难采急倾斜薄矿脉采矿方法研究.pdf

第 卷第 4 掰 、 L 斜霉； 亍 式 充 晦 ， -” i 确 ‘ 江西育 凸套属 - 1 I 口 2 年地且 7 州 难采急倾斜薄矿脉采矿方法研究 赣州有色冶金研究所鍪 勤 TD ． 摘 要 厚婆坳锡矿难采矿体放浅孔留矿法为水平分层干式充填法回采后，矿房凰采率提高了 。 3 5 茄； 损失、 贫化率分 剐降低了1 T 9 和1 5 ． 8 ； 改善了 作业条件， 其经济 l教 盎也是千 务萌豆 妁。为台理开采难度大 品位高的急倾斜薄矿弥，探索出了一种损 贫化事 幅． 作 业 较 安 全，可及时消除栗空区．防止夫面积地压灾害行之 有效曲采矿寄法． 关键词 干式充填难采急倾斜薄矿脉 降低贫化损失消除空医减轻地压灾害 0 前 言 厚 婆坳锡矿东区4 O 脒属急埙斜薄矿 脉 类型。矿石富含银，铅、锌、锡等 多 种 金 属， 尤其是 台银品位高迭2 7 0 g ／ t ，储量 占垒 矿 区储量的6 4 ％。但矿体开采技术 条 件 复 杂， 地表有大 片农 田，常年水体和公用设施 等，不允许陷落。矿、岩稳定性较差，易冒 疆、片邦 矿石 含硫、台混， 易粘结。矿山 原 庸 的普通 浅孔留矿法 ，难 以适应如 此复 杂 的开采条件。从1 9 8 9 年底开始，赣州有 色冶 金研究所与厚婆坳锡矿合作， ． 进行了上向水 平 分层干式 充填 法的试验研究 ，于1 9 9 1 年 8 月 结束采 场回采试 验工 作，这到 了 安 全 凰 采 、顺利 放矿 、空 区处理效果好 、不 留 隐患 的 目的。矿房回采率达9 2 ． 6 ％，贫 他 率 为 2 ． 7 ，采场生产能 力达 3 7 ． 2 , t ／ d每天一{ 畦 作业翩 ，掌手面工效5 。 8 t l 班，吨矿石直 接 成本1 3 ． O 5 元／ f ，吨矿石 充填成本1 3 ． 8 1 元 ／ t 。其它技术经 济指标 均达 到了设计 要求 。 经济效果是好的，彗个采场获宣接经济效益 1 0 万元。 采用水平分层干式充填往进行回采 可 以显著地 降低攒 失、贫他率，提高资源 回收 效 果 。阿时，随着原 矿出窿品位 的提高， 必 将 有利于提高选矿 回收率， 降低产品成本 ． 稿 日期i 9 9 2 0 1 0 3 改善企业经济状况。在综合实现对留矿法栗 空区进行有效充填处理等措施冉 匀 条件下，髂 保护邋表大片农 田、水剥工程和水体等不受 开采影响，从而避免发生薪的农矿矛盾和矿 坑 髻性事故 ‘ l 矿 床地 质 概 况 东区4 0 。 脉是全矿区主要矿脉掰 脉走向 3 1 0 u ，梧走向 8 7 0 m，矿化深蔗迭一S O O m， 最深为 一4 4 0 ，平 均脉宽2 ． 6 5 r a ， 最 厚 达 1 O 余米。有用元素平均品位 ；-a g Z 7 O g ／ t 。 S n O ． 5 2 ，Pb 4 ． 7 5 ％，Zn 2 ． 6 4 ％． 矿脉形态、产状 播受断辩构谴破牵静 控制。膨大缩 小、分支复 合，尖夭再现 现象 时有发生。矿脉主要卣致鍪城状和细脉浸染 状矿体组成。矿体与围岩介线不博。 围岩主要由细粒石英砂岩，泥 质 粉 砂 岩、碳质 页岩互层 组成 。岩 石软硬粗间，层 理分明 节理发育，f 4～ 8．岩层 走 向 与矿脉夹角较小，一般为1 5 。 ∞。 左右。在 有滴水情况下，页岩遇水膨胀极易沿层面片 帮 匿岩松散系数1 ． 6 2 ， 矿石体重2 ． 9 t ／ m 。 ． 东区矿床水文地质条件复杂，坑内涌水 量为2 ＆ a mI ／ h 。地表遍布农田，果园、公 路 善丽吾 骚 灭页_摹 -申 平 吕 广文、 顾庹想、 黄 少 炳． 