新疆索尔库都克铜钼矿床采矿方法探讨.pdf

第 2 6 卷第 4期 2 0 0 4年 1 2月 甘肃冶金 GANS U MET AI 工URGY V0 1 ． 2 6 No ． 4 De e ．． 2 0 0 4 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 0 4 0 4 - 0 0 1 5 - 0 3 新疆 索尔库都克铜钼矿床 采矿方法探讨 朱文志 兰州有色冶金设计研究院有限公司 矿山分院， 甘肃兰州7 3 0 0 0 0 摘要 通过对索尔库都克铜钼矿床的矿体赋存特点的分析， 推荐采用了房柱法、 底盘漏斗分段空场法的采矿方法 ， 介绍了这几种采矿方法的回采工艺。 关键词 房柱采矿法； 浅孔 ； 中深孔 ； 底盘漏斗分段空场采矿法 ； 索尔库都克铜钼矿 中图分类号 T D g 5 3 ． 3 ； T D g 6 2 ． 1 文献标识码 A S t ud y o f M i ni ng W a y s i n t h e Su o e r k u du ke C o p p e r mo l y b d e n u m D e p o s i t i n X i n j i a n g Z HU W e n ． z h i ‘ I ． n T h 0 n g l a e e r mg ＆ R e s e a r c h I n s ti t u t e 0 f N o n f e r r o u s M, t o n u r g y C o ． L t d ， ] [ n T h 0 n 7 3 0 0 0 ，QI i n a Ab s t r a c t I 1 l mu g l l t h e a n a l y s e c h a r a c t e r i s t i c o f S u eer k u d u k e c o p p e r - mo l y b d e n u m m i n e -r e c o m me n d r o o m- and p i ] ．1 o r ，b o t t o m f u n n e l s u b s t o p i n g and o p e n i n g wo r k mi nin g me t h o d s ． Ke y wo r d sr o o m - and - p i l l a r mi nin g；fle e t b o r e；Mi d d l e d eep b o re ；b o t t o m f u n n e l S u b s t o p i n g an d o p e nin g wo r k 1 前言 新疆富蕴县索尔库都克铜钼矿床位于新疆维吾 尔族 自治区准葛尔盆地北缘 ， 属阿勒泰地区。该矿 床为中厚的缓倾斜 一 倾斜、 中厚 一 厚矿体， 矿石品位 较低。在当前 的技术条件下， 有一定 的开采难度。 如何根据该矿特点 ， 研究选择经济合理的采矿方法 ， 对于促进该矿的早 日开发， 获得一定 的经济效益有 着重要的作用。 2 矿床开采技术条件 矿体集中分布于矿区中部 ， 主要赋存中泥盆统 北塔山组第二岩性段中， 矿体产状与围岩产状基本 一 致。整个矿带分布范围全长约 2 5 0 0 m， 宽约 9 0 0 m， 呈 3 3 0 。 ～3 5 0 。 方 向展布 ， 倾 向南西， 倾角 1 0 。～ 4 5 。 。按 0 ． 5 ％品位指标圈定计算资源储量的铜矿 体有 3 4个 表内 ， 其中详查区 1 7 个、 普查区 1 7个。 铜矿体在地表出露的有 1 0个， 详查区 6 个、 普查区 4个 ， 主要为 4 、 5 、 7 、 9 、 ③ 一 4 、 ②号等诸矿体。出露 标高约 7 4 0 m， 从②号矿体起 向北西方向大致呈雁 行状排列。地表出露矿体分布于 8 线 一 3 l 线之间， 8 线以北矿体埋藏逐渐变深 ， 矿层逐渐变薄。 