某钼矿采矿方法的优化设计.pdf

第2 7 卷 第1 期 江西理工大学学报 v 。 I．2 7 ，№．1 2 0 0 6年 2月 J O U R NA L O F J I AN G X I U N I V E R S I T Y O F S C I E N C E A ND T E C H N O L O G Y F e b． 2 0 0 6 文章编号 1 0 0 7 1 2 2 9 一 2 0 0 6 0 1 - 0 0 1 6 - 0 3 某钼矿采矿方法的优化设计 赵奎。 许振华， 吴贤振 江西理工大学环境与建筑工程学院。 江西赣州3 4 1 0 0 0 摘要 针对某钼矿分期开采的实际情况以及矿体的厚大特征， 选用中深孔凿岩、 电耙出矿的分 段凿岩阶段矿房法进行开采， 有效地提高了矿块生产能力． 关键词 分段凿岩阶段矿房法； 钼矿； 中深孔凿岩 中圈分类号T D 8 6 2 ． 1 文献标识码 A T h e S t u d y o n t h e T e s t o f S u b l e v e l S t o p i n g Mi n i n g Me t h o d i n a n Mo Mi n e ZHAO Kl l i ， XU Zh e n - h u a ， WU Xi a n - z h e n ， F a c u l t y o f E n v i r o n me n t a l a n d A r c h i t e c t u ral E n g l n e e r i n g ， J i ang x i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e and T e c h n o l o g y ， G a n z h o u 3 4 1 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f a Mo mi n e w h i c h w i l l e mp l o y mu l t i - s t a g e mi n i n g a n d the o c c u r r e n c e mo r p h o l o g y o f o r c b ody w h i c h i s d e e p a n d l a r g e 。 t h e p a p e r i n t r o d u c e s s u b l e v e l s t o p i n g mi n i n g me t h o d d r i l l e d b y mi d - d e e p b o r e h o l e d ril l i n g ma c h i n e and l o a d e d b y e l e c t r i c - r a k e ． T h e r e s u l t o f t e s t p r o v e s t h a t i t i mp r o v e s t h e mi n e s p r o d u c ti v i t y e ff e c t i v e l y ． Ke y wo r d s t h e me thod o f s u b l e v e l s t o p i n g mi n i n g r o o m；Mo mi n e；mi d - d e e p b o r e h o l e d r i l l i n g 1 地质概况及矿床开采技术条件 某钼矿矿体环绕矿区的花岗岩斑岩体分布， 内外接触带均有矿体赋存 ， 以外接触带的矿体为主．矿体 北西 一 南东向长 1 5 2 0 m， 宽 8 0 0 9 0 0 m， 面积约 l _3 2 k m 2 ． 根据深部工程揭露 ， 按赋存岩石类型和空间位置 不同， 分为 I 号、 I I 号 2 个矿体 ， 花岗斑岩体的顶面界线为二者的分界线， 二者之间有 0 - 1 0 0 m的低品位矿 层和夹石或无矿段． I 号矿体为该区的主要矿体， 赋存于花岗斑岩体顶面以上 0 - 3 6 0 m的外接触带中， 矿体面积大， 厚度较 稳定、 品位均匀 平均品位 0 ． 1 2 ％ 、 工程控制程度高， 矿体平均厚度为 1 6 7 m ．