浅议陕西五洲中村钒矿区采矿方法.pdf

科技论坛 浅议陕西五洲中村钒矿区采矿方法 韩志祥谢志勇 杨宏伟 明晓虎 陕西五洲矿业有限公司，陕西 商洛 7 2 6 4 0 3 【 摘要 】对陕南山阳中村钒矿区矿体赋存状态，全面分析， 研 究 ， 对 陕南石 煤钒矿 带地质 进行考察 ，对现 用采矿 方法进行 分析 ， 创 造优化 出七种采矿 方法，满足全 区不 同地质情 况的采矿 ，大大提 高资源利用率 ，提 高回采 率，降低 贫化率 ，提高采选综合 回收 率， 提 升该区的经济效益 ，产生 巨大的社会效益 。 【 关键词 】 稳固性、夹石、房柱留矿法、安全性、采矿方法。 1地质概况及矿岩稳 固性 1 地质 概况矿区地处陕西秦岭 山脉中段南侧 ，属南秦岭 印 支褶皱 带，位于耀岭河背斜南翼 ，出露地层 主要 为上元古界震旦系 及下古 生界寒武 、奥陶系 ，岩浆活动不发育 ，褶皱 断裂较简单 。该 区钒矿矿体产于 下寒武 统水沟 口组下段 e s g 属浅海相 同生沉积 矿床 。主采矿体赋存于过渡层 e s g 一 及其下炭质粘土岩 e s g 和其上 薄层硅 质岩 ￡s g 内，呈层状，矿 体走 向 9 O 。至 l 1 O 。 ，倾 向北 ，平均倾角 4 7 。3 O ，矿体厚度 1 ． 4 3 1 9 ． 2 1米，平均 7 ． 3 O米， 个别 区段 厚度很 大， 达到 3 O多米， V 2 0 含量为 0 ． 8 3 ～ 1 ． 3 2 ％ ， 平均 品位 为 0 ． 9 5 ％。矿体 由硅质岩 、硅质炭质粘 土岩和炭质粘土岩 三种含钒 的岩石所 组成 ，在 1 1 2 0水平 以上未见夹石 ，但在 1 0 8 0水 平断续 出现 夹石 ，存在于硅质岩、硅质炭质粘土 岩之间，厚度小 ， 不稳定 ，到 9 6 7水平 ，夹石依然在走 向倾 向上不连续，但厚度有所 增大 ，厚度 为 O ． 8 3 ． 0米；在 9 1 7水平 ，夹石连 续且变 厚，平均厚 度 5 ． 6米，在 8 6 0水平为 9 ． 1米， 由此可见，夹石随深度的增加而 变厚 ，推测在 8 6 0以下水平 夹石更发育；夹石矿 物成分主要为隐晶 质石英 9 O ％ 一9 9 ％ ，其余为褐铁矿 、绢云母 ，重晶石 ；夹石结构为 团 块状 ，致密坚硬 ，稳固 ，品位 为 0 ． 2 ％ 。深部 9 6 7以下矿 体下部与炭 质粘土岩接触界线依然 不清 ，靠取样确定 ， 矿 体底板为含炭粘土岩 ， 岩层 厚度 大，节理裂隙不发育 ，裂 隙率 0 ． 5 一 1 ． 0 ％，稳固 ；顶板不 再是 2号或 3号矿 体，而变为硅 质岩层，成浅灰色 ，层理不发育 ， 稳 固性较好 。 2 稳固性 通过矿区各中段工程揭示看 ， 矿岩稳固性分三类 一 类为稳 固区段 ，为大部分正常沉积 区段 ，一类 为不稳固区段 ，为 褶皱 区段 ，一类 为极不稳固区段 ，为黄泥发育 区段；各类区段在走 向上有规律分布 黄泥区段基本在 1 3线至 1 7线 ，褶皱区段在 2 2线 至 2 4线 ，各类区段在倾 向上分布规律为上下垂直对应 ；矿区矿岩稳 固性总规律 为浅部氧化黄泥发育 ，节理 、层理 、褶皱构造发育 ， 稳 固性差 ，随深度 的增加，氧化黄泥变 弱，节理、层理 、褶皱变弱 ， 矿岩稳 固性增强 ；且 2号 3号矿体未延伸 到 9 6 7水平 ，9 6 7水平及 下部水平矿体顶板 围岩 完整稳 固，有 利于开采。 2本 矿区采矿方法的演变 陕西五洲 中村钒矿 前身是山阳华成钒矿 ，1 9 9 6年 l 1 月建成， 由长沙有色 冶金 设计研究院设计采矿方案 ，采矿 方法选用垂直分条 分层开采锚 杆 金属网 护顶 电耙 出矿采矿 法和 无底柱崩落发 ；而 其生产 实际应用 垂直分条倒台阶 留矿采矿法 ，冒顶时有发生，安全 性差 ，回采率低 6 1 ％ ，贫化 大 1 8 ％ ，经济指标差 2 0 0 4年 l O月份陕西五洲收购 华成钒矿，分别应用房柱式 留矿 电耙 出矿法 一分段房柱 式留矿 电耙 出矿 法一 隔断房 柱式 留矿 电耙 出矿法 ，并对主 巷位 置进行调整，变 中段顶底柱合 一，回采率 目前 达到 8 1 ． 