某铜矿不同厚度矿体采矿方法与工艺优化探索.pdf

某 铜 矿 不 同 厚 度 矿 体 采 矿 方 法 与 工 艺 优 化 探 索 薛朝元 贵州工程应用技术学院 矿业工程学院， 贵州 毕节 5 5 1 7 0 0 摘要 矿产是我国重要的资源， 也是矿山开采与发展的物质前提。开采阶段出现的损失率与贫化率程度， 一方面体 现了矿山开采企业的管理能力与专业技术水平， 另一方面较大程度影响了矿山的利润。 关键词 铜矿 ； 采矿方法 ； 工艺优化 中图分类号 F 4 0 3 ． 7 ； T D 8 5 3 ． 2 5 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8- 0 1 5 5 2 0 1 6 } 0 8- 0 1 5 2- 0 1 切实有效的减少矿石开采阶段的损失率与贫 化率， 能够更高效的提升矿产的利用率， 提升矿山 开采的年限， 降低开采成本投入， 进而增加矿山开 采企业的利润。因此， 对不同厚度铜矿矿体开采 方式进行研究， 并优化开采工艺具有非常重要的 意义， 务必提高对其的重视程度。 1某铜矿概况 某铜矿是2 O世纪 8 0 年代建立的大型铜矿矿 山， 设计开采能力为每天3 5 0 0吨。如今铜矿储量 减少， 为了保证矿山开采的连续性和稳定性， 对附 近的新矿体进行了开采。该矿体为从东至西的倾 伏型矿藏， 蕴藏铜矿为5 0 0多万吨左右， 铜矿品位 为0 ． 5 6 ％， 铁矿平均品位为 3 5 ％。新矿体设计开 采能力为每天 1 0 0 0吨， 运用侧翼斜坡道开拓， 采 取大直径深孔开采方式进行回采， 采矿场垂直矿 体走向布置， 宽约 1 5 m， 长即矿体厚， 高为矿体埋 深。因该矿体地质环境的复杂性， 开采阶段出现 了明显的采场地压活动， 发生了较大的围岩跨冒 与矿体塌落问题。所以， 2 0 1 4年于该矿体设计且 建立了十个地质钻探孔 ， 基 于早期科研结论 与地 质勘探数据分析矿岩状况。在归纳早期开采经验 的前提下， 深入研究了该矿体的开采技术， 并针对 开采方式实行了工艺优化⋯。 2开采方案的优化设计准则 ①采矿场的开采水平需提升， 以满足每日开 采矿石量 1 0 0 0吨的需求； ②提升该类型矿山的矿 石开采， 进而减少流动密集度； ③需尽可能地使采 切比降低， 以有效减少铜矿山的采切比， 确保采场 在相同矿石量回采的状况下， 可以节省其成本投 入， 降低开采的周期， 最终提升利润； ④尽可能地 减少开采铜矿 的贫化 率与损失率 ； ⑤ 节省铜矿开 采成本的投入， 以保证矿山开采企业的管理水平 以及经济效益。 3不 同厚度铜矿矿体开采方法与工艺优化 基于上述的设计准则来看， 能够满足铜矿矿 体开采的方式为上向和下向分层充填开采方式以 收稿日期 2 0 1 6 0 3 2 5 作者简介 薛朝元 1 9 9 3 一 ， 男， 贵州修文人 ， 现在贵 州工程应用技术学院矿业工程学院就读。 l 5 2 及分段嗣后充填开采方式。对其进行技术和成本 的对比分析， 高于中厚度和急倾斜的矿体可应用 分段空场嗣后充填开采方式， 而低于中厚度倾斜 的矿体能够运用爆力运矿空场嗣后充填开采方式 进行采矿。 3 ． 1分段 空场嗣后充填开采方式 3 ． 1 ． 1 采矿场的结构参数 在垂直矿体走向上设置矿块， 并将各矿块分 成矿柱与矿房两类， 之后分步进行回采工序， 首先 对矿柱实行回采工作， 再对矿房实行回采工作。 