浅谈岩金地下矿山采矿方法的选择.pdf

第 2 2卷 黄金 G0UD 第 l 0期 2 0 0 1 年 l 0月 浅谈岩 金地下矿 山采矿方法的选择 孔庆峰赵亮赵春 荣 武 警黄金 第一 总队 【 摘要】 文中通过分析岩金矿床地质特征、 开采技术特点 以及 影响采矿方法选择的 主要 因素 ， 并参考我国岩金矿 山采矿方l岳现状资料 ， 时 目前我 国岩金矿山在采矿方法选择 中存在的几个突出问题进行 了阐述 ， 并提出了自己的一些看法及解决改进途径。 关键 词 岩金矿床 地 质特征 采 矿方 法选择 主要 因素 合理 确定 中图分类 号T D 8 5 3 ． 2 文献标 识 码 B 1 引 言 矿 山企业 中 ， 正 确选 择 采矿 方 法 对矿 山的生 产 起着 决 定性 的作用 采 矿方 法不仅决 定着 回采 工艺 和设 备 的选择 、 能源 和材 料 的消耗 、 劳 动生 产率 和生 产成本 的高低 ， 特别 还 直 接决 定 着 采 矿 损失 率 与 贫 化率 等 问题 ， 如果采 矿方 法选择 不当 ， 不仅给 矿 山的 安垒 和 生产造 成严 重 的 不 良后果 ， 而 且 导致 矿 产 资 源的 严 重损失 与 浪 费 因 此 ， 如 何 根 据 矿 山地 质 资 源特 点 固地制 宜 的选择 采矿方 法是 矿山建设及 技术 改造 应该 重视 的 问题 。 2 岩金矿床地 质特征及开采特点 2 1 岩 金 矿床 地质 特征 1 矿床 和 矿 体规 模 较 小 。我 国黄 金 资 源分 布 范围广 ， 矿点 多 ， 但 矿体 埋 藏 分 散 ， 矿 床 规 模及 单 个 矿体规 模均 不大 。不但 绝大 多数 地方 国营矿 山及 民 采矿 山 为小型矿 山 ， 就 是 黄金总公 司和 省 、 市直 属矿 山也是 以中 小 型 矿 山为 主 。据 统 计 ， 目前 小 型 黄 金 矿 山占 8 2 5 ％ ， 中型 占 1 2． 2 ％ ， 大 型 占 5 3 ％。 因 此 ， 矿点 多 ， 规 模 小 是 我 国岩 金 矿床 赋 存 的 基 本 特 点 。 2 矿体 形 态复 杂 多 变 。矿 体 连 续 性 较 差 ， 厚 度 、 倾 角和含 金 品位变化 都较 大 。矿体一般 呈脉 状 、 扁 豆状 、 透境 体状 ； 品位 一 般 都不 均 匀 ， 变 化系 数 均 为 1 0 0％以上 ， 且 常 有 夹 石 ； 在 空 间 分 布上 常成 群 、 成组 出现 。石英 脉 在 走 向和延 伸方 向常 有 膨胀 、 收 缩 、 分支复 台 、 尖灭再 现等现 象 。矿体 厚度 自几厘米 至 几十米 ， 薄 和极 薄 矿 脉 为 主。蚀 变 岩 型金 矿 体 矿 岩 界线 不 明显 ， 无 法用 肉眼鉴 别 ， 唯有取 样 化验才 能 确 定 。 收 稿 日期2 0 0 l 一 0 6一l 8 孔 废峰哈尔滨市 南岗区保健路 l号 [ 5 0 0 8 6 3 矿岩 稳 固性 差 我 国大 部分 岩金矿 床 ， 特 别 是蚀变 岩型 金矿 床 ， 由于 受到后 期地 质构造 的影 响 ， 断层 、 节 理十分发 育 ， 矿 岩 稳 固性 较 差 。 给 矿 床开 采 带来诅 大 困难 ， 据 重点 黄金 矿 山调查 ， 矿 岩 不稳 固 的矿 体约 占生产矿 山地 质储 量的 4 8 ％ ， 中等 稳 固 的 占 4 0％ 稳 固的仅 占 l 2 ％。 4 矿床勘探类型一般为第 Ⅲ至第Ⅳ类型， 且勘 探程度一般较低 ， 水文地质条件多数较简单 。 2 ． 