某矿体原地爆破浸出采铀筑堆方法研究.pdf

。 乙 夕 ～ 7 第 1 9卷第 2期 铀矿冶 2 0 0 0年5月 URANI UM M I NI NG AND M ETALLURGY Vo 1 ． 1 9 No ． 2 M ay 20 00 某 矿体 原 地爆 破浸 出采 铀筑 堆 方 法研 究 王 前裕 ， 李 明 ， 李 应南 ， 冯海 生 下 、- --一 L 【中 南工 学 院 资开 系 ，湖 南 衡 阳 4 2 1 0 0 1 }2 ． 中 国棱 工业 集 团公 司仁 化 铀 矿 t广 东 仁 化 5 1 2 3 2 9 分 析 表 明 ， 耀孔 爆 破 是对 露 头铀 矿体 宴施 原 地 爆 破 的有 效技 术 ， 能 获 得较 好 的经 挤 效 益 关 祛 ； 堡 垦 啦 中围 分 类号 ；TD8 6 8 文 献标 识码 B 文 章 编号 1 0 0 0 8 0 6 3 2 0 0 0 0 2 0 0 7 3 - 0 5 1矿 床 地 质 壕 铀矿体产 于燕 山期 花 岗岩 的硅化 破碎带 内 ， 矿体受 该破碎带 控 制 ， 呈似 脉状 。含矿 岩性 为硅 化碎 裂岩 ， 致 密 、 坚硬 ， 由于受晚期 构造影 响 ， 具有 破碎结构 和 隐晶结构 ， 容 易碎裂 。 矿 床为 碎裂 混杂 花 岗岩 ， 由微 晶石 英 、 玉髓 、 绢云母 等组 成 。矿石 以浸 染状 为主 ， 其次 为 细脉状 、 团块 状 。 矿石 矿物成 分简单 ， 具有 工业 价值 的铀矿物 主要 是沥青 铀矿 、 硅钙铀 矿 、 钙铀 云母 。 矿床 成 因为中温热 液充填 ， 交 代单铀 矿床 。 该 体上部 出露 地表 ． 并 已用露天 开采 回收 了部 分矿石 ． 剩 余部 分矿体 走 向长度 7 4 E l l ， 平 均厚 度 3 ． 9 9 E l 1 ． 倾 角 8 2 。 ， 地 表标高 为 3 8 6 1 T I 。矿 体下部标 高 3 5 2 m 有平 巷相通 ， 中央部 位有 一 溜井 贯通地 表 。 本试 验矿块 取 为 3 5 2m 至 3 8 6m 标 高之 间 的矿 体 ， 其 平均 深度 为 3 4m， 平均 品位 为 0 ． 0 7 4 5 ， 铀质 量为 1 2 ． 9 7 4t 。 矿体 围岩透 水性 差 ， 中等稳 固 。矿石 坚 固性 系数 为 6 ～8 ， 围岩 坚 固性 系数为 7 ～ 8 ， 矿 石密 度 为 2 ． 6 4 t ／ m。 ， 松 散 系数 为 1 ． 6 。 2采 矿 方 法选 择 原地爆 破采矿 方 法 的选择 与常规 采矿 方法 选择不 完 全雷 同 ． 既要 考虑 影 响采矿 方法 的矿 体 赋存 条件 和技 术 经济 因素 ． 又要满 足崩矿后 浸 出对 留存矿 石堆的矿 石块度 的特 殊要求 。 根据该 矿 体赋存 条件 ． 水 文地质 条 件及矿 石 的物理 力学 性质 ， 考 虑 到矿 山技术 、 管理 上 实 施 的可行性 ， 选用 2个方 案 深孔挤 压崩 矿 留矿 法 ； 中深孔 下向分段 挤压崩矿 留矿法 。 2 ． 1 深 孔 挤 压 崩 矿 留 矿 法 落方 案的实质是 作 好底部 防渗漏 结构 ， 以底 部 切割 空 间和竖 向两个 均匀分 布 的切割槽 为 自由补偿 空 间 ， 从地 表钻 深孔 进 行崩矿 ， 崩落的矿 石 留在 原地实施 提 出 收 稿 日期 1 9 9 9 0 5 2 0 73 维普资讯 采 场平均 长度 为 7 0 m， 平 均采 幅 4 5 m． 阶段高 3 1 m。 底 部结 构参 数 沿 矿体 走 向切割 长 8 0 m， 宽 7 m． 高 2 ． 