有底柱分段崩落法覆岩下放矿的控制与管理.pdf

2 0 0 4年 新疆有色金属 l 5 有底柱分段崩落法覆岩下放矿的控制与管理 董永义 新疆喀拉通克铜镍矿 富蕴 8 3 6 1 0 7 摘 要 根据有底柱分段崩落法覆岩下放矿的 特点， 胡家峪矿在多年的出矿管理实践中 探索了不等量放矿、 依次放矿、 简易放矿等放矿 方法， 使矿山出矿损失贫化指标一直保持较好的水平。 关键词 有底柱分段崩落法覆岩下放矿损失贫化 有底柱分段崩落法是一种回采强度大、 生产效率 高、 成本低、 作业安全的采矿方法， 较为成功地解决了 矿体顶板岩石不稳固的采矿问题。但采场内崩落的矿 石直接与上部废石相接触 ， 矿石是在覆岩状态下放出 的， 因而 ， 上部废石覆盖层容易在放矿过程中渗入崩落 矿石中， 造成矿石的损失与贫化。如何进一步降低出 矿过程中的损失与贫化， 优化回采指标， 从而提高综合 经济效益， 成为崩落采矿法工艺中的重要一环。中条 山有色金属公司自6 0年代初就开始试验采用有底柱 崩落法， 是国内较早采用有底柱崩落法的几个矿山之 一 。经过4 o余年的完善与发展， 其工艺特点已较为成 熟 ， 在放矿控制与管理方面也形成了一套完整的制度 和成熟的经验。全矿历年来出矿二次损失率一直保持 在 5 ． 6 ％ ～1 1 ． 7 ％之间， 二次贫化率控制在 1 3 ． 7 ％ ～ 1 8 ． 7 ％之间。现就近年来 1 0 0多个采场的放矿实践， 对我矿覆岩下放矿的控制与管理做一总结。 1 放矿方案的选择 覆岩下放矿理论是指导我矿放矿控制与管理、 降 低采场损失与贫化的理论基础。针对有底柱崩落法 在放矿过程中崩落矿石与上部废石直接接触的特点 ， 在确定放矿方案的基本原则是 最大限度地保持上部 矿岩接触面按一定形状均匀下降和尽量减少侧面废 石的混入机会。 对于厚大矿体， 多条穿脉耙道并行 的采场放矿 ， 我矿多采用倾斜的放矿方案。此种结构的采场 ， 在放 矿过程中矿岩接触面的下降状态有两种 1 矿岩接 触面呈水平下降或近似水平下降， 与其相邻采场矿岩 接触面的落差一般在 l 0～1 8 m之间。 2 矿岩接触 面保持倾斜下降， 与相邻采场所连成的倾斜面的倾角 可在 3 0 。 ～ 3 5 。 之间 图 1 。桐坑 3 脉一盘区， l 2条 穿脉耙道并行 ， 我们选择了倾斜下降的放矿方案并取 得 了较好的效果。据 3 6 个采场统计 ， 出矿量 8 2万 t ， 平均二次损失率 5 ％， 贫化率 1 0 ． 1 ％， 其综合损失率 1 2 ． 6 ％， 贫化率 1 9 ． 2 ％。这种保持倾斜接触面下降 的具体控制方法是 第一个采场爆破后， 保持各漏斗 在均匀出矿的条件下， 左切各漏斗要慢于右切各漏斗 的放矿速度 ， 使崩落矿石在采场中形成一个倾角大于 3 0 。 的坡面。右切各漏斗在贫化矿未放出之前相邻的 第二个采场就要爆破。之后 ， 第一 、 第二采场 同时出 矿， 而且也是第二个采场左切各漏斗要慢于右切各漏 斗的放矿速度 ， 尽量使两个或多个采场形成一个坡度 约 3 0 。 的矿岩接触面。其后采场 的爆破顺序与放矿 方式照此类推。 对于薄矿体及中厚矿体， 耙道沿脉布置的采场， 我们选择的是依次顺序放矿方案 ， 如南坑顶支一区和 底支一区的各采场。