 3 卷 一 3 mm棒磨砂胶结充填 ， 灰砂比 1 4 。 矿柱 回采时 ， 采用全尾砂与棒磨砂为主要充填 材料 ， 二者配 比为 1 4的混合 细粒水砂非胶结充填 方式。充填料 浆浓度 为 6 O～6 5 ％。这种 充填方式 大大地提高了科浆 的流动性 ， 减少了充填体层面的 平场工作量 ， 不用水泥作为胶结剂 ， 降低了充填体的 成本 ； 采用多点下料工艺 ， 不用频繁移动充填管的下 料12 1 ， 减少 了脱水时间， 增大了充填强度 ， 从而提高 采场的综合生产能力。 2 ． 4 技术经济指标 凡 口矿的机械化盘区充填采矿法具有 良好的技 术经济指标 ， 如表 1 所示。 表 1 凡 口矿技术经济指标 Ta b l e L Te c h n i o o - e o o n o mi c i n d e x f D I F a n I 【 。 u M i n e 采场综音生产 能力 ／ | 1 2 7 0 凿岩 台班能力／ t 7 0 5 铲运机台班能力 ／ t 3 8 7 矿石损失率／ ％ 1 矿石贫化率／ ％ 7 充填指力／ d ‘ 。 4 5 0 3小铁 山铅 锌 矿 小铁 山矿最早采用的是无底柱分段崩 落采矿 法 ， 后来由于该采矿方法损失贫化率高 ， 经济效益不 佳 ， 改用为机械化上 向巷道式尾砂胶结充填采矿法 ， 取得了良好的效果 。 3 ． 1 采 矿方法概 述 采场一般沿走 向布置 ， 长 l O O m， 进路断面为 4 m X 4 m。在矿 体下 盘布置联络 阶段巷道及分段巷道 的斜坡道。垂直方 向每隔 1 2 m布置一分段联络道， 由分段联络道向矿体掘进采场联络道。每分段分 3 个分层 ， 每分层高 4 m。分层 回采按 由下往上逐层 回 采的顺序作业 。斜坡道和联络道的坡度 为 1 6 ， 断 面为 4 mx 4 m。在矿块 中部的上下盘分别掘进充填 回风井和溜矿井。回采 时先从矿块中央拉开垂直矿 体走向方向的分层联 络道， 然后措走向向矿块两端 的进路进行回采。 3 ． 2 采矿设 备 小铁山矿在试验进路式充填采矿法的时候 ， 从 国外引进了全套的机械化无轨设备。凿岩采用法 国 艾姆科 一赛科玛公司的水星 1 4型单臂电动液压 凿 岩台车。钎杆为 帕23 0 9 0 r a m 中空六棱型钎杆 ， 钎 头为 6 3 mm 和 e 7 6 mm 的柱齿型钎 头。在生产初 期， 钎头钎杆皆为瑞典 S a n d v i k C o r o m o n公司 的产 品， 后来为国内同类产品所替代。 爆破采用一般的 2 岩石炸药 ， 装药采用瑞典进 口的 P T 6 1型装药台车进行作业。出矿设备为江西 拖拉机厂生产的 wJ D 一 1 ． 5型 电动铲运机和美 国瓦 格纳公 司生产的 E S T- 2 D电动铲运机。 采场支护采用锚喷支护。锚杆的安装采用从芬 兰 T A MR O C K 公 司引进的 H3 9 1 2 2 8 一 P型锚 杆台 车。喷浆用 H P H 6型喷浆机进行 。 此外 ， 还有用 于运送材料和人员的井下运输服 务车作为辅助作业的工具 。 3 ． 3 充填材料及方式 充填材料 主要以分级尾砂为粗骨料， 以水泥为 胶结剂。采场充填时分为底部充填和层面充填。底 部充填灰砂 比为 1 8 ， 层面充填的灰砂比为 1 4 。对 于单进路的回采 ， 充填时的灰砂 比则为 1 1 5 。 为了减少充填作业在整个采矿作业 中所 占时间 的比例 ， 提高采场的生产能力， 小铁山矿进行 了高水 速凝固化充填材料的试验。高水固化材料在料浆含 水 体积 比 高选 9 0 ％的情况下 ， 输送至采场无需脱 水 ， 直接快速凝结为 固体 ， 不但 提高 了充填体 的强 度、 接顶率 ， 而且缩短 了整个采 场的回采周期 ． 从而 提高了采场的生产能力 。但 由于该材料在生产和运 输等方面存在有一定的问题 ， 未能得到广泛的应用。 3 ． 4 主要技术经济指标 表 2 小铁 山矿技术经济指标 Ta b l e 2 Te c h n i e o - e c o a c i c in d e x f o r Xi a o fi e s h a n Mi n e 4会泽铅锌矿 会泽铅锌矿麒麟厂矿床是国内罕见的小而富的 铅锌矿床 ， “ 七五 期间 ， 在该矿山试验“ 上向水平分 层充填分层进路 回采粗粒级水砂充填采矿法” ， 作为 国家“ 七五” 重点科技项 目进行攻关 ， 通过 3年的艰 苦努力， 到 1 9 9 0年获得 圆满成功 ， 使我 国在这一技 术领域取得了较好的成绩 。 4 ． 1 采矿 方法概况 采场进路垂直矿体走向长度布置 ， 进路宽度为 6 --8 m， 采场长度为矿体厚度 ， 充填步距 6 ～8 m； 采 准工作首先从中段下盘措 脉运输巷起 ， 在矿体下盘 掘进一条通 向上分层 的斜 坡道 ， 巷遭 断面 2 ． 5 m 2 ． 6 m。该斜坡道作为采矿过程 中各分层 的联络巷 ， 维普资讯 第 3 期 蔡晨等 机槭化充填采矿法在我国铅锌矿 山的应用 又作为元轨设备的停放、 调车巷道。当斜 坡道打至 4 ～5分层时， 从一分层由斜坡道打一条川脉到矿体 下盘。