5 m 的底 部空 间 铺底工 作 不在本 文 叙 述 ， 谚 缓施 工 顺序是 首先在 脉 外掘进 脉外 集液 巷 道和集 液穿 脉 ， 然 后进 行 钻孔拉 槽 ， 切割 底 部和铺 底工 作 设法 具有 下列优 点 在地 表 钻孔 、 装 药爆 破 ， 作 业条 件 好 ． 施工 安 全 、 方便 ； 施 工工艺 简 单 ， 施工 管理方 便 ， 效 率高 ； 崩矿 强度大 ． 表外 矿石 可参入地 浸 ， 铀 回收率 高 ； 矿 石损失 少 。 但也 存在 矿 体 不 太 厚 ， 深 孔 爆破 夹 制 性 较 大 的 缺 点 。 2 ． 2中 深 L 下 向 分 段 挤 压 崩 落 留矿 法 浚案 的实质是 将 阶段划 分成几 个分段 ， 沿 矿 体走 向在 阶段 不 同的高度 上掘进 分段 凿岩 平 巷 ， 再 垂直矿体 走 向竖 向拉切 割槽作 为爆破 自由面和补偿 空 问 ， 由分段 平巷 打上 向扇形 中深 孔 ． 爆 破 【 作 自上而下 逐步分段 进行 。留 自然底 柱 ， 崩下 的矿 石 留在采空 区， 就地 浸 出。 该法在 矿体不 太厚 的情 况下 ， 夹 制性小 ， 爆破 可 靠性 大 ， 块度 均匀有 利于淋 浸 ； 可 在凿 岩爆 破过 程 中观察爆 破 效果 ． 有益 于下 次爆破 参 数 的调整 ， 以弥补 未作 小 型试 验而带 来 的 困难 ， 工 作 主动 但 因矿体 出露地 表 ， 近地表 内矿体 风化 严重 ， 且该 矿体产 于燕 山期 花 岗岩 中的硅化 破 碎带 ． 在该破 碎带 内掘进凿 岩平巷 ， 存 在 施工安 全条件差 ， 巷道支维 工作 困难 ， 管 理工作 复杂 等 显著缺 点 经 过技术 、 经济 、 安 全三方 面 比较 ， 深孔 挤压崩 矿 留矿 法 明显优 于 中深孔 下 向分段挤 压 崩 矿 留矿 法 前者 虽然存 在爆破 时夹 制性 大 、 大 块率 高的缺点 ， 但 只要选择 合理 的爆 破参数 是可 以克服 的 因此 确定采 用深孔 挤压 崩矿 留矿法 。 3补 偿 空 间 的确 定 3 ． 1 槽 位 的 确 定 本 次深孔挤 压 爆破 分 为深 孔拉 槽和采 场大爆破 二部 分 。 果场大爆 破又 分别在南 区 南槽 、 北 区 北槽 进行 。南 、 北槽 分 别布在南 、 北 区较 厚 的矿体 中。 3 ． 2计算 公式 1 u一 1 o0 式 中 K- ； ⋯ 一 补 偿 系 数 ． 挤 压 条 件 下 一 般 取 1 0 ～ 3 0 ， 本 采 场 南 区 取 2 4 ． 1 7 ， 北 区取 l 9 8 3 ． 平均 2 1 ． 2 j V 崩落矿 岩原体 积 ， 8 3 1 4 m。 ； 补 偿空 间容积 ． 南槽 为 1 0 2 5 m ， 北 槽 为 6 2 8 m 。 4凿 岩 爆 破 工 作 ] 4 1炮 孔 L 径 参 照国 内外 类似矿 山和有关 资料 ， 并 充分考虑 该矿现 有的 机械设 备和技术 力量 ， 选 定其孔 径 为 9 mm 。 4 ． 2最 小 抵 抗 线 w 根据经验公 式 H ， 一 2 3 3 0 d 式 中 d为炮孔 直径 ， m ． 求 得 Ⅳ 一2 ～2 ． 7 m。选用下 限值 即排距 为 2 m 一 般 当炮 孔 密集系数 m 一0 ． 8 5 ～1 ． 2时 ． 大块 产生率 最低 。根据炮 孔问距 口 一 74 维普资讯 W ． 确 定 炮 孔 间距 为 1 ． 7 ～ 2 ． 4 m 。 4 ． 3配 位 布 置 4 ． 3 ． 