潼关金矿505^#矿体采矿方法研究.pdf

第 2 6卷 199 4 盎 第 4期 1 2月 西 安 冶 金 建 筑 学 院 学 报 J ．Xi ’ a n I n s t ．o f M e t a l 1 ．＆ Co n s ．En g ． Vl01 ． 2 6 No． 4 De c ． 1 9 9 4 潼关金矿 5 0 5 矿体采矿方法研究 刘力 ； 。 型 L ～ 西 安 建筑 科技 大 学矿 产资 源工 程 系，西安 ．7 1 0 0 5 5 男 ．5 7岁 ，副 教授 摘要陕西潼关金矿 5 0 5 矿体， 采用锚扦预控顶攥力运搬采矿法开采． 获得成功。 本文 对应 用 价值 工程 优选 采矿 方法 ，锚扦 预控 顶技 术 、 攥 力 运搬技术 、中撵孔 浅 孔一次 攥破 拉 切 割立 槽 等进 行筒 关键 词采矿 中囝 分类号 竺堑塑丝堕 价值 程 潼关 金矿 5 0 5 矿体 ，原设计采矿 方法为浅孔 落矿全面采矿法 。矿 山基建过 程发现矿 体厚度 由地质 报告 提供的 0 ． 7 2 ． 0 m 增至 7 ． 0 一 l 5 ． 0 m．矿体倾 角平均 1 8 ’ 属 缓倾斜 中厚矿体 。经 过多方 案对 比优化选择 ，确 定采用一种新的采矿方法方案 锚杆 预控 顶 爆力运搬采矿 法进行 试验研究 ，获得成功 。其 主要 研究成果 ； 1 应用价值 工程理 论优 化采矿方法 ； 2 采用锚 杆预控顶技术护 顶 } 3 采场爆 力运搬 } 4 中深孔浅 孔一次 爆 破拉切害 l 槽 。 1 矿床开采技术条件 潼 关金矿 5 0 5 矿体位于 小秦 岭东西构 造带 的北面一侧 ． 地表 出露岩系为太古界太 华 群，深度变质的片麻岩系，以黑云母斜长片麻岩及角闪斜长片麻岩为主。矿床属中低韫 热藏 充填型 ， 严格受断裂{ 暂造控制 。 矿区构造复杂 ， 以北西侧 向的断 层组 为主 。5 0 5 矿体 1 4 9 8m 中段 的 I 采场 ， 矿体 突然变 厚达 7 一 l 5 m， 倾 角 l 5 ．矿石以 自然金 一黄铁矿 一 咏石英型为主。矿石品位 7 ． 8 9 g ／ t ，矿石坚固性系数 ，8 1 2 ，节理发育 ．中等稳固。 上下盘围岩均系黑云母斜长片麻岩，坚固性系数 fl 2 1 4 ，围岩接近遣表 ，受风化作 用很深，属中等稳固 矿石和岩石体重均为 2 7 k N／ m ，松散系数 1 ． 7 ． 2 采矿方 法选择 根据矿体开采条件，5 0 5 矿体 I 采场可选用 I 、普通浅孔落矿房柱采矿法方案； I 、锚杆护顶浅孔落矿 房柱采矿法方案-I、底盘漏斗中深孔落矿房柱采矿法方案；Ⅳ、 锚杆预控顶中深孔爆力运搬采矿法方案。 采用价值工程F D法． 对以上采矿方法方案进行 优化选 择。 收 待 日期 1 9 9 4 一O 3 2 O 搬一 匙 兰 一 维普资讯 3 7 6 西安冶盒建筑学院学报 第 2 6 卷 以功能为 中心 ，力求 以最低 的成本 、可靠 地实现用户所需 的功能 。把 潼关 金矿 5 0 5 矿体 I 采场 的地质和采矿技术条件 ， 对使用采矿方 法的要求视为采矿方 法的功能 。 功能 优越表现为安全条件良好 - 矿块产量较高 ，损失贫化较低 ，劳动生产率高 ，矿石成本较 低 ，技 术工艺简单 ，作业条件 良好。对于参加 比较 的项 目．能够量化的则分 别计 算各项 指 标 ，不能量化 的项 目，则邀请 1 3名专家 ，采用 “ 0 ，1 强 制评分法 ” ，列出功 能评价表 ， 计算 功能分值 。经过计算 ， 1 方案 的功能分值 为 5 ． 2 6分 ， I方案 的分值 为 5 ． 5 2分 ， I 方 案的分值为 3 ． 9 6分 ， Ⅳ方案 的分值 为 6 ． 4 4分 。由此 可见 ， Ⅳ方案的分值 最高 ，故选 用此方案 。 3 锚杆预控顶爆 力运搬 采矿 法 这种 采矿法 的实 质是 矿房 回采之前 ，先用浅 孔把矿房与顶板切开 ，然后用锚杆 护 顶 ；矿房 回采是用 中探 孔抛掷爆 破崩落矿 石。 3 ． 1 采 场结构与采准切斟 根据 I 采 场的矿体 赋存条件 ，采场长度确定 为 3 2 m，矿 房宽度 1 2 m，矿柱宽度 7 1 3 3 ， 电耙巷道布置在 与运输 巷道 同一水平上 ， 采 用平 底结 构用 电耙装 车台装车 ； 受矿 结构 采用堑沟 ；切割立槽开在堑沟上部．