联合支护法在灵山金矿27#脉开采中的应用.pdf

第 1卷第 6期 2 0 0 3年 1 2月 矿 业 工 程 M i ni ng Eng i n e e r i ng 21 联 合支护法在 灵山金矿 2 7 脉开采 中的应用 周 玉斌 黄 颖 李一 帆 陈志 勇 南方冶金学 院环境 与建筑工 程学 院 ，江西 赣州 3 4 1 0 0 0 摘 要 根据灵 山金矿 2 7 脉 的地 质特 征 ，利用联 合支 护方 法 ，改进 了原 采 矿工 艺 ，并 取得 了较 好 的经济 效益 。 关键 词 联 合 支护 ；采矿 方法 ；改进 中 图分类 号 TD 3 5 3 文献标 识 码 B 文章 编号 1 6 7 18 5 5 0 2 0 0 3 0 6 0 0 2 1 0 2 0 引言 灵 山金 矿 隶 属 于 招 远 黄 金 集 团总 公 司 ，是 一 座 大 型 黄 金 矿 山 ， 目前 采 选 规 模 为 6 0 0 t ／ d ，近 年 来 ，矿 山 的 黄 金 产 量 每 年 递 增 2 0 ％ ，2 0 0 1年 产 金 达 1 t ，2 0 0 2年 产 金 1 ． 2 5 t 。2 7 脉 是 该 矿 规 模较大 、矿石 品位较 高的一 条矿脉 ，但 其矿岩破 碎 、节 理 裂 隙 发 育 ，给开 采 带 来 很 大 困难 。 矿 山 一 直沿用传统 的浅孔 留矿方法 开采 ，一 般采场在 上采 至 1 0 m 左 右 后 ， 上 盘 围 岩 开 始 大 量 垮 塌 ， 致使矿 石 贫化 加 大 。垮 塌 下 的 大块 围 岩堵 塞 采 场 ，造 成放 矿 困 难 ，许 多 矿 石 无 法 放 出 ，损 失 大 量矿石 。为 了解 决 这一 难 题 ，2 0 0 0年底 ，灵 山 金矿 与北京矿冶研究总院合作 ，对矿床地质条件 进 行 仔 细 的 勘 察 ，对 矿 岩 的 强 度 进 行 了大 量 的测 试 ，确定在 留矿 法 的基础 上试用 锚杆 、短 木 桩 、 永 久小矿柱联合支护 ，降低贫化 、损失 ，提高 了 矿 山 经 济 效 益 ⋯ 。 l地 质 开采条 件 灵 山 金 矿 2 7 脉 严格 受 构 造 控 制 ，呈 脉 状 产 出 。 赋 存 于 黑 云 母 花 岗岩 的混 合 带 中 ，全 长 大 于 8 0 0 m，垂 直 深 度 大 于 3 0 0 m，矿 脉 走 向 NE 2 8 。 ～ 3 5 。 ，倾角 4 5 。 ～6 0 。 ，倾 向 E S，矿体 厚 度 0 ． 5 ～ 1 ． 8 m，平 均 1 ． 1 0 m，平 均 品 位 5 ． 4 2 g ／ t ，整 体上矿脉呈雁行状排 列。矿 体无论在走 向上 ，还 是在倾 向上均 有膨胀 、夹缩 ，分支 、复合 现象 ； 构 造 带 主要 由 角 砾 岩 、断 层 泥 、碎 裂 岩 、绢 英 岩 收稿 日期 2 0 0 30 72 9 ；修 回 日期 2 0 0 30 8 0 6 作者 简介 周 玉斌 1 9 7 4一 ，男 瑶 族 ，广 西 全 州 人 ，南 方 冶金 学 院 2 0 01 级 研究 生 ，主要从 事采矿 方法研 究工作 。 等 组 成 ，含 金 多 金属 硫 化 物 一石 英 脉 赋 存 于 构 造 带 内 ；含 多金 属 硫化 物 的 绢英 岩 也 可 成 为工 业 矿 体 ，属 于 石英 脉 一蚀 变 岩 复合 型 。矿 石 矿 物 以黄 铁 矿为主 ，另有方铅 矿、闪锌矿 、菱铁矿 、黄铜 矿 、磁 黄 铁 矿 等 ；脉 石 矿 物 以 石 英 为 主 ，方 解 石 、绢 云 母 次 之 ，硬 度 系 数 厂5 ～6 ，不 稳 固 。 矿 石 松 散 系 数 1 ． 6 ～1 ． 8 ， 自然 安 息 角 4 5 。 ～5 0 。 ， 容 重2 ． 7 t ／ m 。底 板 围 岩 以 氧 化 的 花 岗 岩 为 主 。 在矿体 与顶 板之 间有一 层 0． 1 ～1 ． 5 m随矿体 厚 度 而 变 化 的蚀 变 围岩 ，硬 度 系数 厂 4 ～6 ，主 要 为 绿 泥 石 化 和绢 云母 化 类 型 ，不 稳 固 。有 些 地 段 顶板 围岩 和矿体界 限不清 ，极易塌落 。矿床水文 地质条件简单 ，井下主要为裂 隙渗水 。 2采 矿 方法 改 进及 试验 矿 山原 来 采 用传 统 的浅 孔 留矿 法 开 采 ，贫 化 、损失率较 高。