工业矿层 3 3 2 3 3 3 铝金属 资源储量 3 4 4 9 8 4 - 3 t ， 占矿区总资源储量的9 6 ％． I I 号矿体为该区的次要矿体， 赋存于花岗斑岩体内接触带内， 矿体规模较小， 厚度变化大， 工程控制程 度低．工业矿层 3 3 3 钼金属资源储量 1 445 6 ．6 t ， 占矿区总资源储量的4 ％． 该区属淮河流域， 区域上地表水系发育．矿区地形南高北低， 含水组为第四系全新统冲积物孔隙含水 层、 长城系熊耳群鸡蛋坪组裂隙弱含水层． 由于矿区内构造破碎带规模不大， 多属压扭性、 裂隙紧闭， 弱富 水性； 矿体围岩均属弱裂隙含水层， 故地表水对矿床开采的影响不大．整体上看， 矿床水文地质条件简单．围 岩岩石坚硬， 裂隙较发育， 但其延伸不长且紧闭， 故其稳定性好． I 号矿体属特厚大矿体， 本试验研究的开采范围为 I 号矿体． 由于该钼矿选厂已具备 2 2 0 0 t／ d的处理能 力， 根据矿体赋存条件， 当前的地下开采方式只是过渡性生产阶段．今后矿山的大规模开采方式 地下开采 或露天开采 尚处于研究规划之中． 收稿 13期 2 0 0 5 - - 0 9 - 2 0 作者简介 赵 奎 1 9 6 9 一 。 男， 教授， 博士． 维普资讯 第2 7 卷第1 期 赵奎等 某钼矿采矿方法的优化设计 l 7 2 采矿方法优化选择的要求及结果【 l 】 根据矿山地质、 开采条件与生产情况以及本研究的任务目标 采场生产能力大于 2 6 0 ri d ；采矿总成本低 于 9 ． 5 元 ， t ， 对采矿方法方案选择提出以下要求 ①采场生产能力要大．矿山目 前采用浅孔留矿法开采， 采 场出矿能力在 1 0 0 t／ d 左右， 难以满足供矿要求， 要实现日 产原矿 2 2 0 0 t ， 必须切实提高采场的生产能力， 确 保在 2 6 0 t／ d以上．②采矿工效高． 降低劳动的密集程度， 提高采矿工效是降低成本、 提高效益的主要途径之 一 ．③采切比小．降低采切比可使回采同样的矿量节约生产费用， 缩短生产周期， 增加效益， 应确保采切比小 于 1 5 m ／ k t ．④采矿损失、 贫化率低． 由于矿区矿体属特厚大矿体， 采区所留矿柱将于矿山二期开采 露天开 采 中回收．⑤采矿成本低． 采矿成本是衡量企业经营管理水平和经济效益的重要技术指标之一， 采矿成本 越低， 矿山经济效益越好． 因此， 应确保采矿总成本低于 9 ． 5 元 ， t ．⑥安全程度高．所选采矿方法不仅要保证 作业人员和设备的安全， 还需要保证地表不得塌陷。⑦方法简单实用、 工艺有利于推广， 有利于提高生产效 率和加强管理．⑧采矿工艺易于掌握． 根据以上采矿方法方案选择的要求， 经过综合技术经济比较， 优化选择分段凿岩阶段矿房法进行试验 研究． 3 分段凿岩阶段矿房法方案设计[2 - 6 “1 3 ． 1 矿块结构与参数 矿块布置如图 1 所示， 矿块垂直矿体走向布置， 矿块划分为矿房和矿柱， 在回采中， 先采矿房， 矿柱在 矿山二期开采中回收． 阶段高 5 0 m，自 下而上分为 1 、 2 、 3 三个分段， 采用中深孔凿岩，第一分段高度取 1 2 m， 其它两个分段高度取 1 3 m ．矿房宽 4 0 m ， 矿柱宽 8 m 布置天井的一侧为 1 0 m ，矿块长 1 2 m， 顶柱厚 4 m， 临时底柱高 8 m， 端部矿柱宽 8 m ． 3 ． 2 采准工作 - B ． ． B 1 从上盘阶段运输平巷2 ． 8 2 ．8 m 2 上方向矿房掘进一条长 4 0 m的电 耙道2 ．0 2 ．0 m 2 ， 电耙硐室 2 ．4 2 ． 8 m 2 布置在阶段运输平巷上方的另一侧． 2 在电耙道内每隔 6 m向矿房掘 放矿口 2 ．0 x 2 ．0 m ， 交错布置 ． 3 在电耙道的终端 较宽矿柱的 中间 布置人行通风天井 2 ．0 2 ．0 m 2 ， 用分段凿岩横巷相连接， 人行天井服务 于相邻的两个矿房， 兼作通风、 人行、 设 备、 材料运输之用． 4 每个分段布置一条分段凿岩横 巷 2 ． 8 2 ． 8 m 2 ． 5 在矿房中部开掘切割天井 2 ．8 x 2 ．0 m 2 ． 6 从每个分段凿岩横巷向上打扇 形 中深孔 以切割天井为 自由面拉切 割槽． 3 ． 3 切割工作 采用放矿漏斗的底部结构， 漏斗中 心间距为 6 m， 采用交错布置， 先在开 凿切割天井的同时形成其下部漏斗， 其 他漏斗超前回采工作线 l 一 2 排漏斗的 广B 乏 圣 乏 ≥ 图 1 某钼矿分段空场法典型方案图 1 ． 