鑫汇金矿深部倾斜中厚复杂矿体采矿方法探讨.pdf

I S S N 1 6 7 12 9 0 0 CN 431 3 4 7／TD 采矿技术第 6卷第 3期 Mi n i n g Te c h n o l o g y，Vo 1 ． 6， No ． 3 2 0 0 6年 9月 S e p ． 2 0 0 6 鑫 汇 金 矿 深 部 倾 斜 中 厚 复 杂 矿 体 采 矿 方 法 探 讨 靳社英 山东黄金集团青岛黄金有限公 司鑫汇金矿 ， 山东 平度市2 6 6 7 1 5 摘要 鑫汇金矿深部缓倾斜至倾斜中厚矿体复杂 多变， 根据深部矿体的赋存条件 ， 采用 综合技术经济分析法， 对可用的几种采矿方案进行比较分析认为 ， 分层充填连续采矿法能 较好地适应矿体的变化 ， 提高采场生产能力及采矿的安全性、 降低采矿贫化损失及采矿成 本。为此， 推荐该类矿体采用盘 区机械化上 向分层充填连续采矿法来回采。 关键词 倾斜 中厚复杂矿体 ； 采矿方案选择 ； 分层 充填连续采矿 法 鑫汇金矿高品位缓倾斜至倾斜中厚矿体的形状 复杂， 矿岩界线不清楚 ， 开采难度很大。近几年 ， 通 过采矿科研攻关和试验研究 ， 成功 的应用 了两步骤 空场 回采嗣后充填法开采。该法采用两步骤 回采 ， 采后分别用尾砂和胶结尾砂充填， 有效的降低了贫 化损失 ， 大幅度的提高了采矿生产能力。 由于矿体产状复杂多变 ， 原有采矿方法 已难于 适应矿体赋存条件变化的需要， 主要表现在 因采场 生产能力小， 井下生产为满足选厂供矿的需要， 必须 在7 个中段同时布置采场生产， 同时回采的采场个 数达到 1 5～ 2 0 个， 致使管理难度加大。现有采矿方 法采用电耙在采场 内顺坡耙 矿的出矿工艺 ， 而深部 矿体有明显变陡的趋势， 大部分矿体倾角达到 4 0 。 以上， 已接近或超过矿石 自然安息角 ， 电耙在如此陡 的坡面上耙矿 ， 部分矿石特别是大块矿石会产生顺 坡滚落， 危及出矿人员的安全。深部矿体不但品位 下降， 且品位分布不均匀， 矿体中常有规模不等的夹 石出现， 实行矿体与夹石混采将造成较大的采矿贫 化， 降低出矿品位， 影响矿山效益。采用多步骤回采 时， 胶结与非胶结充填各占一半， 空区充填费用高。 现有采矿方法的采切 比高达 2 2～3 0 m ／ k t ， 采准掘进 工程量大， 采场准备时间长。 针对该类倾角较 大 3 5 。～ 4 5 。 、 矿化边界不稳 定、 矿化不均匀 矿体中夹石常现 的矿体， 采用技 术经济分析的方法， 对可用的几种采矿方案进行 比 较分析 1 开采技术条件 鑫汇金矿床由近南北向的破碎蚀变带控制 ， 矿 体呈层状和似层状产出， 矿体的顶底板围岩大都为 黑云变粒岩 、 斜长角闪片麻 岩、 基性脉岩 、 绢云母碎 裂岩、 绢云母化硅化碎裂岩等， 矿岩硬度系数／ 8～ 1 0 。矿岩整体性较好 ， 裂隙不发育， 除局部构造破碎 发育、 岩体稳固性较差外， 一般矿体和围岩均稳固。 矿石和 围岩体重为 2 ． 8 t ／ m ， 矿岩松散 系数1 ． 5； 矿 岩无氧化结块现象。矿体沿走向连续性较好， 走向 长度约 3 0 0 ～ 4 0 0 m 。矿体与岩层倾向一致， 但矿体 与上下盘围岩接触不规则 ， 矿体形态变化较大， 特别 是矿床深部， 矿体矿化边界极不稳定， 局部膨大缩 小、 尖灭再现现象屡见不鲜。矿体倾角在深部较浅 部为陡， 深部矿体一般倾角约 3 5 。 ～ 4 5 。 ； 深部矿体 厚度较浅部有变薄的趋向， 厚度一般为 5～ 8 m， 且 厚度变化大； 矿体品位分布极不均匀， 浅部矿体品位 高达 3 0～ 5 0 g ／ t ， 平均可达 6 ～ 8 g ／ t ， 而深部矿体平 均品位仅为 4～6 g ／ t ， 矿体与 围岩分界不明显 ， 矿化 不均匀， 时有夹石出现。地表为农田， 不允许陷落。 2 采矿方案选择 2 ． 