矿区最大的两个主矿体为 5号和 4号 ， 分布于 矿区中部的3～ 1 6线问， 其中 5号铜矿体 占矿床储 量的 7 5 ％， 4号铜矿体 占矿床储量的 1 0 ％。在矿区 3 4个铜矿体中， 长度大于 4 0 0 m的共有 5个， 其中5 号矿体最长， 为 1 0 0 0 m， 其他按长度依次为 4号、 9 号 、 1 0号、 7号、 1 4号。矿体形态较简单 ， 基本为似 层状及透镜状， 仅在尖灭部位具分支现象。矿体产 状较平缓 ， 大多矿体倾角 2 0 。 ～ 4 0 。 。 5号矿体位于矿区中部 7～2 4勘探线， 普查 阶 段控制矿体全长 1 0 4 0 m， 地表出露标高7 4 6 m， 矿体 最大斜深 8 7 3 m， 最大垂深 3 1 0 m。详查控制矿体长 为6 4 0 m， 矿体最大斜深 6 4 5 m， 最大垂深 2 7 8 m， 矿 体局部 出现膨大缩小 以致尖灭再现现象 8线、 4 线 ， 矿体呈似层状， 平面上呈 S 状。总体走 向3 5 0 。 左右， 倾 向南西， 倾角 6 。～ 4 5 。 。矿体最大真厚度 6 3 ． 9 2 m， 最小 1 ． 0 2 m， 一般真厚度为 5 ～ 3 0 ， 平均厚 度 1 7 ． 1 1 m。矿体氧化带深度 1 5 m左右。 4号铜矿体位于矿区7～2 4线问的 5号矿体底 部 ， 普查阶段矿体全长 1 040 m， 出露于矿区南段， 出 露长 度 4 0 0 m， 出露标 高 7 4 0 m， 控 制 最 大斜 深 豳 蜘 町 维普资讯 - 阜 I 囊 蔺 1 6 甘肃冶金 第 2 6卷 7 4 0 m， 最大垂深4 1 2 m 。详查控制长6 4 0 m， 控制最 大斜深 5 8 0 m， 最大垂深 2 5 2 r rl 。矿体呈似层状， 总 体走向3 5 0 。 左右 ， 倾向南西， 倾角 1 O 。 ～ 4 5 。 ， 矿体在 不同标高、 不同区问长度及产状略有变化。局部沿 矿体倾向具尖灭、 再现。矿体最大真厚度1 7 ． 6 8 m， 最小 1 ． 1 7 m， 一般 5～ 8 m， 平均厚度 7 ． 6 2 m。地表 氧化带深度约 1 5 m左右。 3采矿方法选择及方案 综合分析索尔库都克铜钼矿地质情况， 根据开 采技术条件可知， 本矿床为缓倾斜 一 倾斜、 中厚 一 厚 的矿床 ， 除局部地段外 ， 矿岩均为中稳 一 稳固。矿石 的品位总体上不高。本矿的主矿体为 5号和 4号， 倾角一般在 2 0 。 ～ 4 O 。 ， 厚度一般在 5～ 3 0 m。矿体 倾角和厚度处于中间值， 在采场矿石 回采放矿和顶 板管理方面处于不利。由于倾角不陡不缓， 采场矿 石不能利用 自重溜放 ； 矿体厚度中厚 一 厚 ， 采场空间 较高， 顶板检查困难， 维护顶板繁重， 矿柱回采作业 条件差， 采场设备搬运， 人员作业条件都比较差。 鉴于充填采矿法采矿成本较高， 对于品位偏低 的本矿床不经济， 故不予考虑。 崩落采矿法虽然采矿成本低 ， 但由于损失贫化 较高， 影响经济效益； 另外， 由于矿体分层产出， 崩落 采矿法对空区的处理方式势必影响各矿体的回采顺 序， 使得无法有效地先采富矿， 间接降低了企业总体 经济效益。所以最终没有考虑崩落采矿法。 依据本矿床矿岩均为中稳 一 稳 固、 倾角缓倾斜 一 倾斜、 厚度中厚 一 厚以及地表允许陷落等特点， 推 荐使用空场型采矿方法。在国内， 对于这类型的矿 体使用的空场型采矿主要有 留矿全面法、 房柱法 底盘漏斗法、 杆柱房柱法、 中深孔房柱法 、 爆力运 矿空场法、 分段空场法、 低分段无底柱空场法等。对 上述的采矿方法进行 比较并筛选后 ， 最后确定了 3 种采矿方法， 具体为 1 浅孔房柱法 应用 于倾角 ≤3 O 。 ， 真厚度 ≤ 6 m的矿体 ； 2 中深孑 L 房柱法 应用于倾角 ≤3 O 。 ， 真厚度 6 ～ 1 5 i n的矿体 ； 3 垂直走向布置的底盘漏斗分段空场法 应用 于倾角≤3 O 。 ， 真厚度 ≥1 5 m或者是倾角 3 O 。 ～ 5 O 。 ， 真厚度 6～ 1 5 m的矿体。 