锚杆及木柱联合支护采矿法.pdf

第 2 3 卷 2 6 黄金 第 2期 加0 2年 2月 锚杆及木柱联合支护采矿 法 王会胜 ， 李大令 ， 付强 ， 倪 守福 ， 段 智勇 蓬莱市大柳行金矿 摘要 蓬莱市太柳行垒矿庄官矿区 3号脉上盘固岩不稳 固， 应用普通浅孔 留矿采矿法开 采 ， 矿 石 贫化 、 损 失指标 一 直很 高。1 9 9 8年 底 试验 采 用锚 杆 、 木柱联 合 支护 采 矿法 詹 ， 获得 了 满意 的 效果 损 失 率 由过 去的 3 1 ％ 一5 2 ％ 降到 】 2 ％． 贫化 率由 4 7 ％ ～ 7 5 ％降到 2 0 ％ 美键词 锚 杆 ； 木柱 ； 采场 支护 ； 采 矿I 艺 中 图分类号 T D 8 5 3 ． 3 3 1 文献 标识 码 B 文章编号 1 0 0 1 1 2 7 7 c 2 0 0 2 0 2 0 0 2 6 0 3 1 概 况 等； 脉石矿物以石英为主， 方解石、 绢云母次之。 大柳 行 金矿 为一 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 3 0 ％ ， 1 9 9 9年 产金 达 1 t ， 2 0 0 0年产 金 1 3 4 t 4 ． 3万两 。 庄 官 矿 区是 犬 柳行 金 矿 的 主要 矿 区 ， 担 负 着全 矿 7 0 ％以上的产量。而在该矿区诸 多矿脉中， 3号 脉又是规模最大 、 矿石 品位最高的一条 ． 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 借用普 通浅 孔 留矿 采 矿 法 开 采 ， 一 般 采场 在上 采 至 5 1 0 m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 ． 损失 大量 矿 石 。为 了解 决 这 一 问 题 ， 1 9 9 8年 底 ， 大 柳行金矿与长沙矿山研究 院合作 ， 确定 在现有条件 下试 验采用锚 杆 、 术柱 联 台 支 护 采矿法 ， 降 低贫 化 、 损失 ， 提高矿 山经济效益。 2 矿床地 质特征 庄官矿区 3号脉严格受构造控制。南段赋存于 胶东群老变质岩和黑云母花岗岩的混合带 中， 北段 赋存于黑云母花 岗岩中。全长大于 1．2 0 0 m， 垂直深 度大于 4 0 0 m， 矿脉 走 向 N E 2 2 3 0 。 ， 倾 角 5 08 2 。 ， 倾 向 E s ， 矿体厚度 0 ． 8～2 ． 3 I 11 ， 平均 1 ． 2 1 I 11 ． 平均品位 6 6 3 ． 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 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 3 采矿工艺及试验 鉴于矿山生产任务 紧， 不具备试验充填采矿法 的条件 ， 又急于改进 、 完善现有采矿方法， 经研究 ， 我 们选择采用了简单快捷的锚杆 、 术柱联合支护采矿 法进行试验 ， 并将 3号脉 一1 1 3 m 中段南段 3 3 1 0采 场作 为试验采场。该矿块矿体厚度 0 ． 8～1 5 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 ． 8 m， 节理裂隙发育 ， 不稳 固。 3 ． 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 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 m 2 m 。 以原有脉 内掇 矿巷 道作为拉底巷道， 其规格为 1 ． 6 m2 0 m 采用平底 结构出矿 ， 沿 矿脉走 向每 隔 5 m布置一条 出矿 穿脉 巷道， 规格 1 ． 5 m x 1 ． 8 m 。另外 ， 在矿块中央及北端 布置先行 天 井 ， 规 格 为 1 ． 6 m x 1 ． 5 m， 矿 块北 端 留间 柱， 间柱内设天井及联 络道 ， 联 络道规格为 1 ． 6 m 1 ． 8 m， 采 场南 端 架设 顺 路 天井 ， 规 格 为 1 6 m 1 ． 5 m 。其采切工程布置见图 1 。 3 ． 2回采工艺 3 ． 2 ． 