矿柱和矿房的宽分别为 8 m一1 0 m和 1 2 m一1 6 m， 矿块长与矿体水平厚要相同， 阶段高度为4 5 m左 右， 分为四段。底部属于堑沟拉底凿岩分段， 底柱 高度为8 m一1 l m左右， 顶部分段预留出大约4 m 的顶柱。矿房与矿柱均应用分段凿岩方法和阶段 出矿方法， 嗣后采取单次填充方式。 3 ． 1 ． 2采准环节 、 切割环节以及回采环节分析 采准环节通常自上盘段运输平巷向着矿柱和 矿房先后开掘出一条运输巷道 ， 均衡散布在房柱 交界部位。运输巷道间隔大约 6 m一 8 m先后向着 矿柱与矿房进行开掘， 开掘 3条或者 4条装矿料 斜巷， 于运搬巷部位斜交， 之后自装矿斜巷先后向 着矿房与矿柱开挖堑沟拉底凿岩横巷， 并在矿房 中间设置两道， 在矿柱中间设置一道， 中央间距为 6 m左右， 最后构成堑沟拉底的底部构造。切割环 节的重点是在采准环节完成之后， 于各个分段凿 岩横巷以及上盘相邻部位开挖出切割天井。 回采环节包含 ①落矿 节。自堑沟拉底凿 岩段的之前分段为起始点， 首先崩落切割立槽与 下盘部分相邻的三角带， 之后应用铲运机进行运 输， 出矿产生足够的补偿的空间之后， 崩落该段剩 余的铜矿 ， 崩落完毕之后继续 崩落上分段的切割 立槽和靠近下盘的三角地带。反复实行， 直至崩 完该阶段的所有铜矿； ②采矿场的通风环节。无 污染的风 自阶段的运输平巷流进， 经过拉底凿岩 横巷、 运输巷以及斜巷 ， 最终流入采矿场中。在对 工作面进行清洗之后， 受到污染的风通过分段凿 岩横巷、 分段联络巷以及充填通风井排放到回风 巷中。铲运机运输铜矿的过程中， 一些通风通道 和采矿场通风通道没有差别， 下转第1 6 0 页 大， 稳定性好。岩石中节理裂隙不甚发育， 岩石完 整一较完整， 岩石质量指标 R Q D值一般为 7 0 ％以 上 ， 工程地质条件较好 。同时矿区地形起 伏较大 ， 有利于大气降水的 自然排泄， 不易形成滑坡泥石 流等地质灾害。综上所述， 工程地质条件中等。 4环境地质 矿区地处沂沭大断裂地震带， 没有新构造运 动迹象。矿区及周围地貌为丘陵， 坡度 5 。 ～ l 7 。 ， 局部有3 0 。 ～ 4 O 。 ， 陡坡顶部有裸露的风化灰岩， 形 成陡坎 ， 偶有大小不等的滚石坠落， 没有山洪、 泥 石流 、 滑坡等活动迹象。 矿区多为基岩直接裸露地表， 第四系覆盖物 少， 不存在大面积的树林； 山坡土壤稀少， 没有成 片的农田， 因此不 易造成严重的生态破坏问题。 同时本区距离高速公路较远， 不在高速路可视范 围内。但是该区矿层分布范围较大， 开采会对该 区景观有一定的影响 。 5开采技术条件综述 1 矿区露天开采 ， 水文地质条件简单； 矿层 内有褶皱j 断裂节理发育， 地质构造相对复杂， 工 程地质条件中等； 总之本矿区开采技术条件中等 Ⅱ一 _ 4 。 2 矿山开发必然会对矿区的自然地形、 地貌 等造成不同程度的破坏， 岩体稳定性降低， 破坏了 矿区的自然地质环境； 工业废水和矿渣废石的排 放及人工活动会引起森林植被的破坏、 地表水及 地下水的污染。所以在矿山开发过程中需妥善处 理废石的堆放， 对地下水的监测， 防止水质污染， 做好土地和森林植被等自然环境的保护工作。 参考文献 [ 1 ] 宋明春， 等． 山东省矿产资源类型和时空分布特点 [ J ] ． 矿床地质 ， 2 0 1 5 ， 0 6 1 2 3 7 1 2 5 4 ． [ 2 ] 傅朋远． 沂沭断裂带早 白垩世火山岩年代学及其 成因研究[ D] ． 