铜矿峪矿二期开采技术问题探讨.pdf

第 3卷 第 3期 Vo 1 ． 3 No ． 3 采矿技术 Mi n i n g T e c h n o l o g y 2 0 0 3年 9月 S e p ． 2 0 0 3 铜矿峪矿二期开采技术 问题探讨 郑晋峰 ， 张杰 中条山有色金属公司设计研究院， 山西 垣曲县0 4 3 7 0 0 摘要 铜矿峪矿是 目前国内地下开采的最大铜矿山， 其下部的二期开采迫在眉睫。对该 矿二期开采的生产规模、 开拓方案及采矿方法的合理确定进行了有益的探讨， 可为该矿的 二期开采设计提供参考。 关键词 生产规模 ； 开拓方案 ； 采矿方法 ； 方案 比较 铜矿峪矿 于 1 9 5 8年开 始建设 ， 因各 种 因素影 响 ， 曾两次停缓建达 l O年之久 ， 1 9 7 4年矿 山简易投 产 ， 生产能力一直排徊在 6 o一8 O万 t ／ a 。 为改变矿山被动局面， 1 9 8 5年由美国引进 自然 崩落采矿技术 ， 一期设计规模为 4 0 0万 t ／ a ， 设计开 采范围为 6 9 0 m标高以上的矿体。经过 3年基建， 于 1 9 8 9年投产 ， 目前产量稳定在 4 0 0万 t ／ a ， 实现 了 规模效益。 、 但是矿山生产是 随时 间空 间变化 的。8 1 0 m 中 段于2 0 0 2年开采结束， 6 9 0 m中段于 2 0 0 0年投产， 预计 2 0 1 0年开采结束。因此， 铜矿峪矿二期开采的 问题就迫在眉睫， 稍有疏忽， 就会影响矿山生产的中 长远衔接 。 1 开采技术条件 铜矿峪矿床系一大型斑岩型铜矿床 。矿 体大多 分布于变石英晶屑凝灰岩和变石英斑岩中， 围岩为 绢云母石英片岩、 绢云母石英岩、 绿泥石石英片岩 等。围岩和矿体均属稳固或中等稳固。该矿床有主 要矿体七条， 其中以 4 矿体和5 矿体最大， 其矿石 储量 占矿 区已探 明储量 的 9 0 ％ 以上 。两矿 体的形 状均为透镜状， 呈与围岩基本状平行产出。矿体倾 向西北， 倾角4 0 。 ～ 5 8 。 。4 矿体位于5 矿体上盘 ， 两 矿体在空间上平行展布， 间距为 l 1 0 1 3 0 m 。矿体 走向长度 9 0 O m左右， 最大水平厚度 2 4 0 m， 矿体储 量 2 ． 5亿 t ， 铜 的平均品位 0 ． 6 ％ ， 伴 生有钴 、 金 、 银 等金属元素， 但品位很低。 2 采用先进的采矿方法 对地下矿山而言， 矿块崩落法是生产成本较低 的采矿方法 。从铜矿峪矿上部 中段使用的采矿方法 来看 ， 应用有底柱采矿法的成本为 5 4 ． 1 3 t ， 应用 矿块崩落法 的成本 为 2 8 ． 1 7 t 。由此 可见 ， 矿块 崩落法具有成本低 、 效益好 的特点。而且 ， 铜矿峪矿 床的赋存条件及岩石力学特性， 也适合于矿块崩落 法。采用这种方法可为达产达标奠定 良好在基础 。 出矿设备是采矿的关键设备， 根据矿体及生产 条件 ， 可采用的出矿的设备有电耙与铲运机。 电耙 出矿 比铲运机 出矿效 率低 ， 而且需要准备 的生产面积大 比铲运机多 3 5 0 0 0 m ， 且前期 生产 准备工程量大 ， 准备的采场多 ， 投人相应增大 。电耙 受块度影响 大， 而铲运 机 出矿 允许 的块 度大 、 卡斗 少 ， 放矿控制较容易 ， 出矿能力大 ， 设备 台数少 ， 机动 灵活 ， 有利于生产组织 。 根据国内同类矿山的资料， 电耙出矿作业成本 为 8 ． 2 4 Y r ／t ， 铲运机 出矿作业 成本为 5 ． 