矿房回采之前 ，先用浅孔将矿房与顶板切开 沿矿 体底盘跨矿岩 各半 布置凿岩巷道 ，如 图 1所示 。 采准切割工 程布置 参见图 1 ，在 1 4 9 8 m 中段沿矿体 走 向掘进 阶段运 输平巷 L 在 同一水平上 ，沿矿体下盘掘进 电耙 巷道 2 ．在 2中向矿 房方 向开掘 斗穿 4 ，然 后挑 一十斗 井至 矿体 下盘 ，沿矿房中心跨底盘矿岩各半掘进 凿岩 巷道 7 ， 并 与中 间上 山 8贯通 ，在矿 房下部沿矿体 走 向掘进 切割 巷道 5 ， 并在其 中间位置 上掘 垂直矿体厚度的切 割天井 6 ， 从 6的 顶部在矿 房长轴方 向的中 L - 部位 ，沿矿体顶板掘 进切 顶 巷道 1 0 ．在上部 中间上 山 8 中 ，上 掘联 络井 9与切顶巷道 1 0联通 。采准切 割巷道总长 1 2 5m，其 中在矿体 中掘进的 长度 为 1 0 9 m，总共 采出副产矿量 1 2 9 5 t ． 3 ， 2锚抨预控顶 在矿 房回采之前 ，首先以切 顶巷道 l 0为 自由空间 ． 用 浅孔 将矿 房顶 部与顶板围岩切 开 2 m 高的 空间 ， 然 后用金 属锚 杆以 1 ． O 一 1 ， 2 mX 1 ． 0 1 3 3的 网度 ， 对 顶板进行全面系 统 的锚 固 ，即预控顶 。共施工锚杆 3 2 4根 。 采用预控顶技术 ，可以改变 矿体 开采过程所产生 的次 生应 力场 的应 力状态 ，增强顶 板的整体性，使其稳固。这样不仅能保证作业人员及设备的安全，而且还为爆力运搬 创 造 了有利 条件 。因采用 预控 顶技术 ，使矿体与顶板 围岩在 回采之前分 离 开来 ，降低 了损 失贫 化 。 这 项 技术措 施对高品位 原地质 品位 7 ． 8 9 g ／ t ，I 采场拉开 以后的 品位为 l 1 - 7 2 g ／ t 黄金矿床 ．具有 明显的经 济效益 。 3 ． 3中深孔 、没孔 一次爆破拉切割槽 拉槽 区段 的矿石节理发 育并有溶洞结构 ，稳 固性较差 。按原设 计施工的切割井 巷有 较大变化 ， 使其 稳固性有所降低 。尤其是相邻采 空 区已暴露 达一年之久 ， 地 压活动给 I 采场带来 不利 因素 。经多方 案比较 ， 决定 I 采 场拉切割槽采用 多排多 向中深 孔 、 浅 孔联 维普资讯 第 4期 刘力 澶 关金 矿 5 0 5 ’ 矿件 采 矿方 挂研 究 3 7 7 固 1 锚杆 预控 顶爆 力遥 囊采矿法 l 一运精巷道 2 一 电耙巷道 3 一受矿堑沟 4 一斗穿 5 一切割平巷 6 一切割天井 7 一蒲岩巷道 8 一中间上山 9 一联络天井l 0 一讶顶巷道 1 1 一探 矿天 井 l 2 一 错 杆护 顶 l 3矿柱 凿岩 巷道 合一次爆破方案， 如图 2 所示。 拉槽区内共布置 6 1 个中深孔， 2 8个浅孔， 炮孔探度总长 3 0 8 m， 共计装药 4 4 6 k g ， 所有炮孔一次起爆 ， 下部的浅孔首先起爆 ， 紧接着起爆切害 I 窄 槽炮孔 ，然后起爆扩槽孔，最后起爆加大扩槽孔。 切害 I 窄槽的炮孔直径 5 0 5 5 m n l ， 捧距 1 ． 2 m，孔底距 0 ． 6 一1 ． 0 n 1 ．扩槽炮孔直径 6 0 6 5 n l ，捧距 1 ． 5m，孔底距 1 ． 6 --2 ． 0m． 炮孔采用复式起爆孔底装入起爆药包，导爆索引爆 ，孔口的第二个起爆药包采用 非 电毫 秒雷管起爆 。 一 次爆破后拉切害 I 槽 8 0 0 n l ， 崩矿量 2 1 6 0 t ， 每米炮孔崩矿量 7 ． 0 1 t ／ m， 炸药单耗 0 2 0 6 k g ／ t 爆破 效果 良好 ， 块度均 匀 ， 大块产 出率较 低。 据统计二 次破 碎太块约 3 O m 占总矿 量 的 3 ． 8 ，拉槽空间基本按设计边界 线形成 ，其轮 廓规 整 。地震 效应 正常 ，预控顶 的锚 杆无一脱落；因多排多向爆破使冲击波互相抵消，因而抛掷爆破预装药炮孔及线路基本 无损 ，对相邻 采场 空 区未有 明显 影响 3 ． 