二道沟金矿采矿方法遇到的困难及解决途径.pdf

第 3 3卷第 2期 2 0 1 7年 O 4月 有 色 矿 冶 NoN FERRoUS M I NI NG AND M ET ALLURGY Vo1 ． 3 3 ．№ 2 Apr i l 20 1 7 文 章 编 号 l O O 7 9 6 7 X 2 o 1 7 0 2 1 5 0 3 二道 沟金矿采矿方法遇到 的困难及解决途径 李 强 ， 崔显水 辽宁省北票市 二道 沟金矿 ，辽宁 北票 1 2 2 1 2 6 摘 要 从宏 观上 描述 了二道 沟金矿 脉的地 质特征 ， 针对 不 同的矿体 特征 ， 尝试 了不 同的采矿 方 法 ， 在多年的工程实践 中 ， 各式各样 的难题不断 出现 ， 如岩爆和地表塌 陷等 ， 在解 决这些 问 题过程 中 ， 采取 了不 同的施工 方案 ， 通过 总结工 程实践 中各种采 矿方 法的优 劣 ， 针 对不 同 采矿方法产生 的负 面问题 ， 提 出了新 的解决方案 ， 为类似 矿山的采 矿生产提供参考经验 。 关键词 浅孔 留矿 法 ； 削壁充填法 ； 岩爆 ；地表塌陷 中 图分类号 T D 8 6 3 文 献标 识码 A 1 概况 二 道 沟 金矿 位 于辽 宁 省 北票 市 龙 潭 乡境 内 ， 隶 属于中国黄金集团公 司， 该矿始建于 1 9 7 6年， 后经 多次 改 造 ， 现 在 矿 石 处 理 能 力 为 1 0 0 0 t ／ a ， 年 产 黄 金金 属 量 1 t 以上 ， 是 一座 充 满活 力 的现代 化矿 山 。 二 道沟 矿 区地表 沟 谷发 育 ， 狭 窄 而陡 峻 ， 山峰相 对高差 1 0 0 ～3 0 0 m， 矿区 内最高 山峰鸡冠 山， 山顶 标 高 十8 9 1 i n 。 二道沟矿区处于华北地台北缘努鲁儿虎隆断裂 带构 造 内 ， 该 构 造 带 上 矿 产 资 源 丰 富 。二 道 沟金 矿 红旗 坑 口 ， 是 矿 山生 产 的主力 坑 口， 采 用平 硐 明竖 井盲 竖井 联 合 方 式 进 行 开 拓 ， 现 已 开 拓 2 2个 中 段 ， 1 4中段 以上 为 明竖 井 开拓 ， 中段 段 高 4 0 m， 井 口标 高 6 2 5 m， 1 4中段 水 平 标 高 1 5 r n ； 1 4中段 以下 为 盲 竖井 开 拓 ， 中段 段 高 4 5 m， 2 2中段 水平 标 高 一3 4 5 m。 除红旗坑 口外还有正北沟坑 口， 振兴坑 口， 但各 坑 口所 采矿 脉 均为 二 道 沟 矿 区 矿 脉 ， 矿 脉 地 质 特征 与红旗坑 口矿脉地质特征类似。 2 矿床地质及其 采矿 方法 二 道 沟金 矿 脉 是 典 型 的 与火 山 、 次 火 山构造 有 关 的 中 、 低 温 热 液 充 填 型 极 薄 金 矿 脉 ， 矿 区 构 造 众 多 ， 各成 矿构 造 在宏 观上 围绕 鸡冠 山呈 马蹄 形 分布 ， 如 图 1所示 。 根 据矿 石 、 围岩 及产 状特 征 ， 二道 沟金 矿脉 大致 可 以分 成两 种类 型 5 脉 、 5 1 脉 、 2 1 脉群 为一 类 ； 1 脉 、 3 脉 为一 类 。 2 椰永 群 流纹岩 图 1 二 遭 沟金 矿 脉 分布 示 意 图 2 ． 1适用浅 孔 留矿 法的 矿脉 5 脉 、 5 一 l 脉是 矿 区最先 发现 具有 工业 价值 的矿 脉 ， 是 建 矿 的基 础 ， 走 向长 度 达 上 千 米 ， 倾 角 8 O 。 以上 ， 急 倾斜 ， 脉宽 多在 0 ． 