1 9 t ， 电 耙出矿成本比铲运机出矿高 3 ． 0 5T V_J t ， 应该说采用 铲运机出矿对降低采矿成本是有效的。在铜矿峪深 部开采时， 采用电动铲运机与柴油铲运机相结合的 出矿方式是 比较好 的。柴油铲运 机 比较灵活 ， 可 以 拖拉电动铲运机及处理大块 。采用电动铲运机对井 下污染小 ， 需要通风量小 ， 从而很好发挥其效能。 3 选择适宜的开拓方案 根据 6 9 0 m水平以下 4 和 5 矿体的赋存条件 以及矿山生产现状， 按6 0 0万 t ／ a的生产规模及铲 运机出矿的自然崩落法 ， 选择了 3个开拓方案进行 比较 。 方案 I 竖井开拓， 即从 6 9 0 m水平下掘 3条新 盲竖井 ， 分别作为主井 ， 副井和废石提升井 。 方案 Ⅱ 胶带斜井和竖井联合开拓 ， 即从地表掘 进胶带斜井， 矿石通过胶带提升到地表 ， 再经地表皮 维普资讯 1 0 采矿技术 2 0 0 3年 9月 带运到选厂。副井和废石井与方案 I 相同。 方案 Ⅲ 胶带斜井 、 辅助斜坡道和混合井联合开 拓 ， 平行胶带斜井从地表掘进一斜坡道 ， 用于无轨设 备、 人员、 材料和设备大件运输 。混合井是箕斗和罐 笼互为配重。既提升废石 ， 也提升人员 和材料等。 经测算 ， 方案 I、 方案 Ⅱ、 方案 Ⅲ的工程 量分别 为3 2 6 1 4 0， 3 1 7 4 1 8， 3 4 8 6 0 9 m 。各方案的可比投资 包括井巷工程费用、 提升运输系统的投资及经营费 用。可 比经营费用包括 矿石从坑 内破碎站 提升运 输到选厂的费用 ； 废石 提升到 6 9 0 m水平 的提 升费 用 ； 人员 、 材料 、 设备进出坑的费用 。 各开拓方案的投 资及经营费用 比较分别见表 1 和表 2 。 表 1 各 开拓方案 的可 比投资 万元 士 安 竖井提 斜井胶带 电机车坑 内卡 车 地 表胶带厶 升费用运 营费运输 费 运输费 运输费 I 8 5 1 ． 1 3 7 2 ． 1 1 5 ． 0 1 2 3 8 ． 4 I I 1 8 1 ． 4 7 7 0 ． 8 1 5 ． 0 1 2 0 ． 2 1 0 8 7 ． 4 1 1 1 1 0 0． 5 7 7 0 ． 8 7 1 ． 0 1 2 0． 2 1 0 6 2 ． 4 由表 1 、 表 2可以看出， 方案Ⅲ投资最高， 但其 经营费用最低 ， 且方案 Ⅲ的设备大件从斜坡道 往下 运送对生产影 响小。而方案 I和方案 Ⅱ设 备 均从 6 9 0 m 平硐往下运送 ， 对生产影响很大， 初步测算方 案 I要 影 响 6个 月 ， 方 案 Ⅱ要影 响 3个 月。根 据 2 0 0 0年生产 4 1 0万 t ， 利润总额 4 7 2 0万元 ， 工资 3 4 6 5万元计算 ， 方案 I 和方 案 Ⅱ影响生产的损失分 别为 4 0 9 3万元和 2 0 4 6万元 。3个开拓方案的综合 分析 比较如下 1 方案 I 的最 大缺陷是坑 内大件进出十分不 便， 在建设期间影响生产6个月， 停产损失基本上抵 消了节省的投资； 加之运营费用 比方案 Ⅲ高 1 7 5 ． 9 万元／ a 。因此， 从投资效果来讲， 方案 I 没有其它两 个方案有利。 2 方案 Ⅱ和方案 Ⅲ相比， 井巷掘进工程量减 少了3 ． 1万 m ， 节省投资 2 5 9 1 万元。但有方案 I 相同的不利因素， 即建设期影响现有生产， 投产后大 型设备行动不便。