陕西银矿采矿方法的优选与实施.pdf

第 1 5 卷 1 9 9 5 年 第 3期 9 月 矿 业 研 究 与 开 发 MI NI NG R＆D V0 1 ． 1 5 No ． 3 Su p t ． 1 9 9 5 长 沙 院 ，4 ‘ 长 沙 矿 山 研 究 院 ／ 一 摘要正确选择采矿方法是充分、 旮理地开发矿产资源的重要手段。 根 该采矿方法亦可在同 类矿体开采中推广应 用。 关 键 词 墨 芏 翌 亟、优 化 连 竖毽 塑 熟 兰盐 昱 扭 技 术 红石 7， 欲安全、经济、高效地开采矿物资源，很大程度取决于采矿方法的选择是否得当，而 要优选 出符合矿山实际情况的采矿方法，则有赖于现代科学技术手段的运用。本文试用模 糊数学方法并结合现代化计算技术，将若干待选的采矿方法的定性指标进行定量化处理与 比较， 优选出逼近实际的采矿方法，经实践达到了满意的效果。下面拟就陕西银矿采矿方 法的优选过程进行探讨。 l 地质与开采技术条件 陕西银矿矿床属沉积变质型多金属矿床， 矿体赋存于中泥盆统大西沟组千枚岩层中， 沿 层理产出，呈层状似层状 矿体产状与围岩一致 ，走 向 1 0 5 。 ～1 2 0 。 ，倾向北北东，倾角 3 5 。 ～4 5 。 ， 矿体厚 1 ． 1 2 1 6 ． 3 8 m． 矿体顶底板均为千枚岩 ， 节理片理发育， ， 5 ～6 ， 不稳 固。 矿俸 f 6 8 ，整体性好 ，中等稳固 ，矿岩自然安息角 3 8 ． 5 ， 矿石容重 3 ． 1 5t ／ m ， 松散系 数 1 ． 7 8 ． 矿床水文地质条件简单，岩溶不发育，地下水全由大气降水补给，主要赋存于上部风 化裂隙中， 岩石富水性和透水性很小。 据坑道观测， 涌水量为0 ． 7 2 m 。 ／ h ． 地袭山坡地形， 为 杂草灌木覆盖，允许陷落。 _ - 2采矿方法优选 正确选择采矿方法对于充分、合理地开采地下矿产资源，达} 0 最佳经济效益与社会效 益具有十分重要的意义 选择采矿方法不仅要考虑矿床地质与开采技术条件，而且要能实 现生产安全、高效、低耗和损失贫化小等项指标。 采矿方法的选择目前除经济类比法外，用得最多且更为科学合理的是价值工程法与模 糊数学方法。后两种方法属于多目标决策 ，其实质是将参加 比较的采矿方法的定性指标定 量化，将多项指标无量纲化后相加，然后排序 比鞍进行选择 。采用模糊数学方法结合现代 参加陕酉银矿采矿方法试验的员有包东署、李向东 张强、关家志． 柏林等 ∥ ， 维普资讯 第 3期 曹 进修陕西 银 矿 采矿 方法 的 优选 与 实施 3 化 计算技术 ，能够模拟专家 的思维过 程 ， 框 图如图 1所示 。 2 ． 1技术可行方案集 系统地 、定 量的描述 采矿方法选择 的全过程 ，其 技术 可行 采矿方法方 案集系根 据矿 床地 质与开 采技术条 件 ， 考 虑 到方 案的安全 程 度 、 作业 环境 、 灵 括性 、 回采工 艺的复杂程度进行选取 每一方案都参 照类似矿山的实际 资 料 选取主要技术经济指标。 针对陕 西银 矿地 质 与开采 技 术条 件 ， 技术 上可 行的采矿方法方案集有 有底部结构低分段爆力运 矿采矿法 留护顶层 、 分段采矿法 、 有底 薛结构低分 段 侧 向崩矿连续空 场法 、 水平分层崩落法 、 有底柱分 输r库地质与开采拉术囊件 ● 技术可午 亍 采矿方法方搴 I I 相 t t 先比法韧鼍采r方法 ● I ■■美景方程推翻， 拉木缝济 撸持 I l棋翱臻音评捌法终鼍采矿方法 圃 1 采矿方法选择过程框围 段崩落法、 超前切顶爆力这矿分段采矿法。