阶段运输平巷； 2 ． 电耙道 ； 3 ．放矿口； 4 ．人行通风天井； 5 ．切割天井； 6 ． 电耙硐室； 7 ． 分段凿岩平巷； 8 ． 间柱； 9 施 孔 6 氍 一 焦 维普资讯 l 8 江西理工大学学报 2 0 0 6 年 2月 距离， 用中深孔扩漏， 即在所有漏斗颈上部打好中深孔， 然后依次扩漏． 3 ． 4 回采工艺 回采工艺包括落矿、 采场通风、 出矿等． 1 落矿．切割工作完成后， 进行本分段上向扇形中深孔排炮的凿岩工作．在分段凿岩横巷的切割天井位 置钻凿 5 排上向扇形中深孔形成切割槽， 排距 0 ． 6 0 ．7 m ． 排炮的布置以分段凿岩横巷为作业场所， 逐排钻 凿上向扇形中深孔， 扇面平行矿体走向．凿岩设备为 Y G Z 一 9 0 型凿岩钻机， 孔径 5 2 ．． 6 2 ra i n ， 排距 1 ．3 1 ．5 m， 孔底距 1 ．5 ～1 ． 7 m， 孔深小于 1 5 m， 排面角 9 0 “． 在阶段矿房内自 上而下分段回采， 沿矿房中央向两侧推进． 炸药选用 岩石柱状炸药， 粉状装药器装 药， 装药系数 O ．7 ， 导爆索 一 导爆管微差雷管非电复式起爆， 导爆管微差雷管由火雷管引爆． 落矿顺序为 凿岩工作完成后， 先崩 l 、 2 、 3 分段切割天井两侧的矿带， 在电耙出矿形成补偿空间后， 再 一 次性崩完采场矿房全部矿石． 2 采场通风．采场通风主要借助矿井通风系统的总负压形成贯穿风流．凿岩时新风由阶段运输平巷进 入电耙道， 经放矿口进入 1 分段凿岩平巷， 2 、 3 分段的新风由人行通风天井进入分段凿岩横巷．矿块在采准 和切割工作中， 可用 J K 5 5 2 N 0 3 ．5 局扇辅助通风； 崩矿时新风由阶段运输平巷进入电耙道， 再由电耙道经 放矿口经分段凿岩平巷进入爆破空间，清洗工作面后，污风由人行通风天井直接排至上中段进入回风平 巷； 出矿时新风由阶段运输平巷流入电耙道， 清洗粉尘后， 污风由人行通风天井直接排至上中段回风平巷． 3 出矿．各分段每次爆破崩落的矿石全部经放矿12 1 自流到电耙道， 并由电耙耙入阶段运输巷道内的装 矿车- 出矿设备为 Z D P j 一 5 5 型电耙．矿石块度不大于 5 0 0 m m， 大块在电耙道中进行二次爆破． 3 ． 5 矿柱的处理 应用此采矿方法时， 矿房回采以后， 还残留大量矿柱 ， 矿柱矿量达 3 0 ％以上． 为了充分回采地下资源， 及时回采矿柱， 是本采矿方法第二步骤回采不可忽视的工作． 由于本采矿方法在矿山的过渡阶段使用， 因 此， 矿柱的回采暂时不予考虑． 3 ． 6 技术指标 采用本采矿方法开采， 主要技术指标见表 1 ． 衰 1 主要技术指标 4 结束语 矿产资源是自 然资源的重要组成部分， 是人类社会发展的重要物质基础． 随着我国矿产资源开发规模 的迅速扩大和国内经济的快速增长， 部分矿产资源将呈现紧缺状态， 特别是铁矿、 钼矿、 钨矿， 因此， 我们按 照有序有偿、 供需平衡、 结构优化、 集约高效的要求 ， 通过对某钼矿采矿方法的优化设计， 较好地发挥了矿 产资源的经济效益、 社会效益和环境效益， 主要体现在以下 5 个方面 1 矿块生产能力大大提高， 基本上满足了供矿要求； 2 生产工艺比较简单， 取得了良好的经济效益； 3 采场通风条件有了较大的改善； 4 出矿人员不需进入采场， 作业安全可靠， 改善了采矿人员的作业条件； 5 矿石损失贫化比较小． 参考文献 【 1 懈世俊． 金属矿床地下开采呷 ． 北京 冶金工业出版社， 1 9 7 9 ． [ 2 壤美峰． 金属矿山采矿设计优化与地压控制一 理论与实践【 ．北京 科学出版社。 2 0 0 1 ． 【 3 】 吴贤振． 铜山铜矿分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法工艺优化研究叨． 南方冶金学院学报， 2 0 0 3 ， 2 4 4 1 - 4 ． 【 4 闶 君才． 难采矿体新型采矿法嗍 ． 北京 冶金工业出版社， 1 9 9 8 ． [ 5 】 王发芝． 对老鸦岭深部矿体采矿方法的探讨【 J 】 ． 南方冶金学院学报． 2 0 0 0 ， 2 1 3 ； 1 6 3 1 6 8 ． 维普资讯