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矿 山 技 术 向采矿方法要效益 中南工业大学教授 黄存 绍 我国有 色金属矿 山企 业以地下开采为主 ， 地下开采矿山企业要想提高经营效益，首要的 是应重视 采矿方法的研究，使之不断完善 ，获 得最佳的 经济效益。 因为在地下开采矿 山企业 的大 系统 中 地下开采采矿方法是核 心， 其他 八大 系统都 受其支配和制约。凡 是地下开 采矿 山企业经济 效益好的 ，都 是不断 地研究采矿方 法，使 主客观条件统一起来 ，发挥 最 好 的 效 果。例如凡 口铅锌矿和全国有 色金 属公 司都 是 长期不断地与高等院校和科研设计单位合作， 探讨适合矿 山采矿 地质 条件的、运用最新科技 成果 的新的采矿方法和 回采工艺流程， 因而矿 山企业的经营效果很好，为国家创 造 大 量 财 富。相反的例子 也不 少，有些矿 山墨守成规， 几十年一贯 制 使用一种 采矿方法和主要回采 工 艺流程， 采矿 地质 条件变了 采矿方法方案 和 回采工艺不 及时运 用新 的科技成 果 加 以 改 变 ，以致效 益不 好。 针对这一 情况，本文着重 讨论“ 向采矿方法 要效 益”的问题， 以引起 各 矿 山 企 业 领 导 重 视 。 研究一种 能适 应矿 山采矿地 质条件、装备 水平、职工素质和 管理 水平的采矿方法方案。 可以获得多方面 的经济效益 1 降低 采矿直接成本； 2 降低矿石损失和贫化，因而减少运 输和选矿加工费用，导致精矿成本降低，提高 企业的精矿生产能力} 3 减 少采切 比， 降低采准 费用} 4 加速 流动 资金周转 ，少 付 贷 款 利 息I 6 降低管理费用。 正确 研究、试 验适 合每个 矿山特点的 有效 的采矿方法方 案的效益 之大 ，应 给 以 足 够 重 视 。 一 个矿山企业的采矿工程师要为 自己矿 山 选择和研究一种 高效率、 高效益 的采矿 方法 、 方案和 回采工艺 流程，首先 是要 针对 自己矿体 的贮存条件 厚度、倾 角、矿 山稳 固性、 接触 特 征、品位分 布规律 和埋藏深度 与覆 盖岩层特 性，根据国 内外采矿 方法 的发 展趋 势，设计 出合理的采矿方法 方案，与 自己矿 山的装备 条 件、经济实力 管理 水平和工 』 、 素质相 适应。 只有知 己知彼， 方能出奇致胜。 因此，作为一 位采矿工程师应 了解采矿 方法 的发展趋 势。 根 据近年来国 内外 的采矿科 研动 向，我们 认为采 矿 方法的发展趋势是 1简化结构，不进入空 区工作，增进 工作 的安全性，降低采切 比，提 高采切效 率。 所 谓简 化结构是指 简化矿块底部 结 构 ， 将 拉 底、二 次破 碎和出矿 或运 输等 几 个 水 平 层 ，台并为一个水平层 ；采切巷 道尽 可能 使用 一 种 断面规格，最好为水平的矩形巷 道，不 用 倾 斜的和垂直的小断面 的巷 遭，便于机械化施 工 ，提 高采切效 率；一 条巷道 多次使用 ，有多 种用途。将漏斗底部结构改为平底或堑沟底部 结构，就 是很 好的例 证。 减少 回采 工艺流程，大 量崩矿，使辅助 作 业 时间的比重 减少，材 料消耗降 低。 例 如 将 VCR法 的球状药 包爆 破 改为深孔间 隔柱状 药 包微 差爆 破， 就是 一个 明显的例 证。 2 组合化。所谓组 合化，是 指在一个 矿块 内同时使用几种 采矿方法，发挥 各种采 矿 方法 的优点 ，削弱其 缺点。例 如无底柱分段崩 落法与有底 柱分段崩 落法 相结合I留矿 法与充 填法 或 支柱 法相 结合；留矿 法与空场法相 结 合；房柱法与壁 式崩 落法 相结合}壁式崩落 法与分段空场法相结合等等，不胜枚举。 3 连 续化。所 谊连 续化，在 目前 还不 能象萤 l 矿开采使用综采那样去理解。只能理解 为 采切、 凿岩， 崩矿、 出矿 、空 医处理等 主要 维普资讯 ● ● 1 9 9 0 ‘ 6 矿 山 技 术 回采工 艺过 程能同时在不同空间连 续或半 连续 地进行， 达到集约化开采 的目的。