波兰铜、铅、锌矿的开采(1).pdf

波兰 铜 、 铅 、 锌矿的开采 波兰是一个矿产资源丰富的国家 , 开采 量占世界总开采量的 3 , 波兰的有色金属 基地主要是下西里西亚的铜矿床和西里西亚 一克拉考地区的铅锌矿床 。 铜矿的开采 矿床地质近年来在波兰的许多地区 都发现了含铜页岩矿床 。 1957 年在苏得顿一莫诺克利那里地区 探明的沉积矿床最重要 , 这些矿床赋存于下 西里西亚二叠系的岩层中 。 就铜矿规漠来说 其储量仅次于智利的丘基卡马塔矿和埃尔特 尼恩特矿 。 矿床的铜储量 占世界铜储量的 8 , 属层状矿体 , 其厚度从数厘米到2 0 m , 含 铜品位 为 1 . 54 。 埋藏 深 度为 60 0一 2000m 。 岩石类型为 砂岩 、 页岩和碳酸盐岩 。 这种矿床的不同岩石结构给开采和选矿带来 了很大的困难 。 经济矿物有辉铜矿 、 斑铜矿和 黄铜矿 。 在前苏得顿一莫诺克利那里地区已 探明有开采价值的矿石量为 3200Mt , 含铜量 约为 5 0M t 0 除了铜以外矿床还含有 1 9 种元素 银 、 铅 、 锌 、 钻 、 镍 、 铬 、 钒 、 锰 、 锡 、 秘 、 砷 、 锑 、 稼 、 锗 、硒、 徕 、 牡 、 啼 、 金 。 铜矿山谢罗谢维采一卢宾矿床目前 有 4座矿山在开采 , 即卢宾 、 波尔科维采 、 鲁 德纳和谢罗谢维采 。 前三座矿山生产已接近 达到设计能力 。 谢罗谢维采矿目前正在建设 中 。 下表列出了 1990年该地区各矿山的产 量 。 矿山 年开采矿石量 , t 日开采矿石量 , t 矿石铜含量 . t 矿石银含量 , t 卢宾 波 尔科维采 省德纳 谢罗谢维采 累计 6 2010 00 62 6 0 00 9 38900 0 2 50700 0 2435 7 00 0 24 70 0 249 00 37 400 9 900 9 7 0 0 0 7220 0 9110 0 1 6 0 6 00 42 3 00 3 69 50 0 3 8 1 . 9 19 9 . 2 40 3 . 3 6 3 . 5 1 040 . 9 中原矿体的开采自 1968 年以来采用 房柱法开采 3一sm 厚 、 倾角 10 0的中厚矿体 。 矿床的岩石力学性质和这种采矿方法的优点 使其在矿山得到了广泛的应用 。 其重要的优 点是 1能大规模集中开采 ; 2 整个采矿工 艺过程可全部实现机械化 ; 3回采高度能够 适应矿体可采厚度的变化 。 房柱法分为单步骤开采和两步骤开采 . 单步骤开采要崩落顶板岩石 , 而两步骤开采 则采用崩落顶板或在须维护上盘的情况下采 用水砂充填 。 在两种采矿系统中选择哪一种 取决于岩体状况及生产组织情况 。 从采矿技术角度考虑 , 最好采用两步骤 开采 。 现将其简要叙述如下 两步骤房柱法是把矿体分为二个步骤回 采 。 第一步用 6m 宽脉内巷道把矿体分割成 27r nX27m27m 义45m 的矿块 , 首先采掉整 个采区矿量的2 02 5 。 第二步分三小步回 采第 1步骤所形成的矿块 。 在采矿的同时用 水砂充填采空区 。 为了维护顶板和采矿工作面 , 安装 1 . sm 长的胀壳式锚杆 。 房柱法回采作业面的长度 由于所采用的运输工艺而不受限制 。 