灵 山金矿生产技术科和北京矿 冶 研究 总院经对 矿体赋存 地质 条件 和该矿实际生 产技术能力进行综合分析 ，决定在原 采矿方法 的 基 础 上进 行 技 术 改进 ，即 在 开 采过 程 中 ，对 采 场 进 行 锚杆 、短 木 桩 、小 型 永 久 矿 柱联 合 支 护 ，以 减少不稳 固矿岩塌落。为了验 证该方法 的可行性 将 7 脉 一1 6 0 m中 段 南 段 7 5 0 1采 场 作 为试 验 采 场 。该 矿 块 矿 体 厚度 0 ． 8～1 ． 2 m，倾 角 5 0 。 ～ 6 0 ，矿 体 受 构 造 带 控 制 ，上 盘 围 岩 蚀 变 带 宽 约 1 ． 5 m，节 理 裂 隙 发 育 ，不稳 固 J 。 2 ． 1 采 场 结构 参数 与 采 切 工 程布 置 采 场 沿 矿 脉 走 向 布 置 ，长 5 0 m ，高 4 0 c m， 由于矿岩均不 稳 固 ，在矿 体下 盘离 矿体 4～5 m 平行矿脉 布置脉外 运输巷道 ，规格2 m2 ． 5 m， 以原 有 脉 内 探 矿 巷 道 作 为 拉 底 巷 道 。 其 规 格 为 1 ． 8 m2 m，采 用 平 底 结 构 出 矿 ，沿 矿 脉 走 向 维普资讯 2 2 矿 业 工 程 第1 卷第6 期 Ⅱ一Ⅱ 广I 图 1 采 矿方 法示 意 图 每 隔 5 m布 置 一 条 出 矿 穿 脉 巷 道 ，规 格 1 ． 5 m 2． 0 m。 矿块 两 端 留间 柱 ，间 柱 内设 天 井 及 联 络 道 ，联 络 道 规 格 为 1 ． 8 m 2． 0 m，其 采 切 工 程 布 置 见 图 1 。 2． 2 回 采 工 艺 在矿房 内 自下而 上分层落 矿 ，分 层高度 1 ． 5 ～ 2 ． 0 m，采 幅 1 ． O ～ 1 ． 2 IT I 。① 凿 岩爆 破 采 用 上 向炮 孔 之字 形 排 列 ，YT一2 7风 钻 凿 岩 ，孔 深 1 ． 5 m左 右 ，炮 孔前 倾 约 7 5 。 ，孔 径 3 8～4 2 mm， 孔 间距 0 ． 6 ～1 ． 0 IT I ，排 距 0 ． 6 m。 由导爆 管 引 爆 硝 铵 炸 药 一 次爆 破 。 ② 通 风 采 场 通 风 以 自然 通 风 为 主 ，局 扇 调 节 为 辅 ，新 鲜 风 流 由运 输 巷 道 经 上 风 流 方 向 的天 井 进 入 矿 房 工 作 面 ，污 风 经 下 风 流 方 向 的天 井 排 至 回 风 巷道 。③ 局 部 放矿 每 次 分层落矿后 ，将 1 ／ 3左 右的矿量靠 自重 放矿 ，如 果需 要 ，还 要 进 行 矿 堆 空 洞 处 理 。 ④ 平 场 、 撬 顶 及 时进 入 采 场平 整 矿 堆 ，撬 掉 浮 石 ，进 行 大 块 的二 次 破碎 ，为 后 续 工作 提 供 安 全 保 证 。 采 场 支 护 。 对 不 稳 固矿 体 的开 采 是 一 项 重要 的工作 ，试 验 中灵 山金矿采用 了锚杆 、短木 桩与小 型永 久柱的联合支护 ，有效地维护 了上盘 围 岩 ，确 保 了安 全 顺 利 回采 。 短 木 桩 支 护 。采 场 上 盘 围 岩受 平 行 节 理 破坏严重 ，开采时 围岩裂 隙不 断发展发育 ，常呈 片状 大 规 模 冒落 ，为 此采 用 短 木桩 支 护 ，直 径 1 8 ～2 5 c m，支 护 网度 2． 0 m 2 ． 0 m。木 桩 垂 直 于上下盘 围岩。每 次放炮 清 理浮石 后及 时支 护。 支护时下端支稳 ，上 端楔深 ，不允许有松动 。个 别难支护处 ，辅钉横 撑连接两 根木桩 。 胀 壳式 锚 杆 支 护 。在 用 短 木 桩 支 护 的 同 时 ，对 不 稳 固、 采 幅 较 大 的地 段 ，采 用 胀 壳 式 锚 Ⅱ 杆 辅 助 支 护 ， 网 度 为 1 ． 2 m 1 ． 2 m，对 极 不 稳 固 地 段 ， 可 加 密 到 1 ． 0 m 1 ． 0 m， 锚 杆 长 2 ． 0 m。使 用 YT一2 7型 凿 岩 机 ， 4 2 mm柱 齿 钎 头 ，B 2 2硅 锰 钼轻 型 钎 杆 ， 3 6 mm波 形 螺 纹 套 管 钻 凿 锚 杆 孔 。 经 拉 拔 试 验 ，最 大 拉 拔 力 8 0 k N左 右 。这 种锚 杆 通 过 应 力作 用 ，可 使 围 岩 中 的压 应 力 线 彼 此 相 连 ，形 成 良好 的 三 向 压 力状 态 ，尤 其 有 利 于 这 种 片 状 冒落 的围 岩 加 固 - 3 J 。 小 型永 久矿柱支护 。