1切 割 槽 布 孔 设 计 为 获 得 补偿 空 间 ， 且能 得 到较 理 想 的淋 缦 块度 4 o o mm ， 南 、 北 切 割槽 均采 用 菱 形 掏 槽 辅助 眼 扩槽 ， 周边 眼成槽 ， 最 小抵抗 线控 制在 1 ． 7 m 以 内 。 南 槽 布 置在 南 区矿 体 中 央最 宽处 ， 标 高 在 3 j 7 11 1至 3 9 1 m 之 问 ， 钻 孔 最 大 深度 为 3 4 m 共 l 6个孔 ， 其 中 0号为 中 心 空 孔 ． 卜 一 4号 为 掏 槽 孔 ， 5 ～ 7号 为 辅 助孔 8 ～ 5号为 周边 孔 ． 设计 凿 岩 长度 为 5 2 8 m． 朗割 槽 断 面 积 为 I _ 83 2 m 体 积为 l 6 2 5 m。 炮孔 布置见 图 1 。 北 槽 l行置 在北 区矿 体 中央最 宽 处 ， 标 高 在 3 5 7 m 至 3 8 5 m 之 间 ， 炮 孔 最 大 深度 为 2 8 m一 共 布 孔 2 5个 切 割槽 断 面 积为 9 3 5 m。 ． 体 积为 6 2 8 m 3 。 切 割 槽 采 用 深 孔 分 段 爆 破 法 进 行 爆 破 经 试 验 以 6 ～81“ i f为 一 分 段 较 理 想 。 为 了防 止 因 切 割 槽 贯 通 地 表 导 致 其 附近 采 场炮 孔变 形 ， 每个 切 割槽 均 暂 留 。。 。 l I l 01 4 o8 堂 ‰ 。 1 5 o1 0 图 1 炮 L 布置 图 最后 一 个分段 与采 场爆 破 同时进行 。这个 措 施对 于防 止采 场 深孔 尤 其 是切 割槽 周边 采场 深 孔 的变形 ． 起到 了 良好 的效果 。 4 ． 3 ． 2乘场炮孔 布置 炮 孔 布置形式 为平行 梅花形 ， 如 图 2所示 北 图 2果场炮 孔 布 置 图 LI 北 【 五采 场布 0至 1 5排 共 1 6排 5 8个 炮孔 ， 其 中 0至 l排之 间的排距 为 1 m ，其余 排 距 为 2 n 根 据矿体 产状 ， 孔距 为 1 ． 6至 2 ． 7 m 。凿 岩 长度 为 l 5 7 8 m， 崩矿 体积为 4 6 4 5 m a o 75 维普资讯 2 南区采 场布 1 6至 2 3排炮 孔 ， 其 中 2 2至 2 3排之 间 的排 距 为 1 IT t ， 其余排 距 为 2 m。 孔距 为 】≈至 2 IT t ． 凿岩长 度为 7 2 6 1X 1 ， 崩矿 体积 为 2 0 6 6 m 。 整 个矿块 共布 1 2 2个炮孔 包括 切割槽 ． 总凿 岩长度 为 3 5 3 2 m 4 ． 4炸药 选型 及单耗 工业 炸药 的特性 与 欲爆 矿 岩特性 的 良好 匹配 是 获得 满 意爆 破效 果 的重要 条件 之一 ， 而合 格 的爆 破块 度是影 响浸 出效 果的重要 因素 。 在欲 爆矿 岩 的孔 网参数 已定 的条件 下 ， 矿 岩的爆破 块 度主要 取决 于 矿岩 的爆 破性 能 ， 装药堵 塞情况 ． 炸药 的能量 、 密度 、 爆速 、 抗 水性 等 因素 。 基于 L述 ． 考 虑到 浸 出对块度 的要求 以及矿 体 产状 和炮孔 有 积水 等 因素 ， 选 定 刚 一 2型乳 化 炸药 ，该炸药 具有爆 炸性好 ， 抗 水性强 安 全性 能好 ． 环境 污染小 等优点 。 炸 药 单 耗 为 1 ． 2 k g ／ m 。 4 ． s微 差 间 隔 时 间 的 确 定 微差爆 破 又称毫 秒爆 破 ， 它 是在深 孔排 间 以毫秒级 的时 间 间隔 ， 按一 定顺 序起 爆 的一 种起 爆 方法 。 其 主要作 用原理 是先爆孔 为 相邻 的后爆 孔增 加新 的 自由面 、 应 力波 的相 互迭加作 用和 岩 块 之问的碰撞 作用 、 使 被爆岩 体获得 良好 的破碎 ． 