考虑建设期停产损失后， 方案 Ⅲ 仅比方案 Ⅱ多投资 5 4 5万元其相对差别不大， 而且 方案 Ⅲ采用胶带斜井 和辅助斜坡 道开拓 ， 十分适合 采用大型无轨设备， 生产安全可靠 ， 为矿山正常生产 提供 了保 障。 综合上述 ， 采用方案 Ⅲ更合理些 。 4 合理 生产规模 的确定 铜矿峪二期开采生产规模合理与否， 不仅影响 建设工程的投资， 而且关系到矿山的经济效益及长 远发展。 ． 矿山规模的确定取决于技术经济指标的最佳组 合。根据矿体赋存条件 ， 对铜矿峪二期开拓方式采 用胶带斜井、 竖井、 辅助斜坡道联合开拓， 自然崩落 法采矿， 铲运机出矿， 生产规模则初选了4 0 0 方案 I 、 5 0 0 方案 Ⅱ 、 6 0 0万 t ／ a 方案Ⅲ 3 个方案， 并 对这 3种方案进行采选技术条件 、 建设投资、 生产费 用等的 比较 。 1 采矿技术条件。3种方案采矿技术条件的 比较见表 3 。 表 3 不同方案采矿技术条件比较 方 案 嚣 嚣-I- 530 A采 t矿k 蓥 月 罘 设 备 台 开 拓 程 中 段 总 计 人 0飘 I 3 7 2 3 6 1 0 0 8 8 0 0 0 3 2 4 1 0 0 1 0 5 3 l 1 ． 5 Ⅱ41 2 3 61 0 0 1 1 2 5 0 0 3 48 6 O O l l 2 7 l 3． 4 从表 3看出， 方案1 1I 比方案 I 增加采掘设备 l 0 台， 增加工程量 2 4 5 0 0 m ， 采矿全员劳动效率增加 3 ． 8 t ／ 人 ． d 。 2 选矿技术条件。3种方案选矿技术条件的 比较见表 4 。从表 4看 出， 矿石处理规模 由 4 0 0 万 t ／ a 提高到6 0 0万 t ／ a 后， 需新增选矿设备 5 0台， 年产精矿含铜量增加 9 7 0 8 t ， 含金量 增加 6 8 k g ， 含 硫量增加 1 1 1 5 2 t ， 全员劳动效率增加 9 ． 3 t ／ ， 人 d 。 表4 选矿主要技术条件比较 维普资讯 第3卷第3期 郑晋峰， 等 铜矿峪矿二期开采技术问题探讨 3 建设投资 比较见表 5 。方案 I的建设投 资 为 4 0 1 3 4万元 ， 单位投 资 为 1 0 0 t ． a 。尽 管不 用 增加任何选厂工程投资， 但其单位投资是较高的。 方案 Ⅱ的建设投资为 5 0 5 0 5万元， 单位投资为 1 0 1 t ． a 。本方案需要 在原有选 厂的基础上扩 产 1 0 0万 t ／ a 。改造 的主要 任务是 对原 有 的中细碎设 备进行更换， 以提高设备效率、 降低能耗。该方案的 单位投资最高。 方案Ⅲ的建设投资为 5 4 0 0 6万元， 单位投资为 9 0 t ． a 。虽然 比方案 I增加投 资额 1 3 8 7 2万元 ， 但增加生产规模 2 0 0万 t ／ a 。增加部分的单位投资 仅 6 9 t ． a ， 其投资效果是显 著的。但增 加生 产规 模 2 0 0万 t ／ a 。 表 5 建设投资比较 万元 4 生产成本及 费用 比较。矿山生产能力 的大 小， 直接影响产品成本的高低。进入深部开采， 成本 相应增高， 若能力还稳定在原来水平， 那么矿山效益 将下降 。各方案的生产成本及费用 比较见表 6 。 由 表6可以看出， 方案 Ⅱ和方案 Ⅲ的生产成本分别是 5 7 ． 0 t 和5 4 ． 1 5 t ， 与方案 I 相比， 每年分别降 低生产成本 1 6 0 8万元和 3 3 1 8 万元。这充分说明扩 大生产规模是必要 的 ， 是有利可图的。 