此种例子 以 阶段 自然崩落法最为明显，其次是盘区回采振 动出矿采 矿方法等。 4 参数优 化。是指矿块构成要 素和 回 采工艺参数的优化。此点在国内已有少数人进 行了 理论探讨。 5 不 留或少留矿柱，使 用临 时矿 柱和 人 工矿 柱。矿柱回采所用方法正 确与 否， 以及 回采是 否及 时，不仅对矿石损失 贫 化 影 响 极 大，而且对 地压 管理，以及避免大 的事故，都 有萤要 意义。 目前 及时构筑人工矿柱， 用以取 代矿石矿 柱， 获得 优异经济效益的不 乏例证。 及 时构筑人工矿柱，不仅使矿柱 中的矿石 损失接近 于零，而且对制止岩层移动，减 少井 巷维护费用也有重要作用。 6加固矿岩，改善采矿地质 条件。运 用 长锚索 和注浆技术，事先对矿 岩进行加 固， 改 善其 稳固性，使之能使用 高效率和 高效 益的 采矿方法。 加固技术的发展，使采矿工程 师在 选择采矿方法 上增加了 主动性。过去只 能用采 矿 方法去适 应采矿地质条件，现在可 以改 变采 矿地质 条件，采用高效率 高效益 的 采 矿 方 法。 T 运 用新工艺和新技术。振动 出矿 技 术、微差爆破 、控制爆破、高 浓 度 全 尾 沙充 填、自行式采矿设备、高强度塑料、高威力炸 药 和导 爆管的应 用。 8模拟试验 ，预测结果。 电子计 算机 在矿业 中的应用 ，不 仅用于生 产管理，而且开 始应 用于工艺 流程控 制和 模拟试验 研究。用模 拟试验 研究 结果，指导 工业试验 和生产，可 以 9 获得 理想的效果。 9 大块度 集中破 碎 大型采矿设备的 应用 ，开采深度 的增 加，废石 不出 地 面 的 应 用 ，使 之合格矿石 块度 的增加，放 矿巷道的阻 塞 几率 减少，崩矿成本降低， 能量得 到充分利 用 ，纯 作业 时间增加 等方面 ，都 有 明 显 的 效 益。 1 o 加强管理、 强化开采。运用现代 化 的科学管理的 理论 和手 段，对 回采工作的量 与 质 ． 工时利用、设备和 动力 的充 分利 用，进行 及时的分析与监控 ，发 现问题及时改进，矿 山 企 业就会形 成集约化开采，经济效 益 必 然 显 著 。 由以上论述，可以说明，一十地下开采矿 山的采矿方法能进行完善 改革是多方面的，其 经济效 益潜力也很大。如 果一个 矿 山设计和采 用了符 合上列十个发展趋 势的采矿方法，而且 为广大 工人所 掌握 ，那 就会获得下列几方面 的 经 济效益。 1 降低 采矿直接 成本 改变 采矿 方法 方案和工 艺可以使采矿直接 成 本降低 指崩矿 和 出矿 两方面 的成本，如 凡 口铅 锌矿、大 吉山 钨矿、石 人嶂钨矿和 易门 铜矿，详见表 1。 应 当指出 的是，表 1所 列四个 矿 山改革采 矿方法 的经 济效益的 计算 是不 全面 的，都 没有 考虑采 准切 割费用的节约 和降 低损 失贫化而产 生 的经 济效益 。 2 降低矿石 损失和 贫化，使产品总成本 降低 改进采矿方法 能降低矿石损 失和 贫化率是 多方面 的。 有的 由于控 制了采幅降低了一次贫 魂簟采矿方接蠢降低 采矿I接成本 寰 1 采矿成本降低值 矿 山 名 称 原采矿方法 新的采 矿方怯 降低成本原因 元／ t 凡 口 铅 锌 矿 霞 罨 墓 双 阶 段 振 动 出 矿 V C R 法 2 ．5 节 省 柴 油 ． 轮 船 和 机 修 大吉山钨矿 装载机由矿阶段矿房 圭 振动出矿机出矿阶段希 房法 1 4 节省动 力．提高出矿能力 石嶂钨矿 末诵斗重力放矿 卣矿任 轻型振动机出矿留矿法 0 ． 5 节省坑术和炸药． 提高出矿能j 易 门 铜 矿 电耙出矿有底柱分段崩落法 撮动出矿腧段崩落法 2 ． 如 节省电力． 钢绳． 提高出矿能力 维普资讯 1 0 矿 山 技 术 化；有的 因减少片帮，降低二 次贫 化{ 有的 因 合理放矿．减少废石 渗入 ， 的 因少 留或不 留 矿柱 ．