然后在矿体内沿下盘拉开一条宽 4 m， 高 3 ． 5 -- 4． 4 m的切剖巷道。巷道长度 与矿体 长度相 同。 当第一分层回采并充填完毕后， 再沿斜坡道向第二 分层开凿川脉 ， 同时在进路 中的一侧逐层 向上修复 溜矿井 。依此类推 ， 随着分层 回采的向上进行 ， 斜坡 道也依次上掘 。 采场最 大暴露 面积小 于 2 0 0 m ． 暴露时间不超 过 l 5 天 。 4 ． 2 采矿设备 凿岩 工 作 由 HE L 1 0 S 1 2 1 F ／ E 5凿 岩 台 车 配 Y T P - 2 6 、 YS P 4 5型凿岩机完 成， 凿岩工效为 1 5 0 ～ 3 0 0 t ／ 工班 。 出矿作 业 由 E HS T ． 1 A 电动铲 运机 完成 ， 电动 铲运机的运距不超过 7 0 m． 出矿能力约 2 4 0 t ／ 班 。 4 ． 3 采场充填 采场充填采用了 8 O年代国际上的先进充填技 术一粗颗粒水砂充填技术进行充填。充填时将矿山 产出的主要废石 白云岩 在破碎站破碎成符合充填 粒度要求的碎石后 ， 通过充填管道水力输送至采场 进行充填 ， 充填料的制备和输送过程均采 用 自动控 制装置。输送 时的水砂比为 1 ． 5 1 ～1 1 ， 砂浆流量 为 4 5 0 5 5 0 m3 ／ h 。该矿在进行粗颗粒水 砂充填技 术研究时最大的突破在于， 将这一技术中的最大输 送颗粒 的粒径 由 际 上普 遍采用的 2 5 ram 扩大至 4 0 ram， 提高了充填效率 ， 降低了采矿的作业成本。 4 ． 4 主要技术经济指标 表 3 会泽铅锌矿主要技术经济指标 Ta b l e 3 Te c h n i c o - e c o n o mi c i n d e x i o r Hu i z e Mi n e 项 目 指标 采场综合生产能力／ t d 台车啻 岩班 能力 ， t 铲运机 班出矿 瞻力 ， t 充填瞻力／ m h 叫 矿石损失卑 ／ ％ 矿石贫化卑 ／ ％ 5结 论 1 凡 口铅锌 矿的盘区机 槭化充填采矿法的采 场生产能力达 2 7 0 t ／ d ． 表明机槭化充填采矿法在我 国的铅锌矿 山已成为一种高效的采矿方法 。 2 小铁 山铅 锌矿上 向巷道式充填采矿法 的整 个回采工艺实现了全部机械化作业， 其设备的装备 水平居全国领先水平 ， 标志着我国铅锌矿山的作业 水平进入了崭新 的阶段。 3 会泽铅锌矿的粗颗粒水砂充填技术提高了 充填作业的作业效率 ， 降低了采矿作业成本， 其技术 水平为国际先进水平。 参考文献 [ 1 ] 许毓簿 ， 许新启 ， 桑守勤 ． 凡 iI 铅锌矿 盘区机械化 非胶结充填采矿试验研究[ J ] ． 矿冶 ， 2 0 0 0 ， 1 1 [ 2 ] 吉兆宁， 黄光柱 ． 进路式采 矿法在我 国的应用现状 [ J ] ． 矿暗 ， 2 0 0 0 ， 1 5 APPLI CAT DN oF M ECHANI Z ED FI LLr NG M DⅡNG M ETH0D To LEAD AND Zr NC M I NES I N CHI NA CAtC ． h e n 、 l『 』a a o n l n g 1 T a o l i n L e a d a n d Z i n cMi n e ， Li n z l a n g 4 1 4 3 1 2 ， H u n a n． C h i n a{ 2 B e ij i n gG e mini 黜 』 n m￡ Ⅱ Mi n i n g a n dMe t a l l u r g y， l j i n g 1 0 0 0 4 4 ． Ch i n a ABSrRACT W i t h a p p l y i n g l a r g e c a p a c i t y t i r e ma c h i n e s t o u n d e r g r o u n d mi n i n g， t h e me c h a n i z e d f i l l i n g mi n i n g me t h o d h a s b e e n wi d e l y u s e d a t Ch i n e s e l e a d a n d z i n c mi n e s t o e n h a n c e mi n i n g p r o d u c t i v i t y ， Th e s u re u 1 p r a c t i ce o f t h e me c ha n i z e d f i l l i n g mi n i n g a t F a n k o u M i n e ， Xi a o t i e s h an M i n e ， a n d Hu i z e M i n e i s r e v i e we d i n t h is p a p e r ． K E Y WO R D S u n d e r g r o u n d mi n i n g； me c h a n i z e d ti l l i n g ； mi n i n g me t h o d ∞ 卯 维普资讯