选取此 6种采矿方法的类似矿山， 列出具有影响 的地质赋存条件和技术经 济指标 。见表 1 衰 1相 似矿 山 2 ． 2 用相似 优先比法初选采矿方法 根据表 1 所列指标，以陕西银矿为固定样本，比较其相似程度 。相似程度以海明距离 表示 d h I z 一z 、 I d h I 一z { 式中 固定样本的某一因素值 ； 。第 种采矿方法．的相应因素值 ； 第 种 采矿 方法 的相 应因素值 。 由此 ，即可计算 出相 似优 先 比 r d ， u 干 一 一 从而得到模糊关 系矩阵 R R ， ∈[ O ， 1 ] ， 一1 ， 2 ， ⋯ ， n； 应 满足 如下要 求 1 若 0 5 n ≤ l ， 则 ∞优 于 ； 2 若 O ≤ 0 5 ， 则 优 于 ； 维普资讯 4 矿 业研 究 与 开发 第 l 5卷 3 试验 中期结果 现 场半 工业试 验 自 I 9 9 5年 3月末 开始 先后 完成 了系统调 试 、 矿石预 处理 、 参数 测定 、 条件 优 化等研 究 内容 。 取得很 多经验和数据 ， 为后续研究工作 乃至今后 在工业 生产 中的应用 ， 创造 了 良好 的条件 。 3 ． 1 浸出率 通 过室 内试验可知 ， 高酸度溶液浸 出 ， 虽然 浸出速 度快 ， 但在 东 乡铜矿 的矿石条件 下成本较 高 。 因此试 验 中前期 采用 低酸度漫出 ， 中后期采用 细菌 浸 出。 用酸性 矿 坑水配液 、 可 降低酸耗和 生产成本 ， 前期 浸出阶段 铜 浸出率与漫出时间的关系及变化规律如图 4所示 。 3 ． 2矿石渗 透性 矿 石在漫 出过 程中 ， 随 着有 用元 索的浸 出， 颗粒 表面被 不断 漫蚀而使粒级变小 。矿堆 中细粒级 的不 断增多， 特别是微小颗粒的增多， 会导致矿石渗透能 力的降 低 ， 到 一定 程度 将影 响正 常浸 出 。 这种变化 的 速 度主要与 矿石物理化学性能有关 。 东乡铜矿的矿石特点是含矿岩层多为遇水容易 泥化的粘士 岩和页岩 。矿石泥化将是不容忽视 的问 题。试 验采场矿 石渗透系 数变 化与 时间关 系如 图 ／ 一一一 ． 帅I 弱 时 间 【 d 所 示 囝 5 矿石渗透系数随时问变化曲线 3 ． 3 采场 休闲的必要性 矿 堆在连 续浸出过程 中会 产生 “ 疲痨 ” ， 如继续 浸 出作 业 ， 将会恶化漫 出效 果 ， 因 为矿石 在浸出过程中， 随原氧化表面的削落， 产生的新表面需要有良好的氧化环境 使其充分氧化， 有用元索才易于溶解在溶浸液中 因此 ， 充分保障采场休 闲时间是完全必要的 在试验 中发现， 连续{多出作业中， 有时溶浸液三次通过矿堆都达不到作为贵液的离子浓 度标准 ， 但采 场休闲一段时 间后 ， 只浸 出一 次就 可得离子浓度 较高 的贵 液。 为此 ， 本次试验采 用浸 出三天 、 放 液一天 、 休 闲三天 ， 一周一循环 的工 作制度 ， 并 利用采场 休闲时间加强向矿堆 内通风 ， 其效果 明显 。当然 ， 随着 浸出时间推后 ， 特 别是细菌浸 出阶段 ， 应逐 步增 加采场休闲 时间 ， 才会使效 果更加显著 4 前景展望 溶 浸采矿能使矿床地 下开采 实现“ 无井化 ” ， 从根本上改变矿 山在人 们心 目中的形 象 ， 最 大限度地 保护 生态环境和 简化 金属 提取 工 艺 ， 使之成 为未 来采 矿的发展方 向是 无 可非议和 理所 当然的 。 