刘仁．壬作夫．苏培河． 维普资讯 第4 辫 黎学勤难采急幅料薄矿脉采矿方法研 究 和术渠，西溪河在离矿体近距流过，遗表不 允许 陷 落． 2 上 向 水平 分层干式 充 填 法 选 辑 依据 a ． 矿脉储 量大 、品位高 、价值高，但开 采条件复杂，围岩稳固性差，矿体形态变化 较大，矿石易氧化结块 须寻求适合矿床特 点 、作业安全 、回采率高的采矿方 法。 b． 地 表不 允许 陷落．采用充 填法 回果 ， 可 以硬时处理空 区，防 止岩层移动和 地表 陷 落 C ． 矿山近期生产规模不大 、资金 紧张， 除国家给予扶持外，矿山无力建设水砂充填 系统 。并且矿山现有 重选尾砂 含银，铅、锌 锡品位较高，有待综合 回收，不 能作为 充填 料。 d． 矿山 已在 东区1 7 勘探 线建 立了 一套 简 易于式充 填系统 ，充填井 已掘至 一4 8 m 中 段 ，计划将 继续延 深至 一8 0 m中 段 ， 可 为 一 1 1 5 m中段 以上充 填服务 。矿山 已 开采2 0 多年，地表堆存了一定数量的废石，采用干 式充填法，可就地取材 ，节 省投资． 3 采 矿方 法 工业 试 验 研 究 8 ． 1 试验矿块 开采 技术条件 试验矿袭选择在 一8 0 m中段 2 0 1 采 瑚。 矿体 厚2 ． 6 6 m，倾 角5 8 。 ～8 3 。 ，矿石平 均品 位；Ag 2 4 4 g ／ t 、 P b 5 ． 1 7 ％，Z n 2 ． 5 2 ％、S s 0 ． 3 8 ％。矿、岩物理机械性 质 与 4 0 矿脉 大体一致。且 因该矿块三面紧邻留矿法采空 区 ，应 力集 中，开采更为田难。 矿块构成要 素 因受邻近采 空 区 的 限 制，在可采范围内，矿块长3 0 ． 3 m，阶段高 3 2 m，顶柱高 4 m，不 留矿 石间柱．试验 采 场见圈 1． 国 1 试验矿块采 矿方 法示意匿 8 ． 2 采准与 切喇 贯通沿脉乎巷，在采场 中间偏西位置摇 进沿脉先行天井即充填井 ， 规格 2 ． 0 x1 ． 5 m。 采用人工假底取代矿石赢柱，随着回采工作 面的向上推进，逐层构筑混凝土问柱．采场 两端架设术结构顺躇天并。供人员，设备， 材科进出采场甩。规格为2 ． 0 1 ． 5 m，内设 通风管道格，人行格，不设溜矿格。采场底 部 共布置三个放矿漏斗，即采场两端和中部 各安装一个。考虑刭采场出矿方式和各漏斗 放矿l量差别较大以及本着节省投资的原则， 采场 东端 1漏斗安装 振动放矿机 1台，中 间安装金属漏斗，西端安装术漏斗。振动机 放矿漏斗形式及尺寸要 求如图 2所示． 圈 2舞 放矿示意圈 维普资讯 2 1 4 江西 有 色奎 属 第6 毫 3 ． I回采工 艺 回采工作自下而上，分层回采，各回采 分 层工艺 基本 相同，即凿岩，爆破，电耙 出 矿 、放矿，底板清 扫，充 填等工序。 a ． 分屠高度 。由于采场 围岩 ， 矿 体 稳 定性 较差 ，分层 高度为 1 ． 5 ～1 ． 6 m，采幅控 制 在2 ． 4 ～2 ． 6 m．因矿石比围岩更橙软， 为 降低贫化，采幅略小于 脉幅 。 b ． 凿岩爆 破 t用 YS P一4 5 壅 凿岩机 ，一 字形钎头直径4 0 ram， 利用充填井作自由面， 向两倒推进．采用 2岩石炸 药、非 电毫秒 雷管起爆 。爆破作业 与浅孔 留矿法相 同．措 采 场全长一次装药 ，统 一联 网，实行无 梯段 一 次爆破． 当围岩，矿 体不稳固时 ，则采用 浅眼、短梯段、分次爆破 ． c ． 通风 t新 鲜风流经 顺路天井 和 2 0 2 天 井进入采场。因矿石含 硫 较 高，在顺路天 井底部安 装了 1台5 ． 