6 m 以下 ， 局 部宽度 可 达 1 ． 2 m， 矿石 矿物 以黄铁矿 为 主 ， 脉 石矿 物 以高岭 土 、 石 英 为 主 ， 断 层 泥 发育 ， 矿 石 遇 水 膨胀 ， 易脱 落 ， 二次 胶 结现 象较 严重 。上 、 下盘 围岩 均为 流纹 岩 ， 与 矿脉 相 接触部 位 ， 稳 固性 差 ， 易 发 生 片 帮 ， 远 离 矿脉 4 ～5 m 以外部分 的围岩 ， 岩体 非 常稳 固 。 2 1 脉群发现时间最晚 ， 于近年才逐渐认 清其 成矿规律 ， 与 5 脉相比其走 向长度变短 ， 矿体厚度 变宽 ， 多 在 0 ． 8 ～1 ． 2 m， 甚至 更厚 ， 而 矿石 和 围岩 的 性质 与 5 脉 、 5 1 脉基 本类 同 。 根 据矿 脉 的地 质特 征 ， 矿 山对 于这 三 条 矿 脉一 直采 用 浅孔 留矿法 进行 开 采 。 2 ． 2 浅孔留矿与削壁充填都适用的矿脉 1 脉 、 3 脉是矿 山投 入生 产 多年 以后发 现 的 ， 走向长度数百米 ， 倾角 7 o 。 ～8 0 。 ， 急倾斜 ， 脉宽多在 * 收稿 日期 2 O l 7 一O 2 1 4 作者简介 李强 1 9 7 3 一 ， 男 ， 采矿工程师 ， 辽宁朝 阳人 ， 主要从事采矿技术 、 安全环保、 矿山管理工作。 一 1 6 有色矿冶 第 3 3卷 0 ． 2 5 m 以下 ， 金 矿 石 品位 多 在 2 O ～4 0 g ／ t ， 矿 石 矿 物 以黄铁 矿 、 方铅 矿 、 闪 锌矿 为 主 ， 脉 石 矿 物 主要 为 石 英 不含 高岭 土 ， 矿 脉 坚 固 ， 无 二 次胶 结 现 象 。上 、 下 盘 围岩均 为 流纹 岩 ， 岩 石 坚 固系 数 f 值 1 2以上 ， 非 常稳 固 ， 在 矿 脉与 围岩 之 问 常 生 有 一 条 闪长 岩 ， 1 m 左 右厚 ， 岩 石坚 硬 ， 但 十 分脆 。 这 两 条 矿脉 最 初 采 用 浅孑 L 留矿 法 开 采 ， 后 以 削 壁 充填 法开 采 。 3 浅孔 留矿法存 在 的问题 经 过 数 十 年 的工 程 应 用 实践 ， 浅 孔 留矿 法存 在 的问题 主要 有两 个 一个 是矿 石 的二 次胶 结 问题 ； 另 一 个是 地压 管 理 问题 。 3 ． 1矿石 二次 胶 结 问题 矿石 二 次 胶结 问题 主要 出现 在 5 脉 、 5 1 脉 和 2 1 脉 群 。 由于矿脉 薄 ， 采 场 回采 落矿 时采 幅 多 控 制在 0 ． 8 m 左 右 ， 矿石 中 的大量 高 岭 土在 水 的 作 用 下成 了胶 结物 ， 在 回 采期 间 由于 采 场 有 规 律 的 出矿 ， 这种 胶 结作 用 尚不 明显 。采场 回采 结 束后 ， 由 于供 矿调 品位 或机 台调 度 的需 要 ， 采 场 的某 些 出矿 斗 在 1 ～2个 月没有 出矿后 ， 等再 出矿时 就会 发 现这 些 斗 的上 部矿 石 已经 二 次 胶 结 ， 出现 所 谓 的“ 驮 矿 ” 现象 ， “ 驮 矿 ” 问题 一旦 发生 ， 便 很难 处理 ， 炮 震 、 水 冲 均 无 明显 效果 。 3 ． 2地 压管 理 问题 二道 沟建 矿 之时 的生 产规 模仅 为 1 0 0 t ／ d ， 所 以 当 时选用 了浅 孔 留矿 法 空 场法 作 为 采 矿 方 法 ， 后 来尽管生产规模不断加大 ， 而采矿方法却没有变化 ， 直到出现 了地表塌陷和井下岩爆后才开始逐渐使用 削壁 充填 采 矿法 。 