但矿 石溶 浸特别是 硫化 矿的溶浸是一个 相对 缓慢的过程 。作业周期 长 ， 必须要 有相当 的生产规模 ， 才能真正显示出它的效率和 效益 。因为溶 浸采矿的前期 投入 大 ， 后期投 入小 ， 受 益时 间长 ， 规模 太小容易造成 人才和物力 的浪 费 ， 增加 生产 成本 。 因此不能 以小 型试 维普资讯 第3期 曹进修陕西银矿采矿方法的优选与实旌 ， 各类似 矿 山的权重值 。 运用徐罗曹李法解方程 2 ， 可得 ． 2 式中的隶属度 ． 、 b 可用线性函数法求解。 r q 一， i ／ ～ ‘ r 一 1 一r i ‘ 式中 困 素 J 指标的隶属度； 因素 的 指标 ； ／ 各因素 J 指标的最大 值 。 3 式适用于正指标， 即越大超 优的指 标 ； 4 式适 用于反 指 标 ， 即 愈小 愈优 的指 标。根据 求 出的 ， 依 1 ， 3 ， 4 式 即 可推算 出陕 西 银矿初选 出的上述 四种 采矿方法能 达 到的技术经 济指标 。这一求解 过 程用 B AS I C语言编程在 I B MP C 机 或 P C 兼 容机 上 运 行 ， 其 结 果 见 嵌 3 ． 表 3 采矿方法技术经济指标计算结果 2 ． 4 模糊 综合评判终选 采矿 方法 在上述 四种采矿方法 中 ，考虑生产 能力 、损 失率 、贫化 率 、采矿直接成本 、安全 程度 、 旌工难易程度 、劳动强度 、工 艺繁 简程 度 ，以及对矿体 的适 应性 等 9个因素 ，应 用模糊综 合评 判法最终评 定其优劣 。因考虑 因素 多 ，采用加权平均算 法 ，以达 到主次因素全盘考虑 的 目的 。 1 首先 由专家商定 权重 归一化后 ， ． 得 到 9个 因素 的权 重值 W- 0 ． 0 8 5， 0 ． 1 5 0 0 ． 0 5 7， 0 ． 0 8 7， 0 ． 0 3 3 6， 0 ． 0 3 9， 0 ． 1 0 1， 0 ． 0 3 4， 0 ． I I 1 2 确定 9个因素的单 因素评 判矩 阵 ．对于 前 4个定量指 标 ，根据表 3中 的敬据 由 3 式 或 4 式求其 隶属度 ，对于后 5个 定性 指标 ，则 由 5 式 的二元对 比排 序法 求得 f x ／ y 一 z ／ m ． x [ ， ] 一 { ／ ； c s 3 综合评 判 。由下式求得综合评 判结果 。 百一 R～ 6 这 一 计算 过 程 同 样用 B AS I C语 言 编 程 I B M -- P C机 上 完 成 ，其运 行 结 果 为 窍一 0 ． 4 5 1 ， 0 ． 5 0 3 ， 0 ． 3 9 ， 0 ． 7 2 4 ．即 4种采矿方法 的相 应选 择率 为 分段采矿法 4 ． 1 ； 水平 分 层崩 落法 5 0 ． 3 ； 有底部 结构 低分段 侧向崩 矿连 续空场法 5 3 ． 9 ； 超前 切顶 爆力运 矿分 段采 矿法 7 2 ． 4 ． 故陕西银 矿采 矿方法试 验采用相 对选择率 最高 的超前 切顶爆 力运 矿分段 采矿法 。 在 计嚣过程 中 ，为了提高 B AS I C语言程序 的通 用 陛、灵 活性 ，减少内存 ，加快运 算速 寞 ，将上述 三个 序 采用菜 单方式 编成如 图 2所 示的程序系统框 图。 