2 ％ ，贫化率为 7 ． 9 5 ％ 但该采矿方法仅适合矿厚 5 m以下正 常 区域 ，而对黄泥块段 、特 别是 5 m以上的中厚及厚矿体，公路沟槽 不允许塌 陷区段 ，该方法无法满足安全要求 ，也无法 满足回采指标 。 3本 矿区采矿方法试验 3 ． 1充填采矿 方法试验 2 0 0 6年 由长沙矿 山研究院进行设计 ，并在现场 指导 ，在 l 1 6 6 中段 4 1 0采场进行 该方法试验 。 目的 a 、进一步提 高回采 率。 b 、为严禁塌 陷变形 的沟槽 、公路 下积压 的资源 回采进行准备 。 结果 a 、锚杆锚索支护无 效，冒顶四次 ，压埋耙头 3个 。 b 、损失率大 ，因帽顶而 留走 向连 续矿柱 ，且扒矿不干净 。 C 、贫化大 ，充填渣扒入矿井 。 d 、回采强度小 ，经济技术指标差 。 e 、试验不成功 。 原 因 a 、直接顶板为 2号 3号矿体 ，层理片理发育 ，且夹有薄泥层 ， 厚度大，锚杆无法形成摩擦拉力 ，锚索无法挂到稳固岩层 。 b 、干式废石充填 ，因厚度大 ，搬运 困难 ，无法搬运平整接顶 ， 顶板暴露面积大 。 C 、取渣 困难 ，成本大 。 d 、工艺复杂 。 3 ． 2水平分层金属假顶采矿法试验 2 0 0 8年 由长沙院在 1 2 0 0中段黄泥块段 3 1 2采场进行该方法试 验。 目的对极不稳 固的黄 泥块 段进行回采，最大限度的回收本区 资源。 结果进行第一个分条 中失败 。 原因金属网假顶难 以形成 ，且黄泥矿堵塞溜井。 3 ． 3垂直扇形 中深孔崩落法试验 2 0 1 0年在 1 0 1 5中段厚矿段 7 2 2矿块进行该试验。 目的对厚矿体块段进行回采 。 结果 冒顶、损失率极大 ，贫化率超大 ，试验失败 。 原 因 a 、矿体倾角小 ，仅 4 7度 ，不 能形成覆岩下放矿。 b 、直接顶为 1 、2矿体 ，稳 固性差 ，易冒落 。 C 、 延走 向一次推进回采， 未 留矿柱， 顶板暴露面积大， 形成 冒顶。 d 、顶板 冒落后 ，由于渣石 的向下移动角总是大于 4 7度 ，导致 放出的永远是渣石 ，而矿石压在下部 ，无法放出。 4本矿 区现 用采矿 方法存在 问题 1 、无法解决黄泥块段矿体回采 。 2 、无法适应 中厚及厚矿体的 回采 。 3 、公路 、沟槽积压的资源无法回采 。 4 、无法适应深部顶板稳 固但夹石厚大的块段回采 。 5外矿 区的学习调 查考察 5 ． 1对商南千家坪华源公司进行调查研究 华源公司矿区矿体厚度大 4 0米 ，倾角大 7 5度 ，采用中深孔 无底柱崩落法采矿 ，上下盘巷道履 带装矿 。工艺总体 上是成功的， 但依然存在 问题 采落矿石 只在 上下盘 端头装运 ，中部无法进 入装 运，形 成一边近矿 体厚度 4 0米 ，两角 为 3 8度 矿岩安息角 的 三角形，延走 向则形 成 5 O米高的三楞体 ，且放出的是上下盘 贫化的 矿石， 中部较高 品位 的放不 出来 ，贫化 率高，采矿损 失率大，金属 损失率大。 5 ． 2对 山阳杨洼钒矿开采设计进行研究 杨洼钒矿矿体厚度 l 4米 ，倾角 2 8度，矿体稳固性差，顶底板 稳固；其采用倾 向分条进路 中深孔爆破 ，但其进 路巷道布置在矿体 内下层 ，巷道稳 固性差 ，安全 隐患大，支护 费用 大，且爆破后矿堆 压住进路巷 ，通风 困难 ；建议其把进路布 置在矿 体上层 ，巷道 顶为 上盘围岩，这样就解决上述 问题 。 6研究选用 适合五洲矿 区不 同快段 的新 的采矿法 2 0 1 5 ． 0 1 l 4 6 9 T e c h n o l o g y F Or u m 6 ． 