并能 相应提 高炸药能 量 的利用 率 。 困此 ． 确定合 理 的微 差 间隔 时 间和准确 地控 制 这个时 间是搞 好微差爆 破的关键 微 差间隔 时 间过 长则 可能 造成 先爆孔 破坏 后爆孔 的起 爆 网络 ， 且不利 于能 量的充分利 用 ； 过短 则后爆孔 可能 因先爆孔 未形成 新 自由面而 影响爆 破质量 。 如何 确 定适 宜 的微差 间隔时 间 ， 国 内外提 出过许 多原则 和方 法 。 看法很不 一致 。作者根 据 本试验 条件 ， 认 为长沙矿 冶研究 院提 出 的微 差间隔 时间 的计 算公 式较符合 实际 。其计算公 式 一 十 L／ v ms 式 中 k 一 一正波 历时 系数 ， k 】 2 5 ～1 ． 8 ；k 2 负波历 时 系数 ． k 9 n ～0 1 8 ， n为炸药 与岩 耐 的波 阻 抗 之 比 ；m 深 孔 装药 质量 ． k g ；， J 爆 区岩 块 与岩 体脱 离距 离 ， 一 般 取 0 ． 邮 m； 。 岩块 平均移 动速 度 ， 取 4 ～7 r a ／ s 本试验 采用此公 式计算 结果 选用 的雷管段数 为 2 ～ 1 5 。 4 ． 6装 药与堵塞 本试验 采用 单一 间隔 装药结 构 。 将药 包 装在深孔 较 坚硬 的矿 石部位 ， 而 软弱部位 则用湿 粘 土拌砂 堵塞 这样 ， 既 避免 了软 弱部位矿 石 的过 粉碎 ． 又使 坚硬部 位矿石得 到充分 的破碎 ， 有 利 于大 块率 的下 降 既节省炸 药降 低采矿 直接成本 ． 又改善 了爆破 质量 。 孔 l J 采用 湿粘 土与砂 的混合 物作堵 塞材料 ， 并 按每孔 的堵塞 长度进行 密实堵 塞 。 在装药 和堵 塞 过程 中应注意 保护深孔 内已引 出的导 爆索 ， 导 爆管 4 ． 7起 爆 网路 起爆 采 用非 电毫秒雷 管主爆 和导爆 索辅爆 的复式起 爆方法 。起爆药 包分 别设 置在药柱 两 端 的第 三节药 柱位置 。主爆 网路用 火 雷管引爆 。即火 雷管一 导爆索一 导爆 管一 非 电毫秒雷 管一 乳化 炸 药 。 5效 果及 评 价 采场大爆 破后从 爆 堆表层 1 m 以下取 2 m。 样 品进行 筛分分 析 ． 结 果 为 块度 小 于 2 0 I D _ m 占爆 破矿 石质 量 的 1 5 、 9 ； 2 0 5 0 I D _ i“X 1为 2 0 ． 4 { j 0 ～ 1 0 0 h i m 为 2 0 ． 1 ； 1 0 0 2 0 0 mm 为 3 1 ． 2 ； 2 0 0 4 0 0 r l l l l a_ 为 1 0 、 3 ； 大于 4 0 0 mi“x 1 仅 占 2 ． 3 。因而较好 地满 足 了原地 破碎浸 出 7 6 维普资讯 对 块 度的要求 深 孔挤 压爆 破具有 崩矿强 度大等 显 著特 点外 ， 还具有 降 低可 采 品位 ， 扩大 工 业储量 ， 工程 投资少 ． 有利于环 境保 护 ， 成本 低 仅为常 规采矿 成本 的一半 等 显著优 点 。 作者 认为 ， 应用深 孔 挤压爆破技 术 ， 对 露头低 品位实 行原地破 碎浸 出是 回收铀及 其他金 属 矿体 的 有效途径 参 考 文 献 } 学 学 会 工程 曝镀 专业 委 员会爆 破 工程 下 骑 北 京 冶金 t业 出版社 、 1 9 9 6 ． 5 4 ～5 5 ． [ ] 琦擢 爆 破 施 3 2 技 术． 北京 中 国铁道 出 版 社 ， 1 9 8 5 8 7 ～8 9 STUDY o N oRE S TACK I NG AFTER BLAS TI NG FoR STo PE LEACH I NG UR ANI UM W ANG Qi a n y u ，LI M i n g ．