1 方案初选 根据鑫汇金矿深部矿体赋存条件， 显然崩落采 矿法是不适用的， 考虑深部矿体采矿方法只限在空 场采矿法和充填采矿法 中选用。初步拟定出可供选 择的采矿方法主要有 4个方案 盘 区机械化上向分 层充填连续采矿法； 电耙 出矿上 向水平分层充填 连 续采矿法； 电耙出矿爆力运搬采矿法 ； 电耙 出矿分段 空场嗣后充填采矿法。各采矿方案的主要技术经济 指标见表 1 。 从表 1可 以看出 ， 电耙 出矿分段空场充填采矿 法的采准工程量大， 采场准备时间长， 综合生产能力 低， 这与鑫汇金矿要求强采强出， 以满足选冶生产规 维普资讯 靳社英 鑫汇金矿深部倾斜中厚复杂矿体采矿方法探讨 2 2 7 模要求的目标不符。因此， 该方案被淘汰。 表 1 各采矿方案主要技术经济指标 生产 采矿 采切 损失 贫化 采矿 采矿方法 能力 工效 比 率 率 成本 t ／ d t m ／ k t ％ ％ 元／ t 墼 粤 坌 曼1 5 0 ～ 1 8 0 9 ． 7 1 充 填 连 续 采 矿 法 ⋯ ， 生 6 0 ～ 8 0 5 ． 6 6 分 层 充 填 采 矿 法 ’ 8 0 1 0 0 s． s 4 81 2 1 0 1 5 3 9． 1 2 s 0 -1 0 0 s． 2 2 ． 8 8 1 0 1 5 1 0 1 5 3 2 ． 9 5 2 ． 2 方案比较 采矿方案综合技术经济指标比较分析， 是在采 矿方法方案选择时常用的方法 ， 它具有直观易懂 的 特点。为此， 在方案的经济比较中， 采用矿山现阶段 各作业工序和有关技术经济指标为计算依据， 以长 为5 0 in ， 高为5 0 in ， 水平厚为 1 0 in的同一个矿块矿 量为基准， 考察各方案的最终经济效果。各采矿方 法方案经济指标对比见表 2 。 表2 各采矿方法方案综合经济指标比较 机械化上 向 电耙 出矿上 电耙 出矿 指标名称 分层充填连 向分层充填 爆力运搬 续采矿法 连续采矿法 采矿法 矿块 尺寸 m 5 0 5 01 0 地质 品位 g ／ t 3 ． 5 矿块矿石储量 t 6 7 5 0 0 矿块黄金储量 k g 2 3 6 ． 2 5 采矿 损失率 ％ 4 采矿 贫化率 ％ 4 采 出矿石量 t 6 7 5 0 0 采出矿石品位 g ／ t 3 ． 3 6 采出矿石含金量 k g 2 2 6 ． 8 0 0 采矿直接成本 元／ t 2 5 ． 0 4 采矿直接费用 万元 1 6 9 ． 0 2 矿山管理成本 元／ t 8 5 单位矿石综合成本 元／ t 1 1 0 ． 0 4 选冶回收率 ％0 ． 9 3 1 选冶成本 元／ t 5 3 ． 9 4 回收黄金量 k g 2 1 1 ． 1 5 金售 价 元／ g 1 1 0 销售总 收入 万元 2 3 2 2 ． 6 5 总成本 万元 1 1 0 6 ． 8 7 总利润 万元 1 2 1 5 ． 7 8 单位矿石利润 元／ t 1 8 0 ． 1 2 5 05 0 1 0 5 0 5 0 1 0 3 ． 5 3 ． 5 6 7 5 0 0 6 7 5 0 0 2 3 6 ． 2 5 2 3 6． 2 5 4 1 0 6 ． 5 1 2． 5 6 9 3 0 5 6 9 4 28 3 ． 2 7 3 ． 0 6 2 2 6． 8 o o 2 1 2 ． 4 5 0 2 3 ． 2 9 3 9． 1 2 1 6 1 ． 41 1 2 7 1 ． 6 0 2 8 5 85 1 0 8 ． 2 9 1 2 4． 1 2 0 ． 9 3 1 0． 93 1 5 3 ． 9 4 5 3 ． 9 4 2 1 1 ． 1 5 1 9 7． 7 9 1 1 0 1 1 O 2 3 2 2 ． 6 5 2 1 7 5 ． 6 9 1 1 2 4． 3 4 1 2 3 6． 2 3 1 1 98 ． 31 9 2 3 ． 4 6 1 7 7． 5 3 1 3 6． 