1倾 向进路分段有底柱中深孔崩落法 1 条件 适应上部以 2号矿体为顶板 ，顶板稳 固性较差，矿 厚大 于 5米区段 2 基本原理 把矿块沿倾 向分两个段 ，再沿倾 向分 3到 4个 分条，各分条分别打 凿岩天井，每 个回采单元形成通风 ，行人 ，照 明，凿岩爆破 系统 。 3 技术参数矿 块走 向长度 5 0 m ，倾 向长度 6 5 r a ，矿房 7 1 0 m ，房柱 3 4 m。 4 生产工 艺凿岩爆破一矿石 自溜到电耙道一 电耙搬运到小 溜井一放入矿车一 电机车运到地表矿仓。 5 优点回采安全 ，能一次采全 厚，贫化率小 ，回采强度大。 6 缺 点采切工程相对较大 ，有房柱损失 ，回采率不高 。 6 ． 2水平平行分段 隔段 中深孔崩落法 1 条件 适应深部直接顶 为 白云岩 ，顶板稳 固，矿 厚大于 5 m ，特别是更厚 的厚大 区段 ，无夹石或夹石较薄 。 2 基本原理把矿块沿倾向分 2个段，再沿倾 向由隔离矿 柱 分成 2个部分， 在矿块两侧行人通风天井每隔 5 m延厚度 凿水平凿岩 巷，在凿岩巷延走 向凿水平相 向平行 中深孔 ，形成通风 ，行人 ，照 明 ，凿岩 爆破系统 。 3 技术参数矿块走 向长度 5 0 m ，倾 向长度 6 5 m ，倾向隔离 房柱 4 m ，矿房 1 9 m 。 4 生产工艺延走 向一次相 向凿岩一 凿岩爆破一矿石 自溜到 电耙道一 电耙搬运 到小溜井～放入矿车一 电机车运到地表矿仓 。 5 优点 回采安全 ，采切 工程相对少 ，生产能力大 ，回采率 相对高。 6 缺 点依然有 隔断矿柱损 失，贫化率相对较大 。 6 ． 3上下分层房柱留矿采矿法 1 条件适应深部顶板较稳 固，夹石厚 4 m 以上 ， 上下层 矿厚均小于 5 m矿体区段。 2 基本原理把两层矿单独房柱 留矿回采合成～个开拓采切 系统回采 ，共用运输巷 、穿脉 、通风行人天井、回风巷 。 见附图 3 技术参数 矿块走向长 5 0 m ，倾 向长 6 5 m ，矿房 5 m ，房柱 2 m 4 生产工艺 除上层对应矿房超前下层一个循环外，其它与 目前房柱 留矿法 同。 5 优点万吨掘进 比相对小，夹石作为层间隔离柱 ， 贫化小 ， 采矿综合 效益经 济高。 6 缺点上下层矿 柱严格对应 ，技术 管理生产 管理要求高 。 6 ． 4上下分层中深孔崩 落法 1 条件 适应深部顶板极稳固 ，夹石厚 4米 以上 ， 上下层 矿厚均大于 5米矿体，特别是厚大矿 体区段 。 2 基本原理 在凿岩巷中对上下层 矿打水平平行孔，不对夹 石打孔，把夹石 作为连 续层状矿 柱。 见 附图 3 技术参数 矿块走 向长度 5 O米 ，倾 向 6 5米，孔深 1 6米。 4 生产工艺 爆落矿石 自溜到倾 向电耙道 ，经倾 向电耙扒到 走 向电耙道 ，经走 向电耙扒到小溜井 ，经电机车运到地表矿仓。 5 优点 回采率 高，贫化小 ，采矿强度 大，综合经济效益高 。 6 缺点要求顶板特稳固 ，夹石完整厚大稳固 ；稳 固差 时必 须选用分 段，或 分段 隔断的更 小回采单元 。 6 ． 5走 向伪倾斜胶结充 填采矿法 1 条件适合不准塌陷变 形的公路、沟槽下块 段。 2 基本原理 用胶 结充填物充填采空 区，且边采边充填 ，充 填物支护顶板，不让其移动变形。 3 技术参数 沿走 向 2 0 0伪倾斜推进 ， 每 5 0 m设个小溜矿井 。 4 生产工艺延伪 倾斜 凿岩爆破一 矿石延伪倾斜 自溜到 电耙 道一 电耙搬运 到小溜井一 电机车运到地表矿仓 。 5 优 点回采率 高，贫化 小。 6 缺 点工艺复杂 ，成本高 。 6 ． 6水平分带上向胶结充填采矿法 1 条件 黄泥块段 。 2 基本原理水平分层 自下而上掘进 支护采矿 ，先延走 向掘 进支护采矿 ，然后延厚度支护后退采矿 ，一个层采完后进行胶 结充 填 ，等胶结充填物凝 固，达到强度要求后 ，进行 下一个循环 ，下一 个循环 以胶结充填物为底板，循环进行。 