5 k w局 扁， 进行加 强通 风 。污风 通过充填 井 排至 一4 8 m回风 平巷 。 d． 采 场矿石运 搬 采场矿石用 电耙将 其 扒八 溜矿小井。 电耙安装 在顺路天井西 侧间 柱上 ，尾绳挂在采场 西端矿 石顶板上，尾轮 用 楔形挂环固定 因顶板 松软，扒运过程 中 楔 形挂环常连 耐顶板矿石一 块拉脱，固定 较 难。影 响出矿效 率，一般为 6 0 ～s o t ／ 台班． 大块应在采场 内破碎 ，以防止 卡斗 。 e ． 采场放矿 各溜矿井中的矿石．经漏 斗 放入U型矿 车中，运 至马头 门． 当矿石 含 泥置高时，振动放矿效率较低，后经加水提 高 了放矿效率。 一般 为5 0 ～ 6 O t ／ 台 班。 f ． 安 全处理 及支护 人 员进入采场作业 之前 ，需 先洒 水降尘，敲邦 闰顶 ， 处 理 橙 石 ． 较破 碎的地方，采 用局敝护， 以确保 回采安 垒． g ． 采场充填t采场充填工艺包括两大部 分， 即混 凝土腔结 部分和废石充填部分 。 a混凝土胶结充 填 ①浇筑溜矿小井。由于矿脉顿 角 变 化 大，锕板圆柱式溜矿小井和混凝土预剐件组 台溜矿小井均不太适宜，故试验采用了混凝 士整体分段构筑溜矿小井方式。其井壁厚度 为2 5 0 ,“ - , 8 0 0 ram，下厚上薄．其 断 面 规 格 1 ． 2X1 ． 5 m．混 凝土标 号1 ,5 0 ，随分 屠 上 升浇筑，一般超出充填 体 面1 ． 3 ～1 ． 4 m即 可 ．放炮前并 口须加盖 ，放炮后再打开 并进 行 放矿． 构筑砼人工问柱。根据矿体 厚 度 不 大、中段不高、回采时间不长，水平应力不 大等特点，采用规格为1 ． 5 2 ． 4 m左右的 混 凝 土问柱。人工 间柱随分层 升高而构筑，每 次浇筑高度为1 ． 5 ～1 ． 6 m左右．施工顺序是 移开电耙绞车，清扫、冲洗杂物，两边架设 横撑和模板再行浇筑．砼间柱厦顺路天井见 田 8． 瞳3 混凝间柱及颠路夭并录意重 l 一蔼矿井； 2 一混壤土阃拄； 3 一颠路天井 试验证 明，在品位较 高的矿 体 中用 砼人 工问柱置换矿石间柱，效果是好的，有条件 的采场可 以借 鉴． 建造砂浆垫层。采场干式充 填 完 毕 后 ， 即可铺 设垫层 垫 层厚 度1 5 0 2 0 0 mm 。 地表 输送下来 的干 料在采场内加水 搅拌 ，用 电耙扒平 井辅以人 工整平，养 护2 4 h后 即可 进行下一分层回采，在充填体上铺设砂浆垫 维普资讯 第l 期 黎学勤，难采惠倾斜薄矿脉采矿方法研究 2 5 5 屠，可 减少粉矿 损失率 3～ 5 左右 ，提高 了矿石 质量． b采场 干式充填 ．地表出窿废石 经 铲运机装 入汽车 内，运 至 东区充填 井 内 储 放． 充填 井直径 约3 ． 0 m，每 次可 储存 废 石 2 5 O ～3 5 0 m。 ．采 场需 要 充填 时，充填 料 经 振动 敲矿漏斗装入 U型矿 车送 至果空场． 卸 入采 空场的充填料 ，采用 电耙扒 平井辅 以人 工 捣 乎，充填高度一般为 1 ． 5 ～ 1 ． 6 m。充填 体 表面虚用 块 度较小拘废石 整平 ，尽量 减 少 充 填体 内锕空 隙，避免 铺设垫层时水泥砂浆 流入 充填体 内，造成浪费。充填 效率 一般为 4 5 5 5 m。 ／ 台班．单 位矿石 充填 成 本 1 3 ． 8 1 元／ t ． 3 ． 4劳动组织形式 根据 测试数据，每一 循环作业时 间1 0 ～ 1 1 天 试验 巾实 际实行的是每天 一班作业制 。 组 织形式为 综台施工 队，即凿岩工 2 ，爆 破工 1人 ，支柱工 2人 ，电耙操作工 1人 ， 其他 3人 ，共 9组成。 