在上盘围岩节理裂 隙极 其 发育 、矿 化 差 的地 段 随 机 布 置 小 型 永 久 矿 柱 ，以 支 护 上 盘 围 岩 ，这 也 是 一 种 很 有 效 的措 施 。 它 可 减 少 采 空 区跨 度 ，传 递 上 盘 压 力 。永 久 矿 柱 为 三 角 形 ，底 边 长 1 ． 5～ 2 m ，高 2 m 左 右 [ 4 l 。 3技 术经 济效 果 比较 对该矿脉 的采矿方法进行改进后 ，各项技术 经 济 指 标 都 发 生 了较 大 的变 化 见表 1 。 从表 1中可知 ，采用锚杆 、木柱联合支护采 矿 法 后 尽 管 采 矿 直 接 成 本 增 加 了 8 ～ 1 8元 ／ t ，但 是 由于贫化损 失大幅度降低 ，试验采场增加效益 约 5 O万 元 ，经 济效 益 显 著 。 表 1 经 济技术 指标 对 比 下转第 3 1页 维普资讯 2 0 0 3年 第 6期 刘 昊等 尾矿 处理 的新 方 法 3 1 表面层有效 干燥 大 约 1 ～1 ． 5 r n 厚 ，轻 型设 这种方法推广应用创造了非常有利 的条件。 备 就 能 在 层 上 进 行 作 业 。如 果 最 后 一 层 堆 放 的膏 通 过 试 验 室 与 半 工 业 试 验 以及 实 际 生 产 应 用 状 尾 矿 中混 合 有 种 子 、肥 料 ，则 就 能 在 堆 放 层 上 表 明 ，无 论 是 什 么 矿 ，只要 尾 矿 粒 度 较 细 ，通 过 长 出植 物 来 ，加 快 了复 垦 进 度 。 膏 状 浓 缩 机 能 生 成 膏 状 尾 矿 ，都 能 进 行 地 面 堆 为 了减 轻 关 闭尾 矿 库 对 环境 的影 响 ，也 应 当 放 。 此方 法 有着 广 阔 的 发展 前 景 。 考 虑用 膏状 尾 矿堆 放 改造 现 有 的存 水 尾 矿 库 。 参考文献 [ 1 ] Mi n i n g Ma g a z i n e 编 辑 部 ． T a i l i n g s n x a e r p ． e n t ． F h i s 8 结 语 a m a c l e is l a r g e l y a b S 眦t e d f r o m t w o s p e c ia l is s u e s S e p t e m b e r 2 0 01 a n d j anu “ y 2 0 0 2 o f Mi n i n g En v i r o me n t a l Ma n a g e me nt 膏状尾矿堆放方法与传统尾矿浆处理方法相 [ 2 ] I ,S u rM a y 0 f h k e n e d i Mi r l i n g 比有 如 下 优 点 ① 消 除 了 因库 存 水 引 发 的尾 矿 坝 E n vi r o n m e n t a l M a n a 鲫一t ， S e p t e m b e r 2 0 0 1 ． 事 故 ；② 最 大 限度 保 护 水 资 源 ，尤 其 是 干 旱 缺 水 S t e p h e n i ce e ． 鼍 或 水 费 较 贵 的矿 山 ；③ 减 少 废 物 占地 ；④ 改 善 了 S e p t e m b e r 2 0 0 1 ． 环 境 ；⑤ 易 于关 闭后 复 垦 。 4 。 H En a rr i e V n en an t D a l ij k ． P p i n g t o ，f 鐾 ‘ M i 由 于 开 发 研 制 出 膏 状 浓 缩 机 ， 生 产 的 膏 状 尾 矿 言 某 及 资 料 ． 与过 滤 机 生 产 的膏 状 尾 矿 相 比 ， 成 本 大 大 降 低 ， 为 Ne w m e t ho d o f t a i l i ng s d i s po s a l o v e r g r o u nd s t o c kpi l i n g o f pa s t e d t a i l i n g s LI U Ha o ’， LI U Ti ng - a n 1 ． A n h a i I n d u s t r i a l a n d Mi n i n g Ma c h i n e r i e s c o mp a n y ； 2 ． Mi n i n g C o mp a n y o f Ah s h a n I r o n S t e e l ．