4回采工艺和设备选型 4 ． 1 浅孔房柱 采矿 法 4 ． 1 ． 1 矿块构成要素 矿块沿矿体走 向布置， 设计矿块长度为 4 0 m， 底部结构高 8 m， 中段高度 4 0 m， 在 2 5 m标高增设 电耙水平 即副中段 ， 将矿房分为上下两个部分 ， 回采时先上后下。矿房内设规则点柱， 其尺寸为 3 3 m， 其网度为 1 2 ． 5 X 1 2 m， 矿块顶底柱厚 4 m 。 由于矿体倾角均在 2 0 。 以上， 为保证采场 内耙 矿安全 ， 设计每隔 1 0 m沿倾 向布置一条耙矿上山， 将矿块分为 4部分， 各部分均采用 V型后退式 回 采， 在上山内用电耙耙矿。 设计每两个矿块 沿走 向 8 0 m 共用一套采场 溜井和人行通风天井。 4 ． 1 ． 2 采准和切割工作 阶段运输巷道采用脉外沿脉加穿脉的布置方 式， 采用穿脉装矿。 主要采准切割工作包括 自穿脉运输巷道内向 上开凿的矿石溜井和人行通风天井 ； 底部结构及副 中段水平的电耙聚矿巷道 ； 脉内沿矿体倾向紧贴底 板掘进的采场耙矿上山及其相应的电耙硐室； 在矿 房上部靠近顶底柱开凿通风切割平巷 ， 作为起始 回 采的自由面和回风巷道 兼第二出口 。 4 ． 1 ． 3 矿房 回采工作 矿块 回采为先采副中段 以上部分 ， 后采副中段 以下部分。各部分均为由远离穿脉巷道的一侧向溜 井及人行通风天井退采。 回采工作从矿房上部 向下后退式回采 ， 采幅为 1 2 ． 5 m， 当矿体厚度 ≤3 m时， 采用 Y T一 2 4水平浅 孔凿岩机一次落矿 ， 当矿体厚度 3 m时， 应分层 回 采， 先采用 Y T一 2 4凿岩机打水平孔采下部分层 ， 分 层高度 2～ 2 ． 5 m， 再用 Y S P一 4 5 型上向凿岩机打垂 直孔挑顶 。 采场内耙矿在耙矿上山中进行， 采用 3 0 k W 电 耙将矿石耙入水平聚矿巷道内， 再用 5 5 k W 电耙接 力耙至矿石溜井， 下放到阶段穿脉运输巷道内装车。 采场通风 新鲜风流由穿脉运输巷道经人行通 风天井进人水平聚矿巷道 ， 再经过耙矿上山进人采 场， 清洗工作面后， 污风经由采场上部回风巷道回到 上中段穿脉运输巷道。 落矿块度 ≤3 5 0 r n l n ， 一般不产生大块 ， 个别大 块的二次爆破采用裸露药包爆破。 ． 4 ． 1 ． 4 矿柱回收及 采空区处理 为安全生产需要， 设计除在矿房 内留有规则矿 柱外 ， 还留有阶段顶底柱 以及维护穿脉巷道和电耙 道安全的其他矿柱。 阶段顶底柱部分回收， 其余作为全矿地压管理 和控制合理采矿顺序的统一措施， 不予 回收， 维护巷 道安全的保安矿柱也无法回收。矿房内的规则矿柱 应在时机成熟时有计划地 回收， 并且矿柱 回收应与 维普资讯 第4期 朱文志 新疆索尔库都克铜钼矿床采矿方法探讨 1 7 空区处理有机结合， 同步进行。 空区处理可根据采场条件的不同采取不同的方 法， 一般可以采取封闭空区， 有其他特殊要求时也可 以采取强制崩落顶板围岩处理采空区的方法。 4 ． 2中深孔房柱采矿法 4 ． 2 ． 1 矿块 构成 要素 本采矿方法的矿房主要构成与浅孔房柱法相 同， 由于矿厚的增加， 规则点柱尺寸增大为 3 X 4 m， 并且随着矿厚和倾角的变化应有相应的变化， 矿块 顶底柱厚为5 m。浅孔房柱法中的耙矿上山在此成 为凿岩上山， 断面为 3 X 3 m 。设计每两个矿块 沿 走向 8 0 m 共用一套采场溜井和人行通风天井。 4 ． 2 ． 2采准和切割工作 阶段运输巷道采用脉外沿脉加穿脉 的布置方 式， 采用穿脉装矿。主要采准切割工作与浅孔房柱 法相同， 仅是切割工作改在矿房下部采用井巷联合 切割法开辟切割槽 。 4 ． 2 ． 3 矿房 回采工作 矿块 回采顺序为先采副中段 以上部分 ， 后采副 中段以下部分。各部分均为由远离穿脉巷道的一侧 向溜井及人行通风天井退采。 回采工作从矿房下部 向上推进 ， 采幅为 1 4 m， 在凿岩上山内用 Y G Z一 9 0型凿岩机打扇形 中深孔， 用 B Q一 1 0 0 A型装药器装药 ， 每次爆破 1 2排孔。 