2 岩金矿床 的开 采特点 及采矿 方 法现 状 1 矿 山规模 一般 以 中小 型 为 主 ， 5 1 X l t ／ d以下 的 占绝大多 数 ， 详见 表 1 。 表 1 我国岩金地下矿山的规模情况 注 首届全 国青年黄金采矿学术会议论文集 ， 1 9 9 4 2 岩金 矿床 的开采 以地 下开采 为 主 ， 开拓 方 式 主要有平硐 、 竖井 斜井 单一开拓法及平硐一竖井 斜井 联台开拓法。 3 采矿方 法仍很 原 始 ， 国外 已濒于淘 汰的 浅孔 留矿采 矿 法 在岩 金 矿 山开 采 中 虽 有 逐 步 减少 之趋 势 ， 但 仍 占相 当大的 比重 ， 一些 比较 先进 的采矿 方法 如机 械化分 层充 填采 矿 法 、 VC R法等 仅 在 少数 矿 山 有所应 用 。采矿方 法使用 情况见 表 2 。 4 采装 运 机 械 化水 平 不 高 ， 劳动 生 产率 低 ， 矿 块生产 能 力 一 般 较 低 。新 型高 技 矿 山机 械 如 铲 运 机 、 凿 岩台车 、 喷锚 支护 设备及 采矿 服务 车辆等 在岩 金 矿 山还没有 普遍 使用 。 ① ② 中 国 黄 金学 会 采 矿 学 术 委 员 会缩首 届 全 国 青年 黄金 采 矿 学 术 套议 论 文 集 ， 1 9 9 4 维普资讯 第 2 2卷2 0 0 1年第 l O期 2 3 5 资源利 所 率 低 ， 损 失率 、 贫 化率 较 高 ， 采掘 比太 ， 单位矿 石 回采 成 本 高据 全 国 l 2个 岩 金 矿 山调 查 资料 表 明 ，一 次 损 失 率 为1 0 ％，二 次 损 失 率 为 1 9 ． 5 ％ ； 一次 贫化 率 为 2 3 ％， 二 次贫 化 率 为 2 5 ％左 右， 。据全国黄金重点企业统计资料 ， 损失率平均为 1 3 ． 2 ％， 贫化率平均为 2 5 ． 6 ％。事实上 ， 由于许多矿 山束计 算二次 贫 化 和损 失 ， 实 际 贫化 与 损 失 指标 还 要 高 一 些 。 表 2 我 国岩金地 下矿 山使 用采矿方 法情 况 采 矿方法 矿山数量占矿山总数的比例 ／ 十 ／ ％ 注 首 届 全 国 青 年 黄金 采矿 学 术 会 议 论 文 集 ． 1 9 9 4 3 目前 岩 金矿 山采矿 方法选 择 中存 在的 主 要 问题 1 由于岩 金 矿床 地 质条 件 复 杂 ， 勘 探 程度 低 ， 致使 对矿 床的开 采技 术条件 缺乏 足够 的认识 。有些 矿 山在勘探 程度租 低 仅有 详 查甚 至普 查 资 料 ， 在 缺少有 关开 采技 术 条件 的情 况 下 ， 进行 采矿 方 法设 计工作 ， 结果 造成 采矿 方法选 择不台理 ， 给矿 山生产 带来许 多后 患 2 在 设计 中对 矿体 产 状 及 开采 技 术条 件 缺 乏 系统 的分析研 究 ， 尤其 对矿体 的倾 角 、厚 度 、 顶底 板 围岩 的稳固程 度 ， 含 泥 、 含水等 重要参 数缺 乏质 和量 的深 刻认 识 。对矿 山现场 条件缺 乏必要 的感 性认 识 甚 至不进 行现场 踏 勘 及 收集 资 料 ， 仅 依据 矿 山或地 质部门提供的资料在家闭门造车 ， 使设计所确定的 采 矿方 法与矿 山实 际情 况 不相适 应 。 3 目前岩 金矿 山 的采 矿方 法 确 定工 作 过 于 简 化 ， 特别 对小型 矿 山的采矿 方法选 择确 定工 作 ， 缺少 必要 的程序 和 步骤 ， 忽 视技 术经 济的分析 比较 工作 造成 可 比方 案少 ， 可 比性 不 强 ， 因而难 以确 定安 全性 好 、 效率 高 、 损失 率 贫 化率 低 、 经 济 效果 佳 的最 优 的 方 法 。 