3 技术参数分层高度 为 2 ． 5 m ，宽度为 2 ． 2 m 4 生产 工艺掘进式采落矿 石经人工 电耙搬运一 小溜井一 电机车运 出一地表矿仓 。 5 优 点能回采极不稳 固的黄泥矿体 ，充分 回收资源 。 6 缺 点开采强度小，工 艺复杂 ，成本极大 ，经济 效益很 差， 只有钒 价极高时，可能有利润 空间。 7经济效益预测 1 完全解 决了该 区域不 同地质情况的矿石回采 ，盘活 地质资 源， 延长该区服务年限， 估计盘活资源 5 0 0 万吨 ， 延长服务年限 1 O 年 。 2 采用分层回采 ，夹石留作隔离矿柱 ，大大降低 采矿成 本， 极大降低贫化率，预计单个矿块减少混入废石 2 ． 5 2万吨 ，节约采矿 费 1 7 6万元 ，节约选矿 费 9 5 7 ． 6 万 元，单个矿块共节约资金 1 1 3 3 ． 6 万元 。该区保守预计 按 3 0 0个适 宜使用 该方法矿块计 ，节约资金 3 4 亿元 。 上接第4 6 1 页 3 ． 2 安装 时段 内的控制 净化 空调系统 的安装过程对洁净 工作 又有了高层次的要求，在 系统组装 时，一 定要确保 系统配件 的洁净性。对 风管渗漏工作的检 查，要在其保温 以前进 行，并在组装完成之后，重新检查空调器的 渗漏状态 。需要 注意的是风管内壁 的光滑和整洁、缩减竖直层 的对 接。风 管的安装 工作 应在包 装拆封 之后及时进行 ，避免在等待过程 中吸附灰尘。 3 ． 3调试时段内的控制 运用透光与透风的手段 ，检查风管设施的渗漏状态 。保证管道 内压强的平稳性，检测渗漏的实际体积。一经发现风管渗漏，必须 及时进行修补或替换工作。同时对于具有连锁属性的部件来说，在 全部的安装与测试工作完成之 后，要 坚持维护连锁 的常规 化状态 。 4 结语 净化空调系统在各个领域中 的运用越来越广 ，对我 国的经济 、 生物 、医疗技术发展做 出了很大的贡献 。 洁净 空调系统 的施工技术 ， 在具体的施工过程中融入 了多 门学科的综合知识 。在科学技 术飞速 发展的今天 ，如何将节能减排与 自动控制等融入净化 空调 系统，如 何做到更高层次上 的洁净 ，在安装过程 中如何保证每 个环 节的严谨 性和规范性 ，如何提高施工人员 的施工 技术素养 是一 个在 未来很长 一 段时间 内值得探讨的话题。 参考文献 [ 1 ] 王胜浪． 关于净化空调系统设计与施工探讨【I 1 l 中国科技博览， 2 0 1 4 ． 【 2 ] 史建伟． 净化 空调 系统施工 的质量控制【 1 1 ．硅谷 ，2 0 1 3 2 2 ． [ 3 ] 权 晓勇 探讨净化 空调 系统调试 中发现的 问题． 卟 河南建材 ， 2 0 1 3 上接第4 6 8 页 4 加强运 用检修 维护。C R H 3 8 0 A L型动车组空调装置冷凝器 、 蒸发器安装在设备舱内，冷凝器、蒸发器滤网和客室各风口直接影 响空调装置换 热器热 交换 。建议 暑期高温 天，按照运行区段环境温 度加 强检修 维护作业 。即运行区段环境温度在 2 7 ℃～ 3 5 ℃时 ，每 次结合 一级 修使用清 洗后 的滤网全列更换冷凝器 、蒸发器滤 网，清 洁各风 口；环境温度高于 3 5 ℃时 ，每次结合一级修使用新 品滤 网全 列更换冷凝 器、蒸发器滤 网，清洁各风 口，并每 3 O天清洁冷凝器 、 蒸发 器，保证空调装置通风 良好 ，换热器清洁无热阻 。 4 7 0 l 华东科 技 5结束语 本文从 C R H 3 8 0 A L型动车组空调装置制冷原理、运用线路 、检修 维护等角度分析 了制冷 不 良原因，提 出空调装置改造和检 修维护 具 体建议，希望有 助于解 决暑期高温天气空调 装置频繁发生的制冷不 良问题 。 参考文献 『 l l T B T1 8 0 4 2 0 0 9铁道客车 空调机组．