二 道沟 金矿 5 脉 空 区 、 3 脉空 区 、 2空 区 均 塌 陷至地 表 或与 地 表 有 裂 隙相 通 ， 雨 季 地 表水 和 泥 沙 已经 可 以直接 进 入 到 井 下 ， 为 安 全 生 产 带来 一 定 影 响 。从 2 0 0 0年前 后 开 始 ， 井 下 岩 爆 开始 活 跃 ， 发 生 多起 岩爆 伤人 事 故 ， 尽 管 矿 山从 方 方 面 面 加 以 治 理 ， 但效 果并 不 明显 。 4 削壁充 填采 矿法存 在 的问题 二道沟金 矿使用削壁充填采矿方法 ， 最初的 目 的有两 个 一是 提 高 矿 石 入选 品位 ， 增 加 黄 金 产 量 ， 提 高生 产效 益 ； 二是 管理 地压 。 削 壁 充填 法 的使 用 ， 使 矿 山在 现有 的提 升 能 力 和选矿 能力 不 变 的情 况 下 ， 处 理 了更 多 的地 质 矿 石 矿 量 ， 增 加 黄金 产 量 的 目的 达 到 了 。而 地 压 管 理 没 有 达 到预想 的效果 ， 岩 爆并 没有 明显衰 减 ， 当然 岩爆 发 生机 理复 杂 ， 没 有 得 到 明 显 效 果并 不 能 证 明 这 种 治 理 方式 不正 确 。 削壁采 场 最 大 的问题 就是 增 加 了矿石 损 失率 和 采 矿安 全性 变 差 ， 矿石 损失 的原 因有两 个方 面 一 是 地 质 条件 不适 宜该 采矿 方 法造 成 损 失 ； 二 是 采 矿 管 理 不 到位 造成 损 失 。 4 ． I 地质 条 件原 因 在 I 、 3 脉 的 大 部 分 矿 脉 上 ， 在 矿 脉 与 流 纹 岩 围岩之 问 常常 夹 生 一 条脆 性 闪 长 岩 ， 这 条 闪长 岩 时厚 时薄 ， 有 时 出现在 矿 脉 的上盘 ， 有 时 出现 在矿 脉 的下 盘 ， 闪长 岩 与流 纹 岩 界 面 明显 ， 结 合 强 度 弱 ， 易 分离 。削矿 的 时候 ， 闪长 岩 会 部 分 脱 落 混 入 矿 中增 加 贫 化 ， 削毛 的 时候 由于 闪长 岩脆 ， 会 带 落大 量矿 石 增 加 损 失 。 闪长 岩过 脆 ， 是二 道 沟 金 矿 岩 爆 发 生 的 主要 岩 石 ， 采场 内经 常 有岩 石弹 射 出来 ， 最 大块 可 以有 0 ． 2 ～ 0 ． 3 m。 ， 削壁 采场 矿 石 运 搬 后 的控 顶 距 可 以达 到 2 ． 5 ～2 ． 7 m， 顶 板 断 面 呈 阶梯 状 ， 闪长 岩 体 的侧 面 失去支撑 ， 当闪长岩位于矿体的上盘时， 更是危险 ， 在巨大的地压作用下， 闪长岩体常裂纹横生 。过 高 的控 顶 距 ， 不整 齐 的顶板 ， 无 论 对运 搬 工还 是凿 岩 工 都存在重大安全隐患 ， 这种 巷道形采场作业 空间狭 小 ， 作业 人员 几 乎 没有 躲 藏 空 间 如 图 2所 示 。这 种 地质 情况 下 ， 如果 改 用浅 孔 留法 回采 ， 控 顶距 可以 减 小 到 1 ． 8 ～2 ． 0 m， 闪 长 岩 体 不 会 出 现 悬 顶 现 象 ， 安 全条 件将 得 到最 大程 度 的改 善 。 矿 脉 流 纹岩 图 2 闪 长 岩 在 矿 脉 上 盘 的 削 壁 采 场 断 面 图 4 ． 2采矿 管理 问题 除 去地 质 条 件 原 因 ， 削 壁 充 填 采 矿 法 能 否取 得 成 功 另一 个关 键 就是 采矿 管 理 ， 铺 垫 子 、 矿石 运 搬环 节至关重要 。由于采矿采用的是计件工资制 ， 而采 矿工 人 又大 多数 是 雇 佣 工 人 ， 无 论 管 理 人 员 怎 么要 求 ， 这 些 环节 还是 有 问题 。 