水银洞金矿采矿方法改进研究.pdf

I SS N 1 6 712 9 0o CN 4 31 3 47 ／TD 采矿技 术第 9卷第 6期 Mi n i n g Te c h n o l o g y，Vo 1 ． 9， No． 6 2 0 0 9年 1 1月 NO V ．2 0o 9 水 银 洞 金 矿 采 矿 方 法 改 进 研 究 陈继 伦 贵州紫金水银洞金矿 ， 贵州 贞丰县5 6 1 1 2 0 摘要 从采矿方法选择的原则出发 ， 结合贵州紫金 水银洞金矿 的实际， 通过采矿 方法的 优化选择研 究， 选取 了上向分条充填采矿 法， 并对此方法的技术指标进行 了论证分析。研 究表明， 运用上向分条充填采矿 法进行开采将有利 于矿 山的生产安全和提 高矿山的经济 效益 。 关键词 采矿 方法选择 ； 上向分条充填采矿法； 安全 管理 ； 技术指标； 水银洞金矿 水银洞金矿位于贵州贞丰县境 内， 是一座大型 地下金矿床 ， 是贵州紫金矿业股份有限公司的主要 矿产品生产基地。 该矿建成投产 以来 ， 一直采用全面法开采矿体 ， 但是 ， 由于受地质构造、 围岩稳定性条件 的影响 ， 需 要对现有的全面法采矿方法进行适 当调整 ， 通过合 理的比较 ， 对水银洞金 矿的开采将采用上向分条充 填采矿法 。 l 采矿方法选择的原则 采矿方法直接影响到矿 山的生产规模 、 矿石损 失贫化 、 劳动生产率 、 生产成本 、 综合经济效益与作 业安全等。针对水银 洞金矿矿体的特点 ， 应重点满 足下列原则 。 1 作业条件好 ， 生产安全 ， 技术可靠。 2 工程布置的灵活性大 ， 适应边采边探 ， 选别 回采 。 3 由于矿体呈 多层产 出， 采矿方法应适应这 一 特点。开采其中一层矿体时 ， 必须保证不对相邻 矿体的顶板或底板产生破坏 ， 影响相邻矿体开采 的 稳定性。 4 由于矿石价值高， 应尽可能减少矿石损失， 回收矿石资源 ， 延长矿山服务年限。 5 提高矿石回收质量 ， 减少矿石贫化 ， 降低矿 石提升、 运输成本和选矿成本， 增加企业经济效益。 6 采矿方法必须与矿 山 已有 的开拓工 程相 适应 。 2 采矿方法方案 的优选 根据水银洞金矿矿体的开采技术条件和采矿方 法选择原则 ， 在技术上可行的采矿方法有 1 充填法 ， 分倾斜分条充填采矿方法 方案 I 和上向进路 回采充填采矿法 方案 Ⅱ ； 2 全面法 ， 分人工支柱全 面法 方案 m 和 留 矿柱全面法 方案1 V ； ． ， 3 崩落法 ， 以长壁式 崩落采矿法为主 方案 V 。 方案 I在技术上是最可行 的方案， 无论是从矿 山整体开采安全角度 、 采矿方法本 身的安全角度考 虑 ， 还是从矿山的生产 能力 、 采矿方法的适应性 、 贫 化损失等各方面考虑 ， 方案 I 都具有显著 的优势 ， 是 其它采矿方法难 以替代的， 其采矿综合成本也 比方 案 Ⅲ优越 ， 推荐该方案作为水银洞金矿开采的主要 方案。 方案 Ⅱ在二期矿体开采 中不具备使用条件 ， 可 考虑在第三期较厚矿体开采 中使用。 方案 Ⅲ在矿山的生产初期没有充填系统的条件 下 ， 为满足生产需要仍然是一种可行的方案， 但不适 合大规模使用 ， 会产 生地压破坏问题而影 响整个矿 山的开采。由于该方案矿 山已使 用多年 ， 有 了丰富 的经验 ， 使用效果还不错 ， 因此不再撰述 。 3 上向分条充填采矿法实施方案 3 ． 1采场构 成 要素 采场不 留点柱 、 间柱和顶柱 ， 为便于充填 封堵 ， 一 般视情况可留少量三角形底柱 ， 三角形底柱在相 邻矿块 回采完毕后可 回收。