LI Yi n g n a n ，FENG Ha i s h e ng 【 1 ． Ce n t r a l S o u t h I n s t i t u t e o f Te c h n ol o g y．He n g y a n g 4 2 1 0 0 1，Ch i a n；2 ． Re n h ua U r a n i u m M i n e CNNC．Re n h u a 5 1 2 3 2 9 ，Chi n a Ab s l r a c t I n t h i s p a p e r ， g e o l o g y o f o r e d e p o s i t s ． t e c h ni c a l c o nd i t i o ns ， mi n i n g me t h o d s a n d b l a s t i n g p a r a me t e r s o f i n s i t u l e a c h i n g u r a ni u m a f t e r b l a s t i n g f o r a n o u t c r o p o r e b o dy a r e i n - t r o d u c e d 、 Lo n g h o l e b l a s t i s b e ne fi c i a l t e c h n i q u e a n d c a n b r i n g b e t t e r e c o n o mi c b e n e f i t s ． Ke y wo r d smi n i n g me t h o ds ；l o n g h o l e b l a s t ；s t o p e l e a c h i n g a f t e r b l a s t i n g ⋯⋯l⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯● 第 三期 铀 矿 冶 辐射 监 测 与 通 风 降 氡 学 习班 举 办 铀矿 冶辐射 监测与 通风 降氧 学习 班于 2 0 0 0年 3月 6日在 核工业铀 矿 开采 研究所 举办 ， 为期一个 月。 本次学 习班 受 中国核工业集 团公司 金原铀业 有 限责任公 司委托 ， 由核 工业铀 矿开 采 研究所 承办 ， 是 继 1 9 8 4及 1 9 8 6年之后 的第 三期学 习班 l 9 8 6年后 ， 由于受 国际 天然 铀价 格及 我 国铀 矿冶 一 系列 产业 政策 影 响 ， 铀 矿 冶系 统 的一 些 矿 山退 役 ， 大部 分矿 山处于压 产状态 。随着 近 年来铀矿 冶新技 术的发 展与应 用 ． 铀矿冶 成本 大大 降低 ； 再加上 核 电事 业发 展 ， 使 铀矿 冶面 临新 的机遇 。 目前 ， 部分铀矿 山恢 复了铀 的生 产 ， 有部 分矿 I h 在退役 前打算 进 行残 矿 回收 。 但 由于更 多地 关注 经济效益 ． 一 些矿 山在一定程 度上 忽 略 了铀矿 冶过程 及其产 生 的三 废对职 工 及周 边 环境 的辐射影 响 ， 个别 矿 山有 的项 目甚 至超 过 了管理 限值 。 根 据 这一 情 况 ， 开办 了这期 学 习班 ， 组织 铀矿 冶系统 在役 及部 分退役 矿 山 、 水冶 厂相关人员进行有关辐射基本知识， 矿井通风及降氡技术 ， 辐射防护及辐射监测方法等方面的 学 习和 培训 ． 并在学 习 中注重学 员实际操 作 及相关 技能 的培养 。 刘耀 驰供 稿 7 7 维普资讯