某硫铁矿开采方法研究.pdf

S e sNo． 3 21 M a r c h 2 0 0 3 金 鬣 山 M匮TA I ， M I NE 总 第 3 2 1 期 2 0 0 3 年第3期 某硫铁矿 开 采方 法研 究 胡永泉张传信 李际昌 马鞍 山矿 山研 究院 摘要通过对某低附加值化工矿山在生产中存在的问题进行分析后， 结合矿山的实际情况， 提出在投入少 量设备， 改变采矿方法以降低矿石成本， 提高企业的效益的有效措施。 关键 词矿 山采矿方法成本 I n v e s t i g a t i o n o n t h e Mi n i n g Me t h o d f o r C e r t a i n P 1 r i t e Or e Hu Yo n g q u a n Z h a n g Ch u a n x i n g Li J i c h a n g Ma a n s h a n I n s t i t u t e o fMi n i n gRe s e a r c h Ab s t r a c t Th r o u g h t h e a n a l y s i s o f t h e p r o b l e ms e x i s t i n g i n t h e p r o d u c t i o n o f a c h e mi c a l mi n e wi t h l o w a d d e d v a l u e a n d i n c o mb i n a t i o n wi t h t h e mi n e a c t u ali t y，s o me e f f i c i e n t me a s u r e s we r e p r o p o s e d f o r r a i s i n g t he t e r p r i s e r e t u r n b y p u t t i ng i n s ma l l q u a nt i t y o f e q u i p me n t a n d c h a n g i ng t h e mi n i n g me t h o d t o r e d u c e t h e o r e c o s t ． K呵 M i n e ，M i n i n g me t h od ，C0 s t 1 问题的提 出 某硫铁矿于 1 9 5 8年开始露天开采地表铁帽 ， 后 转入地下开采， 采用无底柱分段崩落法采矿 ， 设计始 建规模 3 0万 t ／ a 。主矿体走 向 N1 0 。 ～ 2 0 。 E， 倾 向 NW， 倾角 2 5 。 ～ 5 1 o 。矿 体厚度一般 在 2 ～ 1 0 m。 矿体中夹石一般厚 1 ～ 3 m， 矿石 主要为黄铁矿 ， 偶 有 白铁矿 、 脉石矿物等。矿石含硫品位一般在 1 0 ％ ～ 3 0 ％， 含铁一般在 3 0 ％～ 4 0 ％。矿石坚硬完整， f9 ～ 2 0 。围岩主要有粉砂岩 、 细砂 岩、 页岩及中 粒砂岩组成 ， 矿岩稳 固性较好 。顶板多为硅化较强 的粉砂岩 ， 裂隙较少 ， 抗压强度大 ，厂1 1 ～ 1 6 。底 板岩性一般坚硬 ， f 1 1 ～ 1 5 。采用 的无底柱分段 崩落法阶段高度 5 0 m， 分段高度 1 2 ． 5 m， 进路 间距 8 m， 进路长 5 0 m。YG一8 0钻机凿岩 ， 华 一1型有 轨装运机装矿。 该矿应用无底柱分段崩落法开采硫铁矿床已经 到 一6 2 ． 5 m水平 ， 本水平 已接近尾声 。 一1 0 0 m为 最低阶段运输水 平 ， 还有 一7 5 m， 一8 7 ． 5 m， 一1 0 0 m 3 个分段矿量， I、 Ⅱ、 Ⅲ级矿合计 1 6 4万 t ， 其中 2 9 5 0 ～ 3 05 0线之间 Ⅱ、 Ⅲ采区 I、 Ⅱ级矿量 7 5 万 t ， 各分段矿量见表 1 。 目前存在的主要问题是贫 化率高， 据 1 9 9 9 年～ 2 0 0 1 年的统计资料显示， 3 年 的贫化率分别为 4 2 ． 3 8 ％、 4 2 ． 3 7 ％t 4 1 ． 9 9 ％， 采出 品位平均为 1 5 ％左右 ， 年产矿石量 2 8万 t 左右， 折 标矿量 3 5 ％硫精砂 1 1 ． 8 万 t ， 选矿 比为 2 ． 5 。由此 造成企业成本增加， 经济效益下降。 表 1 各分段矿量 贫化率高的主要原因是 ①无底柱分段崩落法 不能分别开采， 矿石和夹石只能混采， 因此贫化率 高； ②矿体上部地表的山体开裂 、 陷落 ， 大量黄土随 雨水进入崩落矿堆内， 使矿石互相粘连 ， 放矿后易形 成“ 悬顶” ， 下次爆破时， 顶部废石提前下落， 不仅使 出矿品位降低， 矿石损失率也会增加； ③应用有轨装 运机 华 一1型 出矿 ， 很难保证进路全断面匀衡放 矿 ， 正面废石提前进入爆堆 ， 而增加贫化。 针对当前矿山生产中存在的问题， 以及矿山发 展需要 ， 矿山提出大胆改进采矿方法的设想 ， 准备在 回采 一 7 5 m、 一8 7 ． 