5 采矿方法 问题 的解决途径 第 2 期 李 强等 二 道沟金矿采矿方法遇到 的困难及解决 途径 1 7 5 ． 1 地压 问题 的解 决 途径 、 二道 沟 矿 区的地 质 资 源 丰 富 ， 矿 山发 展潜 力 巨 H 大 ， 井下地压管理问题 必须作 为采矿工程 的一部分 除以上两种采矿方法外 ， 二道沟金矿还尝试过 加 以重 视 和解 决 。 下面 几种 方法 。 在二道沟金矿的山后废石场至少堆积了几十万 1 静态留矿法 ， 最初本意解决上盘岩脱落 问 立 方米 的废 石 ， 这 些 废 石 占用 地 表 场 地 ， 影 响 环 境 ， 题 ， 后 因驮 矿 问题严 重 而放弃 。 而 在其 附近 就有 井 下 空 区塌 陷 区 ， 具 备 废 石 回填 井 2 长倾 斜 工 作 面 浅 孔 留 矿 法 、 最 初 本 意 解 决 下的有利条件 ， 矿山应 当从整体上设计废石 回填系 减少采准工程量， 降低千吨采掘比而设计 ， 后 因工人 统 ， 将原 始 的 空 场 法 变 成 空 场 法 嗣后 充 填 采 矿 法 。 作 业工 作 面条件 差 而放弃 。 由于井 下 空 区的相 互 连 通 ， 初 步判 断 建 设 整 个 充 填 3 钢绳 割 矿 法 ， 最 初 本 意 是 为 减 少 矿 石 贫 化 系统工程量不会太庞大 ， 但作用将是巨大 的。 而设计， 后因 目前钢绳材质达不到理想要求 ， 采矿成 千 式 充 填 系 统形 成 后 ， 可 以尽 量 减少 削壁 充 填 本 过 高而放 弃 。 法 回采的采场 ， 以减少矿石损失 ， 同时改善工人作业 4 干式充填采矿法 ， 最初也是为控制地压而 条件。二道沟金矿同时生产的中段近 1 O个 ， 具备上 设计的， 但因采场狭小 ， 作业空间有 限， 生产效率不 部 中段掘进废石回填下部 中段空区的条件 ， 应在采 高， 没能大范围推广 ， 但并 没有完全舍弃掉 ， 仍在个 矿过程中综合安排生产工序 ， 使上部 中段的掘进废 别矿段使用 。 石尽 可 能不 出井 ， 就 地 回填 ， 这样 可 以减 少废 石提 升 总结 以上采 矿方 法 ， 在 众 多采矿 方法 中 ， 目前 生 占用 的时 间 ， 节 约 出来 的时 间用 于矿 石提 升 。 产 仍 以前 面论述 的浅 孔 留矿法 和 削壁充 填采 矿方 法 5 ． 2 矿石 二次 胶 结 问题 的解 决 途径 为主 。 解决矿房内矿石二次胶结最有效 、 最经济的办 纵观二道 沟金矿采矿方法的实践过程 ， 不难发 法就是加强 出矿管理 ， 对 于回采结束 的采场要做到 现 ， 任何一种采矿方法在体现着 自身优点 的同时 ， 又 连续 出矿、 均匀 出矿 ， 使矿 房 中的存 窿矿量均匀 下 都有着 自身难 以克 服的缺点。二道沟矿 区资 源丰 降 。存窿供矿在实际工作中往往被选厂矿石入选品 富， 生产潜力 巨大， 整体开采条件正在慢慢地发生着 位的需求打乱 ， 同时还受采掘机台调整限制， 当矿山 变化， 如何利用一切有利条件 ， 改变井下变坏的生产 有 多个可 供 选择 的 出矿 点 的情 况 下 ， 这 种 现象 更 为 环 境 ， 要 求采 矿 工程 师 和 矿 山 的管 理 者 能 从 更 高 的 严 重 。 角 度 出发 ， 系统 的考 虑 问题 ， 兼 故 短 期 与 长 期 效益 ， 二道沟 的 5 ， 5 1 ， 2 1 脉群的采场矿石含 仍需不断寻求更科学的采矿方法 ， 以回收更多的矿 泥量较大， 这些地点 的矿石集 中供矿又会给选矿 带 产资源 。 