4 爆 力运搬 潼关金矿 5 0 5 矿体 I 采场的矿体{j趸 角 1 5 。 ， 矿体厚度 7 一l 0 m， 顼板围岩中等穗匐 ， 因节 理发育 ， 局部 稳固性 差些 。为 了解决采场矿 石运 搬的作 业安全 ，提高 采场 生产能力 ， 维普资讯 3 7 8 西安冶金建筑学院学报 第 2 6卷 图 2 中深 孔 、 浅孔 一 次 爆破 拉 切 割槽 图电工 ⋯ r 为掘电毫秒需警的殷数，其中 1 2 两县用于浅孔． A一 电耙巷道 l I疆 B_放矿斗穿 c 一受矿堑沟 D - 凿岩巷遘 ． E一切割横巷 F 一切割窄槽埘扎 、 F一切割窄糟炮孔0一切割无井 H一切割拽孔 降低 采场运搬 费用 ，采用了爆力运搬工艺 。在矿 房长 轴方 向的 中同，跨 矿体和底盘 围岩 各 半 ，掘进 2 ． 6 m2 ． 6 m 的凿岩巷道 ，在 其中采用 YGZ 一9 0型 凿岩机 ，配用 F J Y一2 5 型台架，打扇形中深孔 炮孔排面倾角 7 5 。 ，最小抵抗线 1 ． 6 m，孔底距 1 ． 8 m，炮孔距 切顶空间 0 ． 3 0 ． 5 m，用非电毫秒雷管和导爆索复式起爆 。 单位炸药消耗量 0 ． 4 8 k g f t ， 每米 炮孔崩矿量 4 ． 6 t ／ 。 m． 爆 力运搬效 果较好 ， 总抛掷率达到 6 9 ． 1 ， 各 次爆 破的矿石抛 掷量及抛掷率列 于表 1 ．1 从表 1中可 见 ，抛掷率 随矿 石抛掷距 离的增加而降低 ，并且 与一次爆破排 数有关 。最 后_l j 【 爆破，考虐到呆场作业的安全， 一次爆三排 ， 抛掷率仅有 1 0 ． 1％， 其主要原因是 一 次爆破排效过多，抛掷距离较远 ，矿体变薄爆破夹制力增大等。为了提高抛掷爆破效 果 采 取以下三项措施 1 各 排中深孔 底盘边孔眼必须设计在 同一 斜面上 ，严格按设计 施工 ，保证底板 平整 ，减少矿石抛掷阻 力 ；2 ，每次爆一 排 ，最多 不超过两 排 。如果一次 爆两排时 其雷管延发时间不少于 5 O 一1 0 0 m s }3 ，每次爆破之前，必须采取辅助措施 用 电耙清 底 ， 以便创造 良好 的条 件 ， 增 加抛掷距 离。 潼关金 矿 5 0 5 矿体 I 采场选用前 述的结构参数和技术措施，实践结果表明 ，效果 良好。 3 ． 5矿柱 回采 I 采场接近地表， 地压不大 ， 矿柱尺寸可 以小些 ， 但因顶板围岩受风化作用稳固性 下降， 更主要的是考虑矿拄回采时安全可靠 主要技术经济指标良好，因而 I 采场留 7 m 宽连续矿柱 。 、 矿柱 回采采用底盘 漏斗方 案 ，见图 3 ．在矿柱下盘脉外掘 进 角度为 l O 。 左右的 电耙巷 道 。每隔 6 m 掘斗穿 斗井 至矿 体下盘边 界，然后跨矿岩各 半掘 进凿岩巷遭 。在上部拉切 割槽 。 矿柱 回采 时 ， 在凿岩 巷道 中用 YGZ --9 0型 凿岩机配 FJ Y--2 5型台架 ， 打扇形 中深 孔藩 矿 ， 落矿之前首 先劈精 。采准切斟 总量 1 5 2 m．回采矿柱矿量 4 9 7 6 t ，其中损失 量为 维普资讯 第 4 期 刘力 溘关盒矿 5 0 5 矿体采矿方诲研充 3 7 9 图 3 l中谭 孔落矿底盘 漏 l 一运输罄道’ 二电巷道 3 r 柱坷采龟耙道 ． 4 膳盘蒲斗 5 一 切割 巷 道 6 一切 割天 井 7 一 矿柱 回 采凿 岩巷 道 8 一 矿柱 回采炮孔 9 一 矿 房采 空 区 l o 一护 厦描 扦 ． ， ● 3 ． 7 主要 技术经济 指标 主要技术经济指标列表2 ． 4 结 语 潼关金矿 5 0 5 矿 体 I 采场采 用锚杆预控顶爆力运搬 采矿 法 ，把预控顶技术与爆 力 运搬工艺结合起来 ，较好地解决了缓 I 顷斜 中厚矿体 的采矿方 法 。这种采矿方 法具有 安 全 可靠 ，生产能 力较高 、回采强度较大 、矿 石损失贫化较 小 、经济效益显著等 优点 。在 试验 研究中，把价值工程理论应用于采矿方法优化选择，为正确合理地选择采矿方法提供了 新的决策依据。 I 采场拉切割槽采用多排多向中深孔浅孔联合一次大规模拉槽获得成 功。潼关金矿 5 0 5 矿体 I 采场采用该方案，获得了显著的经济效益和社会效益。 