『 导 主模块 王控其它程序模块 ，运行 时 ， 菜单 方式将信 息排列 于显 示屏幕 ，供 用户 选择 ，被 选程序模块运 行结束后 ．均返 回到 引导 主模 块 。 维普资讯 第 l 5 卷第 4期 t 9 9 5 年l 2月 矿 业 研 究 与 开 发 M I Nl NG R＆D Vo 1 ． 1 5 No 4 De e ． 1 9 9 5 ，l 8 、 。 大直径深孔采矿法与无轨设备 配套 的试验和 应 用 些 弓 多 长沙矿 山研究 院 大 厂矿 务局 门 ’ 摘要本文概述 7大 直径漾孔球 状药 包和柱状 药 包爆 破技术及以柴油 机 为动力源 的 自扦设 备配套在铜坑 锡矿 的试验 和应 用 。 该矿在 国内率先 使 用5 g ／ m 低能 导爆 索 和滑干式起爆 药具 ， 实现 7孔 内、 孔 间和排 问的擞 差爆破 。 由于 基本 上 实现 7最孰 化开 采 ． 因而产 量连年增 长 ， 效益也 同步 提 高， 为我 国地下矿 山无轨化开 采走 出 7一 奈新的路干。 ， ， 关 键 词 A f a r 遵 塾 墨 芏 鎏、 垂 垫 矍 叠 煎 盏 韭 竖 盟 f 佞 大厂长坡区矿床是一个高、 中温热液充填交代的镑石一硫化物多金属特大型矿床， 保有 工业储量锡金属约占全 国的 3 0 ． 矿床位予大广背斜平缓东翼之次一级的长坡背斟轴部和西翼的横 向裂踪带内， 富集于 层间错动构造交会地带。 矿床上部为急倾斜 的细脉带矿体， 中部 9 1 号、 下部 9 2 号为似层状 缓倾斜矿体。 9 1 号缓倾斜富矿体 ， 近东西走向， 向北倾斜， 其 中厚富矿段储量选7 0 0 万 t ， 锡平均品位 为 2 ． 0 4 ． ， 锌为 4 ． 3 6 ， 这部分富矿段赋存于4 7 0 ～3 5 0 m之间， 走向长5 0 0 m{ 倾斜长1 0 0 ～ 3 0 0 m． 倾角 1 5 。 左右， 平均厚度 2 1 ． 8 ， 其中平均垂厚 3 3 矿段地质构造简单 ． 矿岩稳固． 矿岩界 线清楚 ， 矿体水文地质条件简单． 矿石一般无氧化 自燃和结块现象。 本文所述采矿工艺， 是在平均垂厚为 3 3 m的厚富矿段中实施的。 它是铜坑矿 I 期工程 的首采矿段 ， 设计采出矿能力为 1 3 0 0 t ／ d ． 1 采矿方 法及 回采技术 9 1 号厚富 矿体 经论证采用大直径深孔空 场法 。 试验 采 场选定含锡品 位较 低的 I ． 矿块 的 北侧 的一个 矿房 。 ‘ 1 ． 1 采场结构参数 - 试验采场参数为； 长 7 0 m． 宽 1 2 m， 高4 9 5 m． 该采场采用脉外相结合的采准布置方式 ， 拉 底 水 平 设 在 3 6 7 r n， 沿 采 场 全 面 拉 开 ， 高 为 2 ． 5 mi 切 顶 水 平 设 在 4 1 2 m， 切 顶硐 室 宽 1 3 ． 2 m， 高 4 ． 5 m} 布置一条联络斜道与主探矿水平 4 0 5 m 连通 ， 供 自行式设备及人员进出 之用 ； 采场切顶硐 室 以上布置一条通往 主回风 4 5 5 水 平的 回风 、 充填天 井 。 1 ． 2 凿岩硐童 的支 护 凿岩硐 室顶板暴露 面积超 过 9 0 0 m ， 为 了采矿 时 的安 全 ， 对硐室 顶板采 用了光面爆破 ， 锚杆 、 锚索联 合支护及 金属 网挂 吊浮 石等 技术措施 。 维普资讯