4 依据矿体的平均倾角、 平均厚度及其它平均 参数 ， 而不是 根据各 自矿体 及矿体各 部位 的倾 角 、 厚 度 、 矿 岩稳 固情 况 来确 定各 自的采 矿 方 法 及其 使 用 比例 ， 使所 确定 的采矿 方法 单一 、 针 对性 不 强 5 设计 所推 荐的采 矿方 法多 以传统方 法 为 主 ， 对 近几年研 发 的一些 先 进 的采 矿 方 法 及 工艺 、 生 产 矿 山对传 统采矿方 法 的改进 方案等 推广 不够 。使我 国黄 金矿 山采 矿 工 艺 与 先 进 国 家 相 比仍 有 较 大 差 距 。 4 影 响采矿方法选择的主要因素L l c 1 矿石 和 围岩 的物 理 力学性 质是 选 择采 矿 方 法 的关键 因素 。它决 定 着 采场 地 压 管理 方 法 、 果场 构成 要素及 落矿方 法 。 2 矿体厚 度 和倾 角 ， 对采场 的布 置、 落矿 方 法 、 矿 石 在采场 内的运 输方式 起决 定性影 响 3 矿体 形状和矿 石 与围岩 接触情 况 ， 影 响采 矿 方法 的 落矿方 式 、 矿石 运 搬方 法 和矿 石 的损 失 与贫 化指 标。 4 金矿石 的品位 矿 石 的品位较 高宜采 用 回采 率 高 的采矿 方法 ， 反之 可采 用 回采率较 低 、 采 矿 成本 亦 较 低的采矿 方法 5 矿 石的结 块性 、 自燃 性决定 是否 可以 采 用留 矿采 矿 法 。 6 矿 物与 品位 在 矿 体 中 的分 布 是否 均 匀 决 定 是 否采 用能剔除 央石 或分采 的采 矿方法 。 7 地 表是 否 允许 陷落 。如 地表 需 加 以保 护 应 优先 考 虑充填采 矿法或 用 充填方 法处理 采空 区 的空 场采 矿 法等 8 采 、 装 、 运 机 械 及 顶板 管 理与 加 固技 术 的 发 展水平 。 9 新 型高效 低成本 的采 矿工艺 、 充填 工艺 及充 填料 的研 究与发 展水 平。 5 根据矿山实际情 况合理确定采矿方法 如何 选 择与确定 采矿 方法 在许多 著作 中已有论 述 ， 这里 不再 赘述 ， 本文仅 就黄 金矿 山开采特 点 及采 矿方法选 择 中存在 的几个 突 出问题简 述 一些 个人肤 浅的看 法 。 1 采 矿方 法 的选 择必须 根据 矿 山的实际情 况 ， 与矿床开采 技术 条件 相适应 。每 个矿 床都有其 形成 的地 质条 件和 赋存规 律 ， 有各 自的矿 床地 质 、 水文地 质 、 开采技 术条 件 和矿 石 技 术加 工 性 能 。采 矿方 法 的选 择 ， 就是 要 在千差 万别 中寻求 一种安 全合理 、 技 术可 靠 、 经 济效 果佳 的 回采 矿 石 的方 法 一由 于黄金 矿床 开采技 术条 件较 为复 杂 ． 且 一般 地 质 勘探 聂研 究程度 较低 ， 这就 要 求 我们 在 选 择 采矿 方 法 时 对矿 床开采 技术 条件 进 行深 入 细 致 的研 究 ， 并结 合矿 山 维普资讯 2 4 黄金 生产实践 ， 寻 求一 种 比较适 宜 的采 矿 方法 。要 进 行 科 学分 析和认 真对 比 ， 按 矿 山生产规律 办事 ， 切 忌生 搬 硬套 。 例 如 东 桐峪金 矿 Q 号 脉 属薄 至 中厚 矿 体 ， 地 质条件复 杂 多变 ， 倾 角 7 9 。 ， 矿 岩 松 软破 碎 。 