而降低损失贫 化 {有的 困改进底部 结构 和放矿工艺，减少 残积矿石 的损 失；有的因改 善矿柱回采条件或 矿柱 回采 方法，减 少矿 柱回 采的损失贫化。也就是 说，每个 矿 山的矿石损 失贫化原 因不 同，要降低 损失贫 化应采 取不 同 的对策。下面列举的是两个改革采矿方法降低 损失贫 化实例。 其一 、广东石人 嶂 钨 矿 ． 矿 脉 厚 度 为 0 ． 5 9 m．倾角为 5 g 。 。 如果 用传统的 留矿 法 开 采，采幅为 1 ． 2 m 以 上，贫 化 率为5 8 以 上， 改用胶结底板分采充填 法回采．贫 化 率 降 为 4 6 8 。 其二，易 门铜矿 的凤 山分 矿在 使用育底柱 分段崩落法 中． 改用 振动出矿 阶段 强 制 崩 落 法，其技术经济指标如表 2所 示。 两种崩瘩法的技术经济指标 亵 2 ⋯⋯ l I强 制 崩 藩 往 』 柱 分 段 削 蓓 法 出矿生产能力[ t ， 台 d j I 3 9 9 采切比 m／ k t l 1 9 ． T 0 损失率 J 6 5 4 贫 化率 I 1 2 ． 柏 万吨生产周期 ‘ 月 l 1 ． 8 3 坑术消耗 ‘ m ’ ／ 万t l 1 5 8 0 钢绳消耗 ‘ k E ／ 万t l 0 出矿电耗 k wh ／ 万t 1 l ∞ 炸药清耗 k g ／ t l 0 ． 3 7 8 原矿成本 元， t J 1 3 ． 0 6 6 1 1 6 1 5 6 2 8 3 6 2 9 4 B 6 ． 0l 3 8 40 5 0 7 98 8 0 4 1 1 9 1 6 ． 42 改革采矿方法和 回采工 艺降低 矿石贫 化率 的幅度， 因条件而 异．有的可 以 由 8 0 降 到 4 0 ，减少一半 如钨矿脉的开采。有的可 以由2 0 3 0 降到i 0 1 5 ， 也能减少一 半 以 上 如崩 落法。 在工业品位 不 变 的 条 件 下，原矿石 出窿矿石或入选矿石 的品位0 随 之有很大 的变化。例 如 口 一a 1 ～p 当贫化率 p 一8 0 时 a l a 1 ～0 ． 8 0 ． 2 a 当贫化率 p 4 口 时 a ． a 1 0 ． 4 一0 ． 6 d 两者的 出窿矿石 品位相差 两倍。 在精矿品位和 选矿 回收 率不 变 的条件下 ．生 产 1 t 精矿所需 原 矿矿石量和选矿费用 之比为 5 1 6 6 ．即生产 1 t 精矿 的选矿费 用可 以降低6 T 。 如果选矿费用在精 矿总成本 中占的比重为 3 0 ，那 么由于改 革采 矿方 法．使 贫 化 率 降 低 ，而获得的经济 效益 ，可 以使总 成 本 降 低 2 0 笳左右， 这是 很大 的效益。 最近 ，我们在广 东石人蟑钨矿用 胶结底板分采充 填法取 代普 通 留矿法 式验成功 ，并通过 了鉴定。如果 考虑井 下和地面的运 输费用， 尾矿带 走的金属损失 ， 排放尾矿 和废 石的费用， 以及选 厂规模不 变． 因原矿品位提高可以多产精矿的效益，则降低 贫化率所产生 的经 济效益 更大 改革采矿方 法，降低矿石 损失 率，可 以使 矿产资 源得到充分利 用，延长矿 山企业存在 年 限 可 以降低产 品摊 分的采准切割费用 和开 拓 费用，一般情况下，在矿 山产品总成本 中，采 准划割和开拓 费用 占的 比重为2 0 左 右， 当采 矿方法和 回采工艺进行 改进 ，矿石 损 失 率 由 2 0 变为 1 0 时 这是很 常见 的 指标 ， 那么 固损失 率降低，可 以使总 成本降低 的幅 度为 8 o ％ 曲 2 0 1 8 即总成本可以降低 2 ，如考虑折 旧 费 的 减 少，则降低矿石损 失率为企业 刨造 效 益 将 更 大 ，多回收矿产 资源的社会效益 ， 比此值 将更 大 。 3 减 少采切 比， 降低采 准费用 改革采矿方法， 简化底部 结构，增 加阶段 高度和采区长度，必 然减 少采 切比，采切 比减 少，吨矿摊分的采准费用必然降低}形成拉底 层和补偿 空间． 由浅 眼崩矿 改用中 深 孔 和 深 孔 ，其吨矿成本必 然会接近 回采 的崩矿成本， 这 是第 二方面的经济效益。 