合肥工业大学， 2 0 1 3 ． [ 3 ] 杨成田． 专门水文地质学[ M] ． 地质出版社， 1 9 8 1 ． 责任编辑 焦蓬华 上接 第 1 5 2页 其他的风 自阶段运输巷流进 ， 通过人行通风井 、 充 填井排放到中段回风巷之中； ③ 出矿环节。各分 段所有单次爆破崩落的铜矿均集合至最下部的堑 沟中， 再利用拖式铲运机进行输送。拖式铲运机 自运输巷进到装矿巷中开始进行工作， 之后 自来 路退出， 借助拖式铲运机运输联络平巷后， 再把铜 矿石倒进溜矿井之中， 而铜矿石在之后的中段实 行统一的装载运输； ④嗣后充填环节。各个分段 进行铜矿出矿结束之后， 针对矿房、 矿柱实行嗣后 的单次填充， 矿房运用废弃砂实行充填工作， 矿柱 则运用废弃砂胶结进行充填工作， 尽量实行接顶 的填充方式。 1 6 0 3 ． 2爆力运矿空场嗣后充填采矿方式 3 ． 2 ． 1 矿块相关的结构参数 铜矿矿块采取垂直走向设置， 分出矿柱以及 矿房。首先对矿柱实行开采工作， 之后对矿房进 行开采工作。应用中深孔凿岩的开采方式， 分次 分层进行爆破， 爆力运输， 再应用电耙进行出矿。 该采矿方式的结构参数主要为 采矿场宽为 1 0 m 一 1 2 m左右， 分段高为 2 0 m一 2 5 m左右， 底柱高为 6 m一 8 m左右。矿房的回采长为 3 2 m， 漏斗之间距 离为6 m， 切割槽的宽度为 3 m左右， 高度为 1 2 ． 5 m 左右 ， 长度为 7 m左右。矿柱回采结束之后运用废 弃砂进行胶结充填工作， 矿房回采之后运用废弃 砂充填。 3 ． 2 ． 2对采准切割环节以及回采环节进行分 析 采准切割环节主要是由切割巷、 电耙巷、 绞车 室、 凿岩上山以及人行通风井共同构成。电耙巷 道设置在中段运输水平之上大约2 m的部位， 向着 矿体走向进行设定， 电耙巷道设置在矿体中与底 盘相邻的部位， 不仅可以确保电耙巷道的安全性， 还能够降低支护工作的任务量。中段运输巷水平 以上 6 m一 8 m部位建立切割巷， 向着矿体走向进 行设置， 电耙巷道和切割巷间设定双漏斗相连， 漏 斗之间的距离为6 m左右。于切割巷中间和矿体 交界部位的矿体中， 向着倾斜向 自下至上开挖凿 岩上山。经过绞车室和联络通道使其在顶部和川 脉道相连， 经过绞车室侧开掘， 使其和上段中段相 连。人行天井是回采之后的充填井。 应用分段回采方式， 首先对上段进行回采， 之 后再开始充填， 充填结束后实行下段回采环节。 于矿房中， 首先产生一个切割槽， 和矿体走向垂直 设置， 作为 自由面， 沿着其两侧分次实行爆破工 作。借助爆破产生的堑沟与足够的空间， 实行矿 石回采工作。 此外 ， 需保证采矿 场的通风顺 畅。无污染 的 风自中段运输巷流进， 通过川脉巷进到电耙巷道 之中， 经过斗川、 斗颈以及人行天井流进到采矿场 中， 对作业面进行清洗结束之后， 受到污染的空气 自凿岩上山流进中段回风巷排放到大气之中。 4总结 某铜矿矿体具备高温和高硫的特性， 需严格 按照矿体防爆安全规定进行开采， 强化通风与防 尘工作， 优化开采条件， 防止发生火灾。根据矿体 的实际状况选择分段空场嗣后充填开采方式与爆 力运矿空场嗣后充填开采方式， 提升了企业利润， 并为相似铜矿开采提供了可靠的参照。 参考 文献 [ 1 ] 张绍周， 等． 改进采矿工艺降低损失贫化[ J ] ． 金属 矿山， 2 0 1 4， 0 1 1 61 9 ． 责任编辑 焦蓬华