由于 对 该 矿脉 的特殊 赋存 条 件 、 矿 岩稳 固程 度 缺乏 足 够 的 认 识 ． 设计 采用 传 统 浅 孔 留矿 采 矿 法开 采 。该 法 在 实施过 程 中遇 到 很大 困 难 ， 甚 至仅 回 采 45 IT t 高 ， 上 、 下盘 围岩 和顶部 矿石 即大量 塌落 ， 即使强 行 回采 结束 ， 大 块 矿岩混人 其 中 ， 造 成 矿 石贫 化 加大 ． 卡 漏 现象严 重 ， 出矿效率低 ， 作 业人 员及设备 安全 得不到 保 证 。在大 量放矿过 程 中 ． 随着 采场 内矿石 的下移 ， 矿 山 、 科 研 院所科 研 人 员对 该 矿脉 的开 采技 术条 件 进行 深入细 致 的研 究 、 探 索 ， 在原采 矿方法 的基础 上 试驻 采用 静态 留矿充填 、 水 泥卷锚杆 加 固围岩 、 水 平 炮 孔控 制爆 破落矿 等综合 技 术 ， 获得 了成 功 ， 损 失率 由 2 8 ％ 一 3 6 ％， 降到 1 1 ． 5 ％， 贫化 率 由 5 7 ％ 一 7 5 ％ ， 降到 1 7 ． 6 ％ ， 使企 业获 得银好 的经 济效益 。 2 遵 循采 矿方法 选择 的程 序 ， 认真 做好技 术 经 济 比较 工作 。对欲选 择 的采矿 方法一 定要 进行认 真 细 致 的技 术 和经济 比较 ， 进 行综 合评价 ． 不 能单凭 经 验 简单地 确 定采 矿 方法 。例 如 ， 某 矿 体 倾 角 5 0 。 ， 平 均 厚度 1 ． 2米 ， 矿体 产状较 稳定 ， 矿岩 不稳 固至 中等 稳 固 ． 适宜 的采矿 方法 有 留矿全 面 采 矿 法和 上 向水 采 空区 上 下盘 围岩 的暴 露 面 积 逐 步 增 大 而 大 量 冒 平 分层 充填 采矿法 。两种 采矿 方法 的几种 主要技 术 落 ， 甚 至 出现 “ 越 出越 多 ， 采而放 不 出” 的现 象。经过 经 济指标 见 表 3 表 3 采矿方 法主 要技 术经济指标 从表 3可 以看 出 。 留矿全 面 采 矿 法具 有 回 采工 艺简单 、 采场 生产 能 力大 、 劳 动 生 产率 高 等优 点 ， 但 其 损失贫 化率 高 ， 经 济 效益 差 。而 分层 充 填 采 矿法 具 有 回采 工艺 较复 杂 、 生 产 能力 低 、 成 车 高 的缺 点 ， 但该 方法 损失贫 化率低 ， 矿 产资 源利用率 高 ， 总 的经 济效 益好 。而其 诸 如生 产 能 力低 、 劳动 强 度大 等 缺 点 可通过提 高机 械化作 业水平 等 途径来解 决 。 3 根据 开采技 术条 件及 矿 山技 术力量 、 装备 水 平 、 工 人素 质 ， 尽 可 能选 用结 构简单 、 适用性 强 、 损 失 及贫 化率低 的 采矿 方 法 。一般 情 况 下 ， 对于 极倾 斜 薄矿 脉 ， 当矿岩 稳固 、 矿 体 形态 变 化 不大 时 ， 宜 采 用 回采 工艺简 单 、 效 率较高 、 成本 较低 的浅孔 留矿 采矿 法 ； 当矿岩基 本稳 固 时 可采 用 对两 帮具有 有 效 支 护 措 施 的 留矿 采矿法 变形方 案 ； 当围岩不 稳固 、 矿脉 形 态复 杂时 ， 宜 采 用充 填 采 矿法 。对 于 矿岩 稳 固 的倾 斜 、 缓倾 斜薄 和极 薄 矿脉 ， 宜采 用 全 面采 矿 法 、 留矿 全 面采 矿法 、 削壁 充填采 矿法等 。 当矿石品位 较 高 ， 矿脉 形 态规整稳 定 ， 矿 石 和 围 岩接 触 明显 易 于分 离 时 ， 应采 用损失 贫化 较低 的选别 回采方 法。 