5 m和 一1 0 0 m水平时， 采用能 胡永泉， 马鞍山矿山研究院采矿所， 工程师， 2 4 3 0 0 4安徽省马鞍山市 湖北路 9号。 l 5 维普资讯 总第 3 2 1 期 金 筏 妒 山 2 0 0 3年第 3期 够降低贫化率的采矿方法。新的采矿方法应满足下 述条件 在保证矿山正常生产条件下， 达到出矿品位 为 2 5 ％以上 ， 年产量为 l 5万 t 。 2 研究思路与技术方案 通过对矿 山开采技 术条件等进行综合研究 分 析 ， 我们提出在开采 一1 0 0 m 以上矿体时 ， 改用分段 空场采矿法。应用分段空场采矿法时 ， 可 以将高品 质矿石与夹石 、 低品质矿石分别开采 ， 把夹石或低品 质矿石留做矿柱 。在空场下放矿 ， 可以避免上部废 石或黄泥的侵入， 以提高矿石出矿品位。在矿房回 采结束后立即回收顶柱， 提高回收率， 满足矿山的要 求品位 ， 以提高矿山经济效益。 设计采矿方法采用上向扇形孑 L 分段崩矿 ， 底部 电耙装矿 ， 在矿房回采结束后 ， 顶柱立即用水平孔爆 破回采 ， 布置间柱 以防止放矿期间上部和相邻矿房 的废石的混入导致损失和贫化 的增大 ， 间柱布置在 夹石或低品质矿石中， 不再回收。 1 采场结构参数 根据 原有工程布置 ， 设计矿 块长 2 5 m， 宽 2 4 ～ 2 6 I l l ， 高度 一1 0 0 m～ 一6 2 ． 5 m 3 7 ． 5 m， 分段凿岩高度 1 1 ． 5 m。其 中 矿房宽 2 0 ～ 2 2 1 T I ， 布置 2条 电耙道 ， 间柱宽 4 m， 顶柱高度 6 m， 底部结构高度 6 ． 5 m。 2 采准切割 每 2个矿块共用 l 套切割巷和切 割槽 ， 每 4个矿块布置 1 个切割井。底部 2条 电耙 道间距 1 1 m， 漏斗间距 5 ． 5 m， 交错布置。在矿块外 布置 l 条人行通风井 。 3 回采 在切割槽形成后 ， 底部 随爆破 的进行 而同步扩漏 。扇形孔采用多排孔微差爆破。在放 出 大部分矿石后 ， 进行下一次爆破 。回采矿房结束后 ， 立即爆破顶柱预先打好的水平孔 ， 回收顶柱。 3 分段空场采矿法与无底柱采矿法技术经济比较 1 采矿方 法技术经济 比较 。分段空场法与无 底柱分段崩落技术经济指标比较， 见表 2 。①分段 空场法的技术经济指标为设计值 ； ②无底柱的技术 经济指标 除千 吨采切 比为设 计 指标外 ， 其 他 为矿 2 0 0 1年统计数。 表 2 技术经济指标比较 ⋯法 ／ t “ l{ 能 - 1 ／ m． k t _ 1 ／ m 3 ． k t _ 1 癸癸 2 采矿成本 比较。2种采矿方法按每采出 l 6 l O 0 0 t 原矿石进行对比， 见表 3 。① 回采费用 采出 l 0 0 0 t 矿石实际费用 2 0 0 0 2 0 0 1年统计数 ； ② 中深孔费用 1 ． 2 2 5元／ t 1 9 9 7 -- 1 9 9 9年统计 ， 空场 法按设计计算得 出； ③ 采 切费用 无底柱 按 1 9 9 9～ 2 0 0 1 年统计数据 ， 空场法设计得 出。 表 3 每千吨原矿石成本比较 指 标 无底柱采矿法 分段空场采矿法 3 经济效 益比较。①无底 柱分段崩 落法 ， 实 际年产量 2 7万 t ， 矿石品位 l 5 ． 3 3 ％， 据矿统计资 料 2 0 0 1年采 矿成本 4 7 ． 0 1 2 7l 2 6 9 ． 2 7万元 ， 选矿成 本 4 3 ． 2 71 1 4 7 5 ． 9 7万元 ， 采选 总 费用 l 7 4 5 ． 2 4万元。②分段空场法年产 l 5万 t ， 出矿品 位 2 7 ． 1 8 ％， 与无底柱方法采 出硫元 素量相 当采矿 费用 4 8 ． 3 91 57 2 5 ． 8 5万元 。原矿可以直接进 入化工厂不考虑部分选矿费用 。③考虑 以上因素每 年减少 企业采矿成本 l 2 6 9 ． 2 77 2 5 ． 8 55 4 1 ． 4 2 万元 ， 此外计算节约部分选矿 费用每年为 3 0 0万元 左右。④按空场法计算可采 4 ． 2年， 原无底柱分段 崩落法各级矿合采， 可采 4 ． 5年， 开采年限相差较 少 ， 可以满足矿山要求。 4 结论 1 综合以上分析， 认为该矿应用分段空场法 较原无底柱分段崩落法有明显的技术经济优势， 该 方案技术上可行， 经济上合理， 具有较好的应用价 值 。 2 应用分段空场法较原无底柱分段崩落法每 年可节约采矿费用 5 4 1 万元 ， 考虑节约的选矿费用 ， 每年节约采选总费用达 8 0 0多万元 。按生产 3年计 算共可节约费用 2 4 0 0万元以上。在市场矿石价格 走低 的形势下 ， 对小 型低附加值矿山提高经济效益 具有决定性作用 。 3 由于市场和地 质条件 的变化 ， 矿 山在不需 要太大投入的情况下 ， 能显著改善企业效益 的采矿 方法变更不失为一种良好的措施， 值得类似矿山借 鉴。 ’ 收 稿 日期 2 0 0 2 一 l 2 2 4 维普资讯