3 ． s主要技 术经济 指标 因试验矿块 较短，开采 条件差 ，作业 制 度 不太合理 ，使试验指标受到 了一 定 的 影 响，见附表。 附表 主 要技术经 济指 标 4 经 济 效益 分析 a ． 矿 块直接经 济效益。2 0 1 试验矿 块 直 接经济效益1 o y Y 元。 b． 间接经济效益 。 采 用分 层充填法回采 ， 可 比 目前 矿 山所用的 浅孔留 矿 法 贫化率降 低1 5 ． 5 ，从而每年可为矿山节省运输费、 选矿费近4 0 万元。可以显著地降低损失率， 提高 资源 回收效果。在4 0 矿 脉中，即便按 5 O 左右的推广应用面 计算，可多 回收金 属 量Ag l 6 ． 4 7 t Pb 2 8 9 8 t Zn l 6 1 0 t 、 S n 3 1 7 ． 2 t ， 即可创 收 7 1 6 万元。 c ． 社会效益 。采用 此法可 以保护地表， 避免发生新的农矿矛盾和矿坑灾害性事故。 所 以社会效益也是好的。 5存 在 问题 与改 进 意 见 a ． 由手采场短，回采分层转移频繁、辅 助工作所 占比重大 ，试验过 程 中充填系统还 不完善，使试验指标受到了一定影响，使 充 填法 的 优势 没有 充分 发挥出来。 b ． 由于锚杆 护邦 ，锚索护顶措 施 未 实 施 ，在回采试验过程 中为 确保安全， 上下盘 均 留有0 ． 1 5 ～ 0 ． 2 m厚 的矿脉护邦 ， 造 成矿房 损 失率达7 ． 6 。建议 今后 在推广应用 过 程 一 中，采取行之有效的护邦，护顶措施，加强 采场管理 。 c ． 试验 中所 采用 的一天一班作业制，不 利于 采场生产能力 的提 高。今后若将工作面 时间利用系数提高到同行业水平，充填法采 场 生产 能力可望选到 5 0 6 0 t ／ d 左右。 d ． 改进采场间柱，溜矿小井，垫屠等工 程的施工工艺，努力降低充填成本，减轻工 人 劳动强度。 6结 论 a ． 2 0 1 难采矿块上向水平分层干式 充 填 法工 艺试验研究 取得 了圆满 成功 。为 开采该 矿 东区4 0 矿脉提供了一 种工艺 上可行 、技 术 上较台理 ，贫化损失率较低 ，回采作业较 安 全的采矿方法 ，并 可供类似矿 山 参 考 。 下 转 第2 6 1 页 维普资讯 叶先 { 韦嫦土 配分X萤光 光谱 测定 袭 7 潮 定 的 精 密 度 一 l I 2 3 4 5 6 1 7 8 X S R ．s ． D ； Yz O I 0 ． 3 0 0 ． S O 0 ． 3 0 o 3 0 I 0 3 00 ． 3 0 0 3 0 0 ． 3 0 。 t0I 0． 4 9 0 ．{ 5 r O ． 4 0 ． 5 2 f o l 0 t 0 l 2 0 3 8 0 4 3 0 4 5 1 0 ． 0 l 1 9 ． C e 0 0 ． 3 0 0 3 0 D 3 0 o ． 3 0 k o ． 3 日k 0 3 0 0 3 0 0 ． 3 D r t 0 0 ．3 20 3 00 ． 3 0 o ． 3 0 { 0 ．3n k 0 ． 3 0 0 ． 3 0 0 ． 3 0 Nd05 0 8 9 0 7 7 0 7 9 o ．B 8 f 0 ． 8 S 0 ． 8 9 D - 8 3 0 8 S 0 8 4 0 ． 0 4 5 6 ． 3 8 S m z O 1 ． 2 5 1 ． 0 T；1 ． 0 6 1 1 6 I 1 ．1 5 J 1 ． 1 日 1 ． 1 1 1 ． 0 7 1 ． 1 3 l 0 ． 0 6 6 5 ． 8 4 E ‘ Oj 0 ．4 9 0 4 5 D ． 4 8 o ． 