4 适 当控制 留矿采 矿法使 用 范围 ． 推 广使 用 充 填采 矿法 。 留矿 采矿 法具有 回采工 艺简 单 、 易操 作 、 劳动 生 产率 较高 、 成本 低等 优 点 ， 是 经 济有 效 的 方法 之 一 ， 因而在 岩 金 矿 山 生 产 中 占 有 很 大 比重 约 4 3 ％ 。 但该 方法也 有 不容 忽 视 的缺 点 首 先 ， 留矿 采矿 法 对地 质条件 如倾 角 、 矿 岩 稳 固程 度 、 底 板 平整 程 度 、 结块性 、 自燃性 、 有 较严 格 的要 求 ． 而 岩 金 矿 山 的地 质条件 复杂 ． 矿体 形态及 产状 变化 较大 ． 顶 底板 稳 固 程度较 差 ， 再 加之 矿 体分 支复 合 、 膨胀 狭缩 ， 给 留矿 采矿法 的使 用带 来许 多 不利 因 素。其 次 ， 矿石 存 窿 积压资 金降 低经 济效益 。 回采过 程 中难 以分采 和副 除夹石 采场 内不 能手选 ， 大量放 矿过 程 中二次贫 化 严重 ． 矿 柱所 占比重较大 。致使 该法 损失贫 化较 大 ， 尤其是 在开 采薄和 极薄矿 脉时更 为严重 。 与 留矿 采矿法 相 比 。 充 填采 矿法 有很多 优 点 ． 对 岩金矿 山尤 为突 出。该方 法灵 活 、 适 用性强 ， 适于 开 采矿岩稳 固或不 稳 固各 种 产 状 的 矿体 ； 可 以在 工 作 面分采分 选 ， 有 利于 控制 出矿 品位 ， 回采损 失贫 化率 维普资讯 第 2 2卷2 0 0 1年第 1 O期 2 5 低 ， 资 源利用 程度 高 ； 空 区及 时得 到 处理 ， 有 利于 地 压 管理 ； 易实 现 机 械 化 开 采 ， 劳 动 生 产 率将 不 断 提 高 ； 利用 尾砂 、 废石 等作 为充填 料 ， 有利 于保 护环境 。 由于充 填 采 矿法 的优 越性 逐 渐被人 们 所 认识 ， 因此 ， 近年来在 我 国岩 金 矿 山 的应 用越 来越 广 。在 倾 斜 、 缓倾 斜 中厚 矿 体 ， 如焦 家 、 新城 金 矿 采用 上 向 水 平分层 充填 采矿 法 ； 在 矿体厚 大的三 山岛金矿 ， 采 用机 械化水 平分 层 充 填 采矿 法 在 极倾 斜 薄矿 脉 的 灵 山金矿 采用 了 下 向进 路胶 结 充 填采 矿 法 ； 在 红 花 沟金 矿 成功的使 用多矿 块 连续 回 采的 水平 分 层 干 式 充 填采 矿法 ； 在 许 多倾 斜 、 极倾 斜 极薄 矿 脉 中成 功地 应 用了削壁 充 填 采矿 法 ． 取得 了 良好 的经 济效 益 。 虽 然充 填 采 矿法 在应 用 中还 存 在诸 如 成 本高 、 生产 能力 较小 ． 胶 结充 填体 强 度 有 待进 一 步 提 高等 问题 ， 但 随着 回采 工艺 、 充填 工 艺 的逐 步完 善 ， 新 型 充填 材料 的不 断 开发 ， 充 填采 矿 法 在我 国岩 金 矿 山 生 产中将会 发 挥更 重要的作 用 。 5 重视 推广 先进 的采矿 工艺 。近年来 ， 随着 科 技进步 ， 采掘 设 备 的更 新 ， 采 矿 工 艺有 了很 大 进 步 。 我 国黄金工 作者 也 在多年 的生产实 践中 摸索 出一 套 适台 我国黄 金矿 山现 有 装 备水 平 的先 进 经验 ， 如高 水 全尾砂胶 结充填 工艺 、 块石 胶结充 填技术 、 长 锚索 支护 技术 ， 薄 矿脉 的小直 径炮孔 落矿 工艺 、 留矿 采矿 法 的多种变 型方案 等。