其上盘岩石稳固分段高度不大 于 1 3 m， 采矿厚度在7～1 5 m之间， 都采用了依次顺 序放矿方案。 2 放矿制度的确定 放矿制度是实现放矿方案的手段 ， 按照出矿的基 本规律和不同的放矿方案， 我矿 的放矿制度可分为 3 维普资讯 l 6 董永义 有底柱分段崩落法覆岩下放矿的控制与管理 第4期 定量时沿推进方向逐个及时封斗。第二阶段放矿时， 再由远而近按一定 比例依次开启漏斗。此阶段放矿 时， 出矿漏斗的封闭采用大块自然卡斗， 但个别漏斗 仍需人工强制封斗。各漏斗的放矿情况用矿车计量 和取样品位来控制， 直到封斗品位为止。我矿的南坑 顶支二区、 底支二区、 桐坑一区均采用这种放矿制度。 在统计的 1 5 0多万 t 放 出矿量中， 二次损失率为 5 ． 8 ％ 一 7 ． 5 ％ ， 二次贫化率为 8 ． 3 ％ 一 1 2 ． 1 ％。 2 依次放矿制度。依次放矿就是按照出矿漏斗 的顺序， 将每个漏斗担负的矿量一次性放完， 先放第 一 斗， 再放第二斗、 第三斗等。依次放矿在我矿使用 范围较小 ， 主要用于矿体厚度小 ， 分段不高 ， 顶盘稳 固， 单侧漏斗 ， 沿脉耙道布置的采场 ， 如上面提及的南 坑顶支一盘区。据统计 ， 6个采场的出矿量 5 ． 3万 t ， 平均二次损失率为 3 ． 2 ％， 二次贫化率为8 ． 0 ％。 3 简易放矿制度。简易放矿也叫多循环放矿。 它是我矿放矿实践中从等量和不等量顺序放矿中发 展出来的。其实质是利用各层大块自然卡斗代替人 工封斗 ， 采用 2 3次循环放矿方式 ， 来达到均衡放矿 的目的。 预 图2 中厚矿位扇形 中深孔布置示意图 我矿有底柱分段崩落法采用扇形中深孑 L 爆破 ， 深 孑 L 多分三层作业。中深孑 L 的分布密度在各层的上部 相对较为稀疏 图2 。采场爆破后， 这些部位容易产 生中度矿块和大块。简易放矿就是较好 的利用了各 层的矿块卡斗来进行放矿控制的。简易放矿在我矿 已有十多年的历史， 经过逐步改进完善， 现 已成为我 矿常用的一种放矿制度。 全矿每年有 4 0 ％ 的矿量是采用这种制度放 出。 它主要适用于中厚矿体， 分段高度小于2 0 m， 耙道沿 脉布置的采场。其特点是 采场大爆破后， 采场出矿 从溜井起由近而远， 先是疏通耙道和放出漏斗中少量 的碎矿。当耙道全部疏通后 ， 再 由远而近进行二次、 三次放矿 ， 反复循环几次将矿放完 ， 整个过程要做好 计量和取样工作 。上次循环的出矿计量和漏斗取样 品位要作为下次循环放矿的控制依据。据采场资料 统计 ， 出矿 量 9 4万 t ， 平均二次 损失率 为 5 ． 4 ％ 一 8 ． 6 ％， 二次贫化率为 9 ． 2 ％ 一1 2 ． 0 ％， 综合损失率为 1 5 ． 1 ％， 贫化率为2 0 ． 6 ％。简易放矿的效果， 从二次 损失贫化指标上看 ， 仅次于不等量顺序放矿。 3 放矿图表和出矿点量计划的编制 放矿图表是放矿方案和放矿制度的具体化 ， 是进 行放矿控制与管理的基本依据。 