1 凿岩爆 破 回采顺序 由采场中央 向两翼推进， 采用上向孔 凿岩， 阶梯式作业 ， 炮孔深 1 ． 5 m， 前倾 7 07 5 。 采用 之字形 排 列 ， 炮 孔 间 距 0 ． 6～0 ． 8 m， 排 距 0 6 m 为 了减轻对围岩的破坏 ， 每孔装药量 控制在 3～4管 卷 内。 3 2 ． 2 采场 支护 对不 稳 固矿 岩 的开 采 ， 采 场 支护 是 回采 的一 项 收 稿 日茸 q 2 o o I O 8 2 O 仵 肯简舟 王会胜l [ 9 6 9 ． ． 江西太糸 ． 地质工程师 ， 理从 矿t l l Y a 质 、 采矿技术 管理工作 ； 山东省蓬菜 市太柳行金矿 2 6 5 6 1 5 维普资讯 第 2 3卷2 0 0 2年第 2期 2 7 图 l 锚杆 、 术柱联 合 采矿法 示意图 一 拉底巷遭卜 厦柱3 一先行天井4 一 炮孔 5 一 联络遒6 ～ 间柱 一点拄 木柱 9 一顺路天井1 O 一锚杆I I 一 出矿穿臃巷道l 2 一脉外运 } 自 巷道 重要内容。试验中我们采用 了锚杆 、 木柱与点柱的 联合支护， 有效地维护了上盘围岩 ． 确保了安全顺利 回采 。 木柱支 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 我 们采 用木 柱支 护 ， 木柱 直 径 l 4～ 1 6 c m， 支护网度 1 ． 5 m x 1 ． 5 m。术柱垂直于上下盘囤 岩支护。每次放炮清理浮石后即及时支护。支护时 下脚支稳 ， 上脚楔深 ， 不允 许有松动。个别难支护 处 ， 辅 钉横撑 连 接两 根木 柱 2 楔管式锚杆支护。在用木柱支护的同时， 对 不稳固、 采 幅较大的地 段， 采用楔管式锚 杆辅助支 护 ， 网度为 1 ． 5 m x1 ． 5 m， 对极不稳固地段， 可加密到 1 2 mx1 ． 2 m。锚杆 长 1 ． 8 m， 由留缝异 径管、 楔子 、 定位销、 挡环和垫板 组成。该锚杆 兼有顶锚式和缝 管式锚杆的优点。通过应力作用 ， 可将围岩 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。 锚杆 安装 时 ， 先 在设 计 处 钻 凿 锚 杆 孔， 孔 径 4 O r a r n ． 孔深 比锚杆长 2～5 e ra， 将套好垫板的锚杆上 段 圆管 自由送 人 钻 孔 ， 然 后 取 一 根 长 0 ． 4 m 的 带钎 尾的短杆和锚杆 ， 开动凿岩机将缝管段强行推人钻 孔中， 直至垫板压 紧岩石表面 为止。然后换一根 长 2 m的钎杆 不带钻头 ， 插人锚杆管孔中， 开机将锚 杆顶部的楔子冲紧， 取出钎杆 ， 即安装完毕。安装过 程 见图 2 所示 。 图 2 锚杆 安装示意 图 l 一 楔管式锚扦2 一圆垫片 3 ～凿岩机4 一钎杆5 一砸撞 6 一锚杆 接具 维普资讯 2 8 黄金 3 点 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 置点柱 ， 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 。点柱 为三角 形 ， 底 边 长 1 ． 52 m， 高 2～ 2 5mc 4 技 术经济效 果 采场 生产 能力5 0 t ／ d 6 5～8 0 t ／ d 矿石 贫化 率2 O ％ 4 7～ 7 5 ％ 矿石 损 失率1 2 ％ 3 1 5 2 ％ 台班 效 率2 5 t ／ 台班 2 2 3 2 t ／ 台班 采矿 直 接成 本3 5 6 4元／ l 2 0 3 O元／ t 注 括 号 内指 标 为原普 通 浅孔 留矿采 矿法 的 技 术 经济 指标 。 从以上对比指标可看出， 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 5 ． 6 41 5 6 4 元／ t 、 但是 由于贫化损失 大幅度降低， 试验采场增 加效益约 8 O万元， 经济效益显著 5 存在 问题和改进方 向 5． 1 存 在 问题 该方 法 与原方 法相 比突 出的优 点是加强 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 、 锚杆和点柱 联台支护 ； 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。