在 采矿 方法设 计和应 用 过程 中应 重视这些 先进 工 艺 与 经 验的 推 广工 作 ， 使其 发 挥更 广泛 的作用 。 6结语 采矿 方法 在矿 山生 产 中 占有 十分 重要 的 地 位。 采矿 作 为一 门综台性 的应 用工程 学科 ， 与地 质 、 岩 石 力学 、 化 工 、 机 械 制 造 等 多 方 面 都 有 非 常密 切 的 联 系 。正 确的选择 采 矿方法 是一项极 其 重要而 复杂 的 工作 。只要我们 按 照科 学 规 律 ， 结 合 岩金 矿 山 开 采 特 点 ， 对矿 床开 采技术 条件 进行深人 细致 的研 究 ， 遵 循采 矿方 法选择 程 序 ， 台 理 运 用先 进 的采 矿 工艺 与 经验 ． 就能选择 出一种合理 的、 切合实际的采矿方 法 。 参 考文 献 1 张富民主编 ． 采矿设计手册 ， 矿床开 采卷 下 ． 北 京 中 国 建筑 工业 出版 社 ， 1 9 9 2 编辑 邢 万芳 Th e s e l e c ti o n o f t h e mi n i n g me t h o d f o r r o c k g o l d mi n e K o n g Q i n g e n gd a 1 ． T h e F i r s t G e n e r a l G o l d P a r t y o f舭 A r m e d P o l i c e F o r c e A b s t r a c t T h i s a r t i c l e d e s c r i b e s s e v e r a l e x i s t i n g p r o b l e m s i n s e l e c t i o n o f m i n i n g m e t h o d f o r r o c k g o J d m i n e a n d r a i s e s h i s s u g g e s t J．o nf o ri mp r o v e me n t ． Ke ywo r d s g e o l o g l c a l c h a r a c t e r i s t i c o f r o c k d de p o s i t ； s e l e c t i o n f o r mi ning me t h o d； ma i n f a c t o r r e a s o n a bl e 北京华宝技贸公 司经销主要产品 1 旋转 式喷头 具有旋转 、 摇摆 、 喷淋均 匀等 特点 ， 适用于金矿 、 铜 矿、 铀 矿堆 没。 2 快装 塑料 管件 具有安装、 拆卸方便快捷等特点 ， 适用于堆 漫喷淋管路布置 。 3 L Dl 1 ∞ 型和 L D一1 4 5 0型制粒机 具有制 粒效果好 、 生产能力大等特点 ， 适用于粉矿多 、 渗透性差的堆浸前处理 。 4 mT F 一4型 J Z一1 0 0 型和 J Z一 2 0 0型吸附塔载金炭解 吸设备 特点是 4塔串联、 吸 附效果好、 乙醇解吸 、 炭纤 维电解 、 时 间短 、 解吸率高 ， 适用 于中小型矿 山载金炭解吸电解。 5 J 华宝牌椰壳 活性炭 、 杏壳活性炭 具有 吸附能力强 、 强度好等特点 ， 适用于 炭浆法、 堆浸 法吸 附黄金。 6 高密度 聚乙烯 nD P E 底垫 特点是抗低温 、 强度大、 抗刺破能力强， 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