采切巷道 的布置和采切工艺的改进， 是研 究采矿方 法的内容之一．采切巷遭 布置和所 用 采切工艺不 台理，会产生下列不 良的结果，影 响采矿方法的经济效益。 ● ● 维普资讯 ● ● 矿 山 技 术 ①放 矿困难， 残留矿石 多，采下矿石 损 失大 ； ②放矿效率低， 回采周期长，采 矿强度 低，井下工作线长，通风、运 输和管理 困难 { ③底部巷遭难于维护，维修费用大 ； ④放矿作业劳动条件差，安 全事 故多， ④给矿柱 回采带来 困难，矿 柱回采的矿 石 损失大 。 出现 了上述不 良效果，必然导 致 二 次 破 碎、 通风 和放矿等项 目的费用增加，矿石损失 贫化也随之增加，采矿方法的经济效果 自然会 不好 。 4 加速 流动 资金周转，少付 贷款利 息 实行 改革以来，矿 山企业的资金 由拨款 改 为贷款，向银行贷款必然要付利息，流动资金 周转一次 的时间愈 长，要付的利 息 也 随 之 增 加。如果 采用积压 资金的采矿方法，需要 流动 资金多， 周转慢，所付 利息更多。 流动 资金周 转速度与采矿方法有关，一个矿块 自采准切割 开始 就投入资 金，要到 矿柱回采结束 将矿石 全部放出，才能回收投入的资金， 自采准开 始， 到全部矿石放 出为止，经历时 间是相 当长 的， 它随采矿方法 和矿 山地质条件与管理水 平 而异，有的长达四五年，短的也要 半 年 或 一 年， 其差别是很大 的，应考 虑其经济效益，但 是要 用一统一的公 式衡 量这方面的效益 尚有 困 难， 有待今后研究，不过应 引起矿 山企业管理 人 员和工程技术 人员重视此方面的效益 问题。 5 降低管理费 用 贫 化率降低后， 入选 矿石 品位随之提 高， 这样 ，在矿 山企业的采选 规模不 变的情况下， 精矿的 产量增加， 因而精 矿产品摊分的管理费 用 必然 降低。 如果 一个 处理原矿能力为 8 0 0 t的 铜选矿 厂，选矿 回收率为g 5 ， 铜矿石 工业品位 d为 l ，铜 精矿品位为3 6 ， 当贫华 率 由2 5 降 为 l 0 时，其精矿的 日产 量分 别为 和 业l 1 - B 8 1 I n R ⋯⋯‘ u⋯ 0 10 l ．。 6 0 0 _9 6 l 4 ．25 6t 』2 一 n B ～⋯ 矿 山企业 的铜精矿 日产量增加 2 ． 3 7 8 t ， 产值 增 加 1 0 2 6 4 3 2 元，计算管理费用的 降低，年经济 效益对于 一个 年采矿量为2 0 万 t 左 右的矿 山将 是 三 四 百 万 元 。 上述五方面 的经济效益分析表 明，对于 地 下开采矿 山，重视 采矿方法和 回采 工 艺 的 改 革、研究 与试验 ，是获得好的经营 效 果 的 关 键，中国 有色金属 工业 总公司重视采矿方法 的 研究，狠 抓矿石损 失贫化指标的降低 是很正 确的，同 时也说 明中央再 三强调科学技术是生 产力 ，要依赖 科学 技术进 步提高矿 山企业的经 营效益的正确 性。 对 梅 山 铁 矿 二 期 扩 建 的 论 证 上海梅山冶金公司铁矿矿长 何兴 凯 1 9 8 5 年 ，国家计 委在 “ 七五”基本建设重 点项 目前期工作计划安排中，巳将梅山铁矿二 期扩建 列入计划 。至今．巳完成的二期扩建前 期工作 有 1 地质 勘探 报告。1 g 8 4 年1 2 月全 国矿产 储量委员 会批 准；2 环境影响报告。 1 9 9 0 年 3月． 国家环 境保护局批 准； 3 混合． 矿选矿试验报告。1 9 8 9 年冶金部组织两次审查 会， 同意推荐的选矿 流程， 补做 深 选 试 验 ； 4 浮选 铁精 矿深选试 验。 巳完成 试 验 室 试 验，工业性试验结束，今年 6 月 提 出 报 告； 5 可行 性研究。 1 9 8 8 年 1 2 月完 成，尚需根据 深选试验 结果修正数据 。 计划 今年 8月提交 修正 后的可行 性研 究。 二期扩建前期工作基本完成．巳具备研讨、立 维普资讯