我矿的放矿图表是根据采矿的回采设计和地质 的二次圈定资料， 以采场为单元进行编制的， 首先， 在 垂直放矿中心上沿电耙道方向做纵向实测剖面图 ， 划 分出受矿高度、 各漏斗及采场受矿界限， 在纵向剖面 的正下方做出相应的电耙道平面图， 并标清漏斗和溜 井的编号、 耙矿方向等； 第二步， 根据采场各漏斗的受 矿面积和受矿高度 ， 计算 出各漏斗及各分层的矿量、 品位、 金属量， 还应预算出采场出矿的二次损失贫化 指标和各出矿阶段的应出矿品位； 第三步， 填写放矿 图表说明书， 其内容包括 采场地质概况 ， 采场结构 ， 采准和深孑 L 施工质量， 耙道支护质量 ， 采场爆破情况 ， 放矿方案和放矿制度确定的依据 ， 放矿的极限高度和 贫化前的高度， 以及放矿过程中应注意的事项等。 出矿点量计划是在放矿图表的基础上 ， 结合当月 出矿作业计划和采场各漏斗的矿量剩余情况 、 出矿条 件编制而成的， 每月初编制完毕。它较为准确地将当 月出矿作业任务按质按量直接分解到各采场的单个 出矿漏斗上， 使出矿管理人员和出矿作业工人便于掌 握 ， 便于执行 ， 达到对采场出矿漏斗的有效控制。此 外， 每月底还要对出矿单位的出矿点量实现率进行考 核。出矿点量计划的编制和出矿点量实现率的考核 有力地保障了放矿指令的正确执行。 4 放矿检查与监督 我们知道， 覆岩下放矿要做到均匀出矿， 必须通 过对采场各漏斗的有效控制与管理来实现 ， 所 以， 矿 山出矿管理部门必须认真对 出矿采场每个漏斗的开 启、 封闭和放矿数量、 质量进行现场检查与监督。 爆破采场在出矿投产前 ， 出矿管理人员应详尽地 向出矿单位负责人和出矿作业工人反复交底， 使他们 明确采场及各漏斗的基本情况。放矿指令实行现场 挂牌制度， 出矿管理人员跟班检查。如在放矿过程中 发现异常现象和意外情况 ， 不能按正常指令 出矿 ， 就 及时反馈进行调整。对于违反放矿指令者 ， 要坚决予 维普资讯 2 0 0 4年 新疆有色金属 1 7 以制止 。 并严厉处罚 ， 抑制放矿过程 中的不 良行为和 习惯。封斗问题是出矿管理 中的一个难点 ， 要采取强 制措施 ， 确保封斗的及时性。 采场出矿结束 ， 要坚持采场验收制度 ， 履行 申报 审批手续。采场结束应具备下列条件 最终累计出矿 量、 金属量达到设计要求 ； 各漏斗最终停止出矿品位 符合经济封斗品位； 耙道工程满足后续工序要求。 5 覆岩下放矿应注意的几个相关问题 1 采场大爆破要严格按照技术要求适时地进行 组织， 有利于保证爆破效果， 有利于降低采场的贫化 损失。要强调的是 ， 在采用向相邻松散 区挤压爆破 时。 其相邻已爆破部位的松动出矿必须达到 3 0 ％ 以 上 ， 以免发生过挤现象 ， 影响出矿效果。 2 应高度重视采场底部结构中耙矿巷道的支护 与管理 。 以抵御采场爆破后强烈的地压活动。在岩石 状况较差的地段 ， 宜采用高强度的支护。我矿多采用 上接 l 4页 后期成矿奠定 了基础； 华力西早期， 是 天山以北的准噶尔地区最重要的一次地壳拉张时期 ， 但西天山地区仅在赛里木地块 、 博罗科努地区有高钾 型钙碱性系列二长花岗岩的侵入活动 ， 并在局部形成 隆起 如达巴特 ， 大约相当于晚泥盆纪末， 该地块经 过强烈隆起之后处于地壳松弛的构造环境， 区内出现 大面积 的偏碱性花岗岩侵入 ， 形成 矽卡岩型 喇嘛 苏 、 斑岩型 北达巴特 和岩浆期后热液充填型 库 尔尕生 C u F e 、 M o 、 P b 、 Z n矿床 ； 华力西 中期 ， 塔里 木一中朝板块和哈萨克斯坦板块最后一次对接 。 