然而 , 由 于回采工作面最大推进步距为每天 1一1 . sm , 以及为了达到理想的应力分布 , 实际上 回采工作面的长度不超过 300m 。 在中厚矿体中房柱法的开采损失在第一 个开采时期是相当的高 , 采用水砂充填时为 DOI 10. 13828 /j. cnki . ckjs. 1993. 28. 003 10 , 采用崩落法时为 1 222 。 厚矿体的开采鉴于前苏得顿一莫诺 克利那里铜矿床的特殊地质结构及其几何尺 寸 , 需采用从上向下推进 的分层采矿方法来 开采厚度大于m5 的矿体 。 稳固的白云石顶板 用锚杆支护 , 采空区用水砂充填 。 } 一犷厂 - 一 了 一厂 一不 - 一〔二 五三亏尸 - } 口 体时顶板及侧帮都用 2 . 6m 长的胶结锚杆维 护 。 锚杆网度顶板为每砰方米 1 根 , 侧帮为每 1 . 5 平方米 1 根 。 特厚 矿 体 的开采的 损失率为 1 2 2 3 , 这取决于岩石性质 , 而首先是矿层的厚 度 。 薄矿体的开采 为了开采赋存在前苏 得顿一莫诺克利那里地区大面积 3m以下的 薄矿体如谢罗谢维采新矿的薄矿体就占 8 1必须进行大量的试验研 究以寻求其合 理的开采工艺 。 这些工艺应该实现最大限度 的集中开采 , 降低损失贫化 , 保持或提高开采 的经济效益 。 对此有下列采矿方法可供采用 崩落顶板并采用低矮型装载 、 运输机械的一 步骤回采的房柱法和采用移动式液压支架和 放顶的壁式采矿法图 3 。 吃 l 一 . 一 万 月 f J 习 几| l l 1 L卜尸l卜 || 川一 卜 一 一 一 厂 | l 几| 走 压 . 厂 || L 图 1 两步骤房柱法 7 0年代首先在厚度达 7m 的矿体部分曾 用 留矿柱的壁式采矿法进行采矿试验 。 采用 “ Ru d a n s”采矿法回采厚度达15m 的矿床 , 这 种方法是把矿体从上向下分两层回采图 2 。 普 鼻 、 叹 { 卫工 二 玉理 些一 一 巳二 二厄皿且;口 一匕叮行 L匕 一 二立少 三二 一止二匕二 二 兰 “ 二 _ 叹1二 _ 图 2 “Rudna s , ,采矿法 对上部 sm 部分矿体用房柱法开采 , 并将 其分为 1 1 . sm28m 的矿块包括矿房和矿 柱 。 下部分层用宽矿房和留一系列矿柱进行 开采 。 在这些矿房内也把上一分层的矿柱采 掉 , 这样 , 便在开采下部分层时达到了总的可 采厚度 。 充填的矿房宽度为 . 。 回采特厚矿 图 3 保护工作面安全的后退壁式采矿法 采用机械式支架的后退壁式采矿法可以 开采最小厚度为 Zm 、 倾角为 15 “的矿体。 这种 采矿方法由2 6个逐一超前2 0一 4 0m 的开 采工作面组成 。 在采准时 , 便把采区用矿房 大的采矿巷 道切割成1 52 5m 只6 0m矿 柱 。 矿柱的长边与回采工作面垂直 。 矿房是据 矿柱 的情况确定 , 一般它需超前采矿工作面 掘进 , 其长度需与采矿点1 5 25m 一致并与 总的岩石状况适应 。 在采矿作业点的区域用 1 7 sm 移动式支架支护 。 运输巷道用1 . sm 长的胀壳式锚杆支护 。 采矿时垂直于工作面钻凿炮孔 。 炮孔打完后 支架向后移动 , 在班末进行爆破 。 在两个作业 班之间的间隙进行通风 。 用铲装机运矿石至 转载站 。 在收回液压支架后 , 利用顶板 自然崩落 的岩石充填采空区 。 