表 6 生产成本 及费 用比较 方案 采矿直接费用 采矿制造费用 采矿制造成本 选矿直接费用 选矿制造费用 选矿制造成本 管理费用 I 1 1 ． 4 5 2 0 ． 6 9 3 2 ． 1 5 1 8 ． 2 1 2 ． 5 3 2 0 ． 7 4 5 ． 4 4 Ⅱ 1 O ． 9 3 1 9． 1 5 3 0 ． 08 1 7． 3 6 3 ． 68 21 ． 0 4 4． 5 7 Ⅲ l O ． 4 l 1 8 ． 2 9 28 ． 71 1 6． 8 0 3 ． 4 8 2 0． 2 8 3． 9 7 务费用 镑售费用 总成衣费用 。 。 。 _ 。 。 _ - ● _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ● _ - _ _ ● 。 _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ 。 ● - 。 。 一 1 ． 2 4 0． 1 1 5 68 1 ． 1 9 0． 1 1 5 7 ． 00 1 ． O 8 O． 1 1 5 4． 1 5 5 技术经济指标 比较 。3种方案 的技术经 济 指标见表 7 。由表 7可 以看 出， 方案 I维持 现有生 产规模 ， 选矿不用扩建 ， 其建 设投资最少 ， 但单位生 产成本最高， 按该方案投产后几乎年年亏损， 累计亏 损额 1 6 6 6 9万元 ， 矿山无效益可言。 方案Ⅲ通过扩大生产规模， 比方案 I 降低单位 表 7 主要技术经济比较表 项 目 筹 ci ， I 4 0 O 3 7 5 0 3 7 5 2 4 0 1 3 ． 0 4 4 9 ． 6 2 3 7 5 1 ． 6 2 4 1 ． 0 4 2 9 ． 2 7 4 ． 4 5 0 3 ． 6 6 ． 6 9 0 2 2 1 3 ． 2 1 1 ． 1 I I 5 0 0 3 1 6 2 04 7 2 9 9 6 4 ． 5 5 6 5 ． 6 2 8 4 9 9 ． 1 2 4 1 ． 0 6 5 8 ． 8 3 0 7 ． 3 3 5 1 ． 5 9 ． 5 一l 6 7 5 1 1 ． 7 9 ． 5 i li 6 0 O 2 6 6 6 5 4 8 3 6 01 6． 5 6 8 6 ． 6 3 2 5 3 7． 4 24 1 ． 0 25 5 1 ． 5 8 5 9 ． 6 1 6 91 ． 9 l 1 ． 2 4 7 93 1 1 ． 4 8 ． 5 矿石生产成本 5 ． 5 3T r Jt ， 从 而年节省 3 3 1 8万元 ， 使 矿 山进入深部 开采可扭亏为盈 。方案 Ⅲ增加矿石生 产规模 2 0 0万 t ／ a ， 精矿含铜近万吨， 增加生产规模 的单位矿石和铜含量的投资分别为 6 9 t ． a和 1 4 4 0 8 r r _ ／ t ． a ， 大大低 于 目前 新建 铜 矿 山的投 资水 平， 充分体现了“ 规模效益” 。 方案Ⅲ的投资收益达到了 1 1 ． 2 ％， 贷款偿还期 为 8 ． 5年 ， 优于其它两个方案 ， 而且高于行业财务评 价指标 ， 因此铜矿峪二期工程规模确定为 6 0 0万 t ／ a 是合理的。 5 结束 语 铜矿 峪二期开采 与上部 有所 不同 ， 其生产条件 将发生一定变化， 既要抓好生产规模、 开拓方案、 采 矿方法、 岩石力学的研究工作， 又要积极探索新的办 矿模式， 做到人员少、 效益高、 成本低， 盘活固定资 产 ， 使老矿 山焕发新 的活力 。 收稿 日期 2 0 0 3 0 52 8 维普资讯