采场内耙矿在空场下进行， 采用 3 0 k W 电耙将 矿石耙人水平聚矿巷道内， 再用 5 5 k W 电耙接力耙 至矿石溜井 ， 下放到阶段穿脉运输巷道内装车。 采场通风 新鲜风流由穿脉运输巷道经人行通 风天井进入水平聚矿巷道 ， 进入采场清洗工作面后 ， 污风经由凿岩上山和采场上部回风巷道回到上中段 穿脉运输巷道。由于凿岩工作应超前于回采工作提 前完成 ， 故不存在污风串联问题 。 落矿块度 1 6 m时， 设两层凿岩巷道， 设计 每两个矿块 沿走向 8 0 m 共用一套采场溜井和人 行通风天井 。 4 ． 3 ． 2采准和切割工作 阶段运输巷道采用脉外沿脉加穿脉 的布置方 式 ， 采用穿脉装矿。 主要采准切割工作包括 自穿脉运输巷道内向 上开凿的矿石溜井和人行通风天井； 矿块底部及副 中段水平的电耙聚矿巷道； 矿房底板脉外掘进的采 场电耙道以及斗穿斗颈； 脉内沿矿体倾 向掘进 的分 段凿岩巷道； 在矿房上部靠近顶底柱和副顶柱开凿 通风切割平巷， 采用井巷联合切割法开辟切割槽。 4 ． 3 ． 3 矿房 回采工作 矿块回采为先采副中段以上部分 ， 后采副中段 以下部分。各部分均为由远离穿脉巷道的一侧向溜 井及人行通风天井退采。 矿块回采分两步骤进行， 先采矿房， 矿柱先保 留， 待时机成熟后再采。 回采工作从矿房上部向下后退式 回采 ， 在分段 凿岩巷道内用 Y G Z一 9 0 型凿岩机打扇形中深孔 ， 用 B Q一 1 0 0 A型装药器装药 ， 每次爆破 1 2排孔。 爆下矿石经 由采场底盘漏斗放人采场电耙道 内， 用 3 0 k W 电耙将矿石耙入水平聚矿巷道 内， 再 用 5 5 k W 电耙接力耙至矿石溜井， 下放到阶段穿脉 运输巷道内装车。 采场通风 新鲜风流由穿脉运输巷道经人行通 风天井进入水平聚矿巷道， 经分段凿岩巷道进入采 场清洗工作面， 或经电耙道、 再经采场上部 回风巷道 回到上中段穿脉运输巷道。由于凿岩工作应超前于 回采工作提前完成， 故不存在污风串联问题。 落矿块度5 0 0 ln l n ， 大块率约为 2 0 ％， 大块 的 二次爆破采用裸露药包在采场电耙道内爆破。 4 ． 3 ． 4 矿柱 回收及 空区处理 问柱回采与矿房回采方法基本相 同， 回采凿岩 在分段凿岩巷道中进行。当矿石品位不高时， 可省 略底盘漏斗和电耙道， 在相邻矿房的电耙道中出矿， 空场内可用抛绳枪挂小电耙回收剩余矿石。 阶段顶底柱应部分回收， 其余作为全矿地压管 理和控制合理采矿J顷序的统一措施， 不予回收， 副顶 柱原则上应予以回收， 其 回收过程应与空 区处理同 步进行 。 空区处理采用强制崩落顶板围岩的方法 ， 在上 中段穿脉运输巷道中向矿体顶板开凿专用顶板监测 及 回收巷道 ， 在其末端凿岩硐室 ， 在凿岩硐室内用 Y Q1 0 0 型潜孔凿岩机钻凿向上和向下倾斜 的深 下转第 3 4页 黜 翊 捆 维普资讯 参 畸 蔺 3 4 甘肃冶金 第 2 6卷 上接第 1 7页 孔 ， 一次性崩落顶板围岩填充空区。 3 种采矿方法的主要技术经济指标见表 1 。 表 1 采矿方法主要技术经济指标 5结语 房柱采矿法有着采准切割工程量小、 工作组织 简单、 通风效果好、 作业安全、 贫化率低以及矿块生 产能力高等优点 ， 因矿柱矿量所 占比重 比较大所带 来的损失率高这一主要缺点 ， 可以在本矿中依据矿 体赋存特点 ， 将品位较低的矿石留作矿柱 以避免富 矿的损失。虽然底盘漏斗分段空场法的采切工程量 大 ， 但优点也是很 明显的 首先 出矿时人不进入空 场， 安全有保障； 其次是在底盘电耙道集中出矿 ， 出 矿强度大 ， 采场生产能力高； 三是矿柱能及时回收， 矿石损失小， 随着矿柱回收， 空区可及时处理。 收稿 日期 2 0 0 4 -0 8 1 0 作者简介 朱文志 1 9 7 2 一 ， 男， 采矿工程师 ， 1 9 9 4年毕业于重庆大学 资源及环境工程系采矿工程专业。现从事采矿设计工作。 维普资讯