如果崩落不尽人意 , 则借 助凿岩爆破作业进行诱导 。 这种采 矿方法 的日开采量 为 18 00 220以 , 工作面效率约2 5 t 。 目前这种采矿方法 的开采损失率1980 198 5为360 。 矿山危害冲击地压和空气污染是波 兰铜矿最大的危害 。 冲击地压是 由下列因素引起的 1 矿体 埋藏较深及由此产生的高岩体应力 ; 2 顶板 岩层厚度大 ; 3 矿床多次冒落 ; 4 采用房柱 法开采 。 广泛采用柴油驱动的机械设备代替风动 和电动设备便导致所有地下作业地点供风不 足 , 井下气温难以保持在2 8 C以下 。 由热平 衡检验得知 , 5 06 0的热量 来自柴油机械设备 , 其余来自 岩体 。 环境污染开采对地表的影响表现为 地表沉降和破坏 。 地表变形范围取决于开采 矿层的厚度 、 顶板处理和矿床的埋藏深度 。 爆破造成的地震和岩体应力 自然解除所 产生的冲击对铜矿区建筑物产生不利影响 。 尾矿 池中的 浮选 废水 会污染 地 下水 。 1990 年废水超过了 15 0M t , 月排出废水约 ZMt 。 尾矿池面积达 69 5 h a 。 打 澈水的矿化程 度很高 , 尤其是氯化物和硫化物离子渗透到 尾矿池的下部 , 对地下水形成严重的危害 。 这 些水中还含有钙和钠离子 、 重金属 、 去污剂 、 酚 。 尾矿池构成了地下水污染源 。 铅 、 锌矿的开采 于三叠纪中期的碳酸盐岩中 , 尤其是 在西里 西亚和克拉考夫地区的白云岩中 。 矿区面积 达约 s 500km , 。 白云岩厚 度极 不 一 致 , 从数厘米到 2oom , 甚至 300m 。 矿体呈水平状 , 严重破碎 , 矿体呈假片理状 、 窝状 、 透镜状 。 厚度从数厘 米f I J Zom 。 矿石以硫化和氧化的铅 、 锌化合物出现 。 铅 、 锌矿石可采储量为 350Mt 。 其中锌金属含 量为 1SM t 、 铅金属含量为 6Mt 。 矿石中的金属品位也极不一致 , 从 2到 4 0 。 一般开采的矿石含锌 5 , 含铅 1 , 并 伴生 e d 、 A , 、 Ti 、 e e 、 Ag 、 M n 和 e u 等元素 。 开采在一般情况下 , 厚度为 2 . 8.6 om 的中厚矿体在个别情况下最大为 sm采 用重型机械装备的房柱法开采与卢宾铜矿 的房柱法类似 。 用水砂充填的房式采矿法主要用于切宾 卡矿和奥尔库什矿区的水平采场 。 这种方法 基本上用于厚度约为 sm 的厚矿体 。 除了上述主要的采矿法以外 , 也采用壁 式采矿法 。 壁式采矿法首先要用锚杆支护 , 其 充填料不是用水砂就是用崩落的岩石 。 矿石回采全部采用凿岩爆破 。 除浅孔外 也用深孔 , 爆破用硝钱炸药 。 环境危害由于铅锌矿的开采致使地 面水位下降 , 从而引起农业和生活用水短缺 , 也造成地表和建筑物的破坏 。 在采用崩落法的地区 , 由于矿层埋藏不 深 , 造成地表大面积塌陷 。 这些塌陷区部分用 于堆放废石 , 在采矿结束后 , 还要进行复田和 绿化 。 当持续睛天时 , 铅锌选矿会导致尾矿库 的尘土飞扬 。 对于这种危害 , 可以采取在尾矿 库周边洒水的办法 。 废弃的尾矿库要用土覆 盖并种植植物 。 . G039 304一215雍正凯 吴统顺 矿床地质波兰的主要铅锌矿床赋存