构造 岩浆活动趋于高潮 ， 局部地热异常场已经形成 ， 开始产生区域性华力西中期高钠型钙碱系二长花岗 岩序列岩浆活动 ， 形成 了岩浆期后热液充填型铜矿 化 、 矽卡岩型铜矿化和斑岩型铜矿化的成矿组合。成 矿带内构造一岩浆的强烈活动及较发育的火山一沉 积作用， 从而形成了多矿种、 多成因、 多类型叠加式的 以铜为主的多金属矿床 点 ， 其中北达 巴特斑岩铜 矿 、 库尔尕生铅锌矿有望达到大一 中型规模 。 成矿地 质条件优越 ， 找矿前景极好。 3 ． 2 汗吉尕成矿带是中亚成矿域巴尔喀什成矿带的 东延部分 。 具有巨大的找矿潜力 汗吉尕成矿带位于汗吉尕晚古生代裂谷岛弧带 内， 区域性的达巴特穹隆是该带中最重要的构造之 一 ，对整个区域都有着明显的控制作用， 穹隆内分布 着大面积的火山岩 。 为区域火山活动的中心之一 。 是 整个泥盆纪火山活动的物质基础。达巴特穹隆与哈 喷锚支护 、 喷锚网支护及少量的钢结构砼支护 。 基本 保证了耙道的使用寿命。在放矿开始时， 在采场的爆 破中央区也可适 当先放 出 3 0 ％左右 的矿量 。 形成压 力转移 ， 避免耙道上部的应力集中。 3 耙道系统的采准工程质量是影响放矿效果的 重要因素 ， 应力求做到 出矿漏斗的间距符合设计要 求 ， 不准超限； 斗井按设计的角度和规格施工 。 形成喇 叭口； 电耙道平直 ； 放矿溜井不正对或斜对出矿漏斗。 4 要正确地进行二次破碎， 注意保护好漏斗的 “ 楣线” 。漏斗楣线的破坏对均匀放矿危害极大。破 碎耙道中或斗颈内的大块时尤其注意。 5 做好计量和取样工作， 可为计算损失贫化指 标以及指导下步出矿提供准确可靠的依据。这也是 覆岩下放矿管理中一项最基础最重要的工作。 收稿 2 0 0 40 52 6 萨克斯坦的科翁腊德有着极为相似的构造环境， 二者 都产于隆起断块中及火山口的环状构造的边部。 与斑 岩建造初期的安山岩一英安岩一花岗闪长岩关系密 切 ， 因此说明北达巴特斑岩铜矿具备形成大型矿床的 地质条件， 而南部的新沟一库尔尕生背斜与捷克利的 成矿地质条件及地质背景极为相似， 有望寻找到中大 型铅锌矿， 因此， 汗吉尕成矿带作为巴尔喀什成矿带 的一部分 ， 具有巨大的找矿潜力。 3 ． 3 加大工作力度 。 汗吉尕成矿带的找矿成果将有 重大突破 汗吉尕成矿带中地质工作程度较低， 仅是以小比例 尺地质调查、 区域地球化学普查为主， 发现和圈定了一 些矿点及异常区。 在此基础上， 近两年来， 针对已知矿点 开展的自治区资源补偿费项 目， 均取得较好 的成果 ， 通 过对北达巴特斑岩铜 钼 矿、 库尔尕生铅锌矿的普查 ， 取得了可喜的突破。因此， 认真分析汗吉尕成矿带的成 矿地质条件， 综合研究已有的资料， 以扎实的基础地质 调查。 对重点地段选择合适有效的工作方法和手段进行 综合{ ．价 ， 在该成矿带一定能实现寻找以 C u 、 P b 、 z n为 主的大型一超大型矿床的重大突破。 参 考 文 献 [ 1 ] 地质科学研究院情报所． 国外斑岩铜矿， 1 9 7 5 ． 4 [ 2 ]隗合明， 王全庆， 宁晰春． 西天山北部大地构造背景 与成矿关系及找矿预测． 西安工程学院学报． 1 9 9 9 ． 2 1 4 [ 3 ]新疆有色地质公司科技情报室． 中国新疆周边邻国 省 有色金属矿产地质情报调研与对比报告． 1 9 8 8 ， 1 维普资讯