8 1 根据表 2比较， 各方案按效益排序为 盘区机械 化上向分层充填连续采矿法； 电耙出矿上向水平分 层充填连续采矿法； 电耙出矿爆力运搬采矿法。 2 ． 3 评价与分析 1 电耙出矿爆力运搬采矿法 。该法结合房柱 法与分段采矿法的变形方案， 主要用于解决 3 0 。 ～ 5 0 。 倾斜矿体放矿困难的问题。其主要优点 采准布 置简单， 矿石回采率高， 人员不在大 的暴露面下作 业 ， 安全性有所改善 ， 充填工艺简单。其缺 点 上 山 中深孑 L 凿岩难度大， 回采单元规模小 ， 生产能力低， 胶结充填量大， 采矿费用高， 一、 二步骤问隔时间长； 对矿体的适应能力差， 无法剔出矿体中夹石， 贫化率 大。不宜选用。 2 电耙出矿上向水平分层充填连续采矿法。 该法主要优点 采准工程量小； 能较好的适应矿体， 可剔出部分夹石， 回采率高 ， 损失少； 除第一层采用 胶结充填外， 均用全尾砂充填， 空区处理费用低； 采 用电耙出矿， 人员不用长时问在大的暴露面下作业， 安全性好。其缺点 采场生产能力小， 管理复杂， 贫 化控制难度大。也不宜选用 。 3 盘区机械化上向分层充填连续采矿法。该 法主要优点 采用铲运机出矿， 采场生产能力大； 采 准工程量小 ； 不 留间柱及顶 、 底柱 ， 损失少 ， 资源 回收 率高； 大部分采用全尾充填 ， 采矿费用低； 对矿体变 化适应能力强， 夹石剔除方便 ， 贫化率小； 采用长锚 索支护， 安全性好。其缺点 管理比较复杂， 有待于 提高管理水平。本方案符合采矿方法选择的安全、 高效、 低贫损、 低费用等原则， 为推荐方案。 3 采矿方案主要特征 中段内沿矿体走 向划分矿块， 矿块长 5 0～ 7 0 in ， 高为中段高度5 0 in ， 宽为矿体的水平厚度， 一般 为 8～1 2 i n 。矿块间不留间柱 ， 上 、 下 中段 间亦不 留 顶底柱， 实行 自下而上、 自矿体的一端向另一端的连 续回采工艺。主要采准工程 先在矿块的中央自下 盘脉外运输巷向采场掘一条断面为 2 ． 3 i n x 2 ． 5 in 的穿脉平巷， 后自上、 下阶段脉外运输平巷间的斜坡 道每隔1 2 ． 5 in高度掘进一条相同断面的分段平巷， 再在采场最上和最下分段平巷沿矿块长度中线向采 场下向掘进同规格断面的采场联络斜巷， 并在矿体 中掘一条人行通风充填天井， 第一分段采场联络斜 巷到达矿体后， 再掘拉底平巷至矿体上盘边界， 形成 向上回采的初始工作面， 在下部阶段运输水平和顶 部阶段运输水平问有断面为 2 in x 2 in的脉外溜井 与各分段平巷相通， 采出的矿石通过溜井放出， 当矿 下转第 2 3 0页 维普资讯 2 3 0 采矿技术 工时。我矿利用 4 5 R牙轮钻进行穿孔， 实践证明， 其能力可以满足要求。采取严格控制穿孔质量、 适 当提高炸药单耗及大区微差控制爆破等改善爆破质 量的措施， 减少了电铲移机避炮的时间及场地清理 工作量， 效果比较明显。 我矿的陡帮开采地段位于南北区之间， 爆破过 程、 采掘过程及场地平整过程中都有许多滚石对下 部作业台阶和北区生产造成影响， 而且陡帮开采作 业设备密度大， 如何确保安全生产十分生重要。为 减少在临时扩帮过程中滚石对下部台阶作业的影 响， 我矿采掘过程 中在外侧预留 3 m左右宽的安全 堤 ， 最后再用液压反铲挖掘。 3 陡帮开采的效果 云浮硫铁矿实施陡帮开采历时多年， 取得了良 好的效果 1 加快了中部下降速度， 缓和了贫富矿开采 失调的矛盾。至2 0 0 6 年初， 南区中部台阶已降到了 3 3 4 m， 下降了7 6 m，预 计较常规开采提前 2 3年 大面积揭露品位较高的I V号矿体， 为矿山均衡、 持 续开采创造了条件。 2 剥离了大部分采场中部岩土， 缓和了采剥 失调的矛盾。应用陡帮开采期间， 集中力量剥离了 中部和 I V矿体上部的大量岩石， 弥补了部分剥离欠 帐 ， 开辟 了 多个 台 阶， 加 快 了大 面 积 揭露 富 矿 的 进程 。 