L t d ． ，An s h a n 1 1 4 0 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c tThe de ve l o pme nt ， pr op e r t i e s a nd ap pl i c a t i on o f t hi c ke ne r p r o duc i n g p a s t e d t a i l i ng s a r e i nt r od uc e d． By me a ns of t h e t hi c ke n e r， t he o ve r gr o un d s t o ckp i l i ng of p a s t e d r a i l i n gs i s p r a c t i c a bl e． Ke y wo r d s t ai l i n gs ； p a s t e d t ai l i n gs ； t hi c ke ne r； o v e r g r ou nd s t oc kpi l i n g 上 接 第 2 2页 4结语 通 过 对 原 采 矿 方 法 的改 进 ，加 强 了采 场上 盘 围岩管理 ，对 采场上 盘采取 了主动 支撑 和保护措 施 ，即采 用 木 柱 、锚 杆 和小 型 永久 矿 柱 联 合 支 护 ；同时采用合理 的爆破参数 ，保护上 盘 ，减少 大 块 ，减 轻 落 矿 过 程 中对 木 柱 的 冲击 破 坏 。 试 验 证 明 ，通过 对 原 采 矿方 法 的 改 进 ，使 采 矿 方 法 的各 项 经 济 技 术 指 标 得 到 了 明 显 的 改 善 ， 提 高 了经 济效 益 。 生 产 实 践 证 明 锚 杆 支 护 应 有 足 够 的 工 作 空 间 ，当矿体 变薄时 ，采幅较小 ，就没有足够的工 作 空 间安 装 锚 杆 ，不 适 宜 采 用 锚 杆 支 护 ，应 加 强 短 木 桩 的 网度 。 严格控制爆破参数 ，采用多排微差爆破 ，提 高爆破效率 。减小对采场上盘 围岩的破坏 ，降低 塌 落现 象 的 发生 。 参考 文献 [ 1 ] 郑 永学 ． 矿 山岩 体力 学[ M] ． 冶 金工 业 出版 社 ，1 9 8 8 ， 1 9l～ 1 9 8． [ 2 ] 解 世俊 ． 金属矿 床地下 开采[ M] ． 北 京 冶 金工业 出版 社 ，1 9 8 9 ，1 4 0～1 4 9 ． [ 3 ] 王晓青 ． 蚀 变岩 型金 矿 床采 矿 方法 的 比较 与 研究[ J ] ． 矿产 保护与 利用 ，2 0 0 2 ， 4 1 0～1 3 ． [ 4] B． H． G Br a d y ，E． T B r o wn [ M ] ． R o c k Me c h a n ic s f o r Un de r gr o u n d． 1 98 5 9 9～ 1 0 2． Appl i c a t i o n o f c o m bi ne d s u ppo r t i ng t e c hno l o g y i n No 27 s t o pe of Li ng s ha n Go l d Or e M i n e ZHOU Yu b i n， HUANG Yi n g， LI Yi - f a n， CH ENG Zhi - y o ng S o u t h c h i n a Me t a l l u r g i c a l Co l l e g e ，Ga n z h o u 3 41 0 0 0，Ch i n a Abs t r a ct Ac c o r d i n g t o g e ol ogi c a l f e at ur e s of No 27 s t op e of Li n gs h an Gol d Or e M i ne， t he c o mbi ne d s up po r t i n g t e c hno l ogy i s a d op t ed whi c h i s a b l e t o i mpr o ve t he or i g i n a l mi ni n g pr o c e s s a nd ob t a i n b e t t e r e c o no mi c p r of i t s ． Ke y wo r d s c ombi ne d s u pp or t i n g t e c hn ol o gy； mi ni ng me t ho d； i m p r ov e me nt 维普资讯