来问题。为 了合理配矿，应 当在 1 脉 、 3 脉用 浅 参考文献 孔 留矿法 开 采一 些 采 场 ， 这 样 就 可 以获 取 一定 数 量 [ 1 ] 长春黄金研 究院编 长 春黄 金研究院辉煌五十年[ c ] 长春 长 存 ． 1r 脉 、 3 矿 石 具 有 三 次 结 E 2 ] 景 ⋯ ． 性 ， 在供矿 的时间安照上非常灵活 ， 也可以减少选厂 [ 3 ]蔡美峰 ．岩石力学 与工程[ 伽 ． 北京 科学 出版社 ， 2 O O 2 ． 入选 矿石 的 含泥 量 ， 提高 选矿 效果 。 Th e Di f f i c u l t s a nd t he Re s o l v e W a y s o f t he S t o pp i ng M e t ho d i n t he Er d a o g o u Gl o d M i ne LI Qi a n g．CUI Xi a n s h u i Li a o n i n g Er d a o g o u Go l d M i n e ，Be i pi a o 1 2 2 1 2 6， C h i n a l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s i n t hi s M i ne ，i n ma ny y e a r s o f e ng i ne e r i ng p r a c t i c e ，d i f f e r e n t s t o pp i n g me t h o d s we r e t r i e d， a l l k i n d s o f p r o bl e ms c o n t i nu a l l y a p pe a r e d，s u c h a s r o c k b u r s t ， t h e e a r t h s s u r f a c e s u b s i de n c e e t c．S o me ne w me t h o d s we r e u s e d t o s o l v e t he p r o bl e ms ，t h e me r i t s a n d d e me r i t s o f t h e s t o pp i n g me t h o d i n t h e Er d a o g o u Go l d M i ne we r e ma i n l y d e s c r i b e d i n t h i s p a p e r ， a nd ne w r e s o l u t i o n wa y s f o r t h e d i f f i c ul t s o f t he mi n i n g me t h o d we r e s u g g e s t e d， whi c h c a n s u pp l i e d p r a c t i c a l e x p e r i e n c e s f o r o t h e r mi n e s “ p r o d u c t i o n u n d e r t he s i mi l a r c o n d i t i o ns ． Ke y wo r ds s h or t ho l e s hr i nk a ge s t o ppi ng； r o c k bu r s t ； t he e a r t h s s u r f a c e s u bs i de nc e