4 8 0 ． 4 ,6 }0 ． 4 9 0 ． 4 7 0 ．45 0． I T 0． O l6 3． 4 0 G d t OI 5 ．94 5 8 1 5． 8 5 5．7 9 I 6 ．8 6 5． 7 6 5 87 5 ．7 8 5． 8 S 0 ． o 5 9 0 0 l Tb ●0T 1 0．6 2 l 0． 6 T 1 0． 62 l0 T 3 l n ．8 8 i l 0 ． T 6 i 0 6 6 t 0 ． 6 T l o ． B 日 I o ． 0 4 6 O ． 柏 Dy z O。 T 8 5 2 T 9 ． T 4 l T 9 ． 3 l T 8 ． 8 9 T 9 ． 2 1 l 7 8 ． 8 2 T 9 l T 7 9 4 2 伸． “1 0 ． 3 8 4 J 0 ． 4 8 H 。 l 0 5 0 ． 3 00 3 0D ． 3 D 0 ． 3 0 0 ． S O 0 ． 3 8 D ． 3 a 0 ．3 0 E r z O3 0 6 l 0 5 5 J 0． 5 6 o ．5 5 0． 6 2 0． 62 0． 5 ‘ 0 ．6 2 8 - 5 8』 0 0 “J T 6 9 r m z o● 0 ． 3 0 D 3 0 l0 3 0 0 3 0 0 ， S O l0 ． 3 a 0 3 O 0 ．3 0 I l L／ b l O 。 0 3 0 0 ． S O l0 3 0 I 0 ． 3 0 D ． S O I0 ． 3 ● 0 ．3 0 口 ． 3 0 t 0 o ． a D D 3 口J 0 ． a D J 0 ． 3 0 ． 3 口 ． 3 0 ， 0 ．3 O f 0 3 0 f f 上 接 第2 5 5 页 b ． 在2 0 1 采场开采条件复杂情况 下， 采 用 此法 取得 了近1 0 万 元的直 接 经 济效 益， 并为矿 山扭 亏为 盈开创 了一条有 效的途径。 c 4 0 矿脉用充填 法 回采的推广应用率 即使按5 O ％左右计算，也可多回收金属量； A g 1 6 ． 4 7 t 、 Pb2 8 9 8 t 、 Zn l 6 1 0 t 、 S n3 1 7 ． 2 t ． 即 增加经济 价值达2 7 1 6 万 元。 d - 在4 0 矿脉 广 泛 采 用分层充填{ 尝 惆 采工艺，能较及时地处理空区，有效地控射 地压活动，在综合实现对留矿潜采空区进行 有 裁充填处理的条件下 ，能为 保护 地 表 农 田，水利 工程，道 路和东体等提 供 可 靠 保 证， 避免 发生新的农矿 矛盾和矿坑灾害。 c 试验成 果达 到了 国内同类 矿床 开采的 先 进水平 。 上 接 第2 6 5 页 WS P -- l 型平面光栅摄谱仪老产品为 继 电器 控制 ．而新 产品为微机控制，无论何种 控制 的机 型 ，爆 光 同步 控制 继 电器 均 可 增设 ． 继 电器控 制 的机型可将新增继 电器线 圈与原柚的瀑光继 电器 线圈并 联，以期同步。微机控制的机型将 新增继 电器线 圈与 快 门线 圈并 联 ， 同样 可 以达 到 同 步 控 制 ． 注 意 所选 用 的继 电器线 圈 电源 以不 使原 电 路 超 载为宜 ，这 对微机程序控制 机型尤 应注 意．我 厂 选用的为] R x一1 3 F l型继电器 ，实 际使 用 效果很好． 5结 语 通过上述改进，使 整个控 系统功能得 以加 强 a 自动改变 电流幅度 ，可避免困人员 操l作 给分 析结果准确度带来 的彭响，减小 了 系 统 误 差 ． 整十系统一次启动后，即 可按 予置 程序 自动工作，不用人 工再行{ 】葶 节， 赣州有色金属冶炼厂邱晓露 维普资讯