维普资讯 3 8 0 西安冶盒建筑学院学报 第 2 6卷 表 2主要技术经济指标 编 号指标名称 单位 指标 缠号指标名称 单位 指标 l 矿块生产能力 t ／ 班 7 5 4 中探孔凿岩台数 m／ 班 3 0 矿房 1 2 ． 6 采 矿房 mm／ t 1 8 矿 准 曩 2 损 矿柱 2 1 ． 0 数 矿柱 mm／ t 3 3 ． 3 4 失 蛊 矿块 1 4 ． 5 6 每米 炮孔 崩 矿量t ／ m 4 ． 6 矿房 7 ． 7 7 单 位锚 杆 消耗量 根 ／ t 0 ． 4 6 8 矿 3 贫 矿柱 l 1 ． 2 采 矿房t 6 9 2 9 化 8 掌 直 矿块 ％8 ． 3 5 量 矿柱t 4 5 5 9 参考文献 l 刘力．采场爆力运搬及其在潼关盒矿的应用．有色垒属 ．1 9 8 8 5 t l l l 4 2 [ 苏]伊麦尼托夫 B P著．盒属矿床地下开采过程．杨守廉译．北京 t冶金工业 出版杜 ，1 9 8 2 3 白广J i{ } ．试用价值工程 F D法选择采矿方法．盒属矿山．1 9 8 7 5 ；H一“ 4 钱源 ，刘力．锚轩预控顶爆力鹭豢采矿法的试验研究．盒属矿山，1 9 8 7 5 。8 1 4 5 蒋运仁．多捧多 向徽差．1 I破～放大规模掏檀试验．垒属矿山，1 9 8 7 5 t l 8 2 o 6 王家齐 ．施永录．空场采矿法．北京 ，冶盒工业 出麓杜 ，1 9 8 8 On s t o pe m e t ho d o f r o o f e x pl o s i v e f o r c e hau l a g e wi t h a nc hor b o l t pr e c o nt r ol L／ u Li De p t ．o f M i n e ．Re s o ．En g，Xi ’ a n Un i v o f Ar c h．＆ Te c h ．Xi ’ a n， 7 1 0 0 5 5 Ab s t r a c t A s t o p e me t h o d o f r o of e x p l o s i v e f or c e h a u l a g e wi t h a n c h o r b ol t p r e c o n t r o l i s S O C - c e s s f u l l y a p p l i e d t o mi n e No ． 5 0 5 o r e b o d y o f To n g g u a n Go l d M i n e，Sh a a n x i Pr o v i n c e ． Th e ma i n a c h i e v e me n t s o f t hi s me t h o d i e o p t i mi z i n g mi n i n g me t h o d u s i n g v a l u a t i o n e n g i - n e e r i n g a p p r o a c h r o o f p r e - b o l t i n g e x p l o s i v e f or c e h a u l a g e o n e f i r e s l o t i n g wi t h s u b l o n g h o l e s a n d s h o r t h ol e s b l a s t i n g wh i c h r e s u l t e d i n c on s i d e r a b l e s o c i a I a n d e c o n o mi c b e n e - f i t s a r e b r i e fl y d i s c u s s e d i n t hi s p a p e r ． Ke y wo r d s mi n i n g e n g i n e e r l n g ／ e c p l o s i v e f o r c e h a u l a g e a n c h o r b o l t ‘ p r e - c o n t r o l ， ‘ va l u e e n gi n e e r i ng 责任编辑杨浅 维普资讯