3 缩短了南北区的高差， 逐步改善了采场的 生产管理。 收稿 日期 2 0 0 60 53 0 作者简介 李盘胜 ， 毕业于原武汉化工学院采矿工程专业， 采 矿工程师， 现为云浮硫铁矿集团矿业分公司副经理。 ’ ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。◆。 ◆。◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。◆。 ◆。 ◆。 ◆。-。 ’。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆。 ◆’ 上接第2 2 7页 体倾角合适时， 也可在采场中顺路架设溜矿井出矿， 以减少矿石的铲装运距， 提高出矿效率。 采场回采自底部拉底巷开始， 采用 7 6 5 5凿岩机 钻凿 q b 4 0 m m浅孔， 孔深 3 3 ． 5 m， 用非电导爆管 微差起爆， 沿采场全宽， 全断面向两端推进， 分层高 度 3 ． 5 m， 矿石用铲运机运出， 分层采完后， 人工清 理工作面残矿， 构筑端部砂袋隔墙后即可充填。充 填高度约 1 m， 底部第一分层采用胶结充填， 以利于 下部矿体的回采， 其余各层则采用分级尾砂充填。 正常回采分层高度为 2 ． 5 m， 每分段分 5个分层回 采， 当分段内最上一分层回采完毕时， 从采场以上坡 掘进方式掘进斜巷联通上分段平巷， 开始新分段的 回采。该方法的主要技术经济指标为 生产能力 1 5 01 8 0 t ／ d ； 采矿工效 9 ． 7 1 t ； 采切 比 6 ． 7 3 m ／ k t ； 损失率 3 ％ 一 5 ％； 贫化率 3 ％ 一 5 ％； 采矿直接成本 2 5． 0 4 。 t 。 4 结 语 从鑫汇金矿的生产实际和矿床开采技术条件出 发， 经过方案拟定、 方案技术比较和方案综合经济比 较， 最终确定盘区机械化上向分层充填连续采矿法 为所有方案 中的最优方案。该采矿方法采场生产能 力大， 作业机械化程度高， 采切比小 ， 采矿损失和贫 化少， 采矿成本较低， 最重要的是能适应矿体边界的 复杂变化， 矿体中夹石剔除方便， 有利于提高出矿品 位， 充分发挥选厂的处理效率， 同时， 改变了矿山现 有的大部分空区为分级尾砂胶结充填的充填方式， 可大大降低充填成本。采场顶板采用冒顶监测定位 预报系统实行动态监测， 将为矿山带来极大的安全 效益。值得注意的是， 对于该方案的采场结构参数 ， 应根据矿区所属矿岩的岩石物理力学性能， 建立采 场稳定性力学模型， 运用数值分析方法进行分析计 算 ， 优化得 出盘区机械化上 向分层充填连续采矿法 工业采场的结构参数， 并在工业试验中验证。基于 斗容为 0 ． 7 5 m 与 1 ． 0 m 电动铲运机 的外形尺寸和 结构相同， 建议选用斗容 1 ． 0 m 电动铲运机 。 对于厚度 较大 水平 厚度 在 1 0 m 以上 的矿 体， 采场沿走向长度应适当减小， 以控制顶板暴露面 积不增加为宜 ； 对于厚度较小 水 平厚度在 1 0 m 以 下 的矿体， 采场的沿走向长度可以增加， 顶板的暴 露面积亦可适当增加； 而厚度在2 m以下的矿体， 由 于采场长度受 电动铲运机活动范围的制约 ， 可能导 致采切比过高、 出矿效率过低或无法使用铲运机出 矿作业， 应考虑选用留矿采矿法、 全面采矿法、 长壁 房柱法等采矿方法 。 参考文献 [ 1 ] 长沙矿山研究院 ， 鑫汇金矿． 鑫汇金矿深部倾斜多变复杂难采 矿体高效开采采矿方法方案研究[ R ] ． 长沙 长沙矿山研究 院 ， 2 0 0 5 ． 收稿 日期 2 0 0 60 53 0 作者简介 靳社英 1 9 6 9一 ， 女 ， 高级工程师， 主要从事采矿 技 术与管理工作 。 维普资讯