但是试验表明新方法仍有 如下缺点， 尚待完善 。 1 锚杆支护应有足够的工作空问 ， 当矿体变薄 时 ， 采幅较小， 就没有足够的工作空间安装锚杆。 2 木柱支护木材消耗大， 吨矿消耗达0 ． 0 1 5 ， 工人 劳动强 度大 。有时 ， 木柱 易砸松脱 ， 在 回采 过程 中要及时补充 ， 此外， 松脱下的术柱混在矿石 中不利 于放矿 ， 在 出矿 穿要 用少量炸 药爆 炸处 理 ， 卡 在采 场 中的木柱 ， 有时 要损失 一小部 分矿 石 ， 但矿石 损失 率 小于 2 ％ 3 在 围岩 极 不稳 固时 ， 需 留点柱 支 撑 ， 统 计 损 失率 在 5 ％左 右 。 5 ． 2 改进方 向 1 对矿体较薄地段 ， 锚杆支护困难 ， 应适 当加 密木柱 支护 网度 ， 同时随机 布置 点柱 ， 作辅助 支撑 。 2 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 。 3 在协 调矿 山生产 的同时 ， 创 造 条件 开展 充填 采矿方法的试验研究， 以使企业获得最佳经济效益。 Co mb i n e d s u p p o r t o f b o l t a n d wo o d p i l i a r f o r mi n i n g o p e r a t i o n Wa n g H u i s h e n g ， L i D i n g ， F u Q i a n g e t a 1 ． D a l i u h a n g G o l d,M i n e o fP e n g f a i a“ Ab s t r a c t Du e t o t h e c o u n t r o c k s o f t he u p p e r wa l l o f t h e l o d e No 3， Z h u a n g Gu a n mi n i n g a 2 -a， Da l i u h a n g Go l d Mi n e w e r e u n s t a b l e． the e mp l o y me n t of s h o r t h o l e s h r i n k a g e l e d o r e d i l u t i o n a n d 0 r e - l o s s r a t e s t o r a i s e c o n t i n u o u s l y h i g h A t t h e e n d o f 1 9 9 8 ， at e s t i n gof c o m b i n e d s u p p o rtofb o l t a n dwo o dl i a r w ltma d e ， a c h i e v i n g s a l i 0 r yI s u ] t s ． T h e o r e l o s s r a t e l o w e r e d f r o m 3 1％ 一5 2％t o 1 2％a n d t h e o r e ． d i l u t i o n r a t e l o we md f r o m 4 7％ ～7 5％t o 2 O％ ． K e y w o r d s b o l t ； w o o d p i l l a r ； s t o p e s u p p o r t ； m i n i n g t e c h n o l o g y 编辑 邢万芳 欢迎订阅 简明黄金实用手册 该手册由东北师范大学出版社出版， 系统地介绍 了我国黄金科研 、 生产的实践经验和工 艺。内容包括 黄金地质 、 岩金矿 、 砂金矿的找矿与评价 ； 岩金矿山地质； 岩金、 砂金开采 ； 金的选矿 、 冶炼 ； 金台金及其加工与 金的再生回收； 金银分析； 黄金企业生产环境保护等。该书可供黄金矿山生产工人 、 干部及工程技术人员使 用， 也可供从事黄金生产的地质、 科研 、 设计等部门的工程技术人员和有关院校师生参考使用， 还可作为矿山 职工技术培训的参考教材。数量有限， 欲购从速价格 简装本 3 8 ． o 0元 ， 精装本 5 O ． 0 0元。 地址 长春市南瑚大路 5 4号长春黄金研究院信息中心 邮编 1 3 0 0 1 2电话 0 4 3 1 5 5 2 9 8 3 8 联 系人 杨金 艳 维普资讯