采场主要 出矿设备为电 耙 ， 因此 ， 采场的长度一般为 5 0 m左右 ， 如果溜井布 置在两个采场中间 ， 并且两个采场是前后 回采时 ， 则 采场长度可增至 8 0 m， 也就是一个溜井服务 2个采 1 0 采矽技朱 场。考虑到电耙 的有效耙矿距离 ， 采 场的宽 采场 的倾长度 为 5 0 m之 内， 分条的高为矿体厚度。 3 ． 2采准 工程布 置 由布置在矿床 中央的中段运输平巷向两翼布置 穿脉 ， 从穿脉布置上山或天井贯通采 区作为人行材 料设备通道。从穿脉布置溜井进入各矿块集矿 电耙 道 的一端 。在矿块 的底部布置集矿 电耙道 ， 规格为 宽 1 ． 8～ 2 m， 高 1 ． 6～ 2 m。在矿块--N布置人行上 山， 规格为 1 ． 6～ 2 m x 1 ． 5～ 2 m， 在矿块顶部 布置回风充填巷 ， 规格 为 1 ． 6～2 m 1 ． 5～2 m。各巷道规格的大小根据矿体 的厚度和顶板的稳 定性进行调整 。矿块底部电耙道 、 上部 回风充填巷 和两边的人行上山兼作探矿巷道 ， 这就要求探采结 合 ， 在每个矿块开始探矿时， 就要把探矿工程和采矿 工程有机地结合起来考虑 ， 在完成探矿任务的同时 ， 探矿工程又可以作为矿块的采准工程加以利用。 根据矿块探矿工程揭露的矿岩稳 固性情况确定 矿块开采分条的尺寸 ， 然后确定电耙硐室的布置形 式。当分条宽度在 4 m以下时 ， 可两个分条共布置 一 个 电耙硐室 ， 当分条宽度在 4 m以上时 ， 可每个分 条布置一个 电耙硐 室。电耙硐 室宽 1 ． 8～2 m， 高 1 ． 5～1 ． 7 m， 长 2 ． 5～ 3 m。 采切工程计算结果见表 1 ， 其中矿体厚度按 1 ． 8 m计算 ， 溜井按 2 5 m考虑 ， 电耙硐室按每 5 m布置 1 个考虑。 表 1 采准切 割工程量 序号 工程名称 规格 m z 长度 m 工程量 m 1 溜井 1 ． 8 X 1 ． 8 2 电耙道 1 ． 8 X1 ． 8 3 电耙硐室 21 ． 8 4 人行上山 1 ． 8 X1 ． 8 5 充填 回风巷 1 ． 8 X1 ． 8 6 合计 ’ 7 矿量 5 0 5 0 X1 ． 8 8 千 吨采掘 比 9 修正系数 l 0 修正后干吨采掘 比 2 5 8l 5 0 1 6 2 3 X1 0 1 0 8 5 0 1 6 2 5 0 1 6 2 2 0 5 6 7 5 1 2 5 1 0 1 6． 3 9 m／k t 5 3． 9 6 m ／k t 1 ． 3 5 1 ． 3 5 2 2． 1 2 r n ／k t 7 2． 8 4 m。 ／k t 注 一个上 山服务其 两侧的采场。 采切工程除溜井、 采区材料人行井及充填天井 外 ， 其它工程都布置于矿体内， 并且探采结合 ， 作探 矿兼采切工程的同时也是一种采矿， 其 副产作为生 产的补充。因此 ， 在作生产计划时， 探采工程要尽量 提前进行 ， 确保井下三期矿量平衡 ， 保证有足够的备 采采场 ， 这样才能掌握井下采矿生产的主动权 。 3 ． 3回采 工艺 沿矿体倾 向布置分条 。矿体 的顶板较稳 固时， 顶板暴露跨度可达 5～ 7 m， 可采用较大分条尺寸开 采 ， 分条宽度可达 4～6 m； 矿体顶板欠稳 固时， 顶板 暴露跨度在 3～5 m， 相对应的分条宽度为 2 ． 5～ 4 m； 当矿体顶板很不稳 固时， 相对应 的分条 宽度 为 1 ． 5～ 2 m。宽度为 3 m以上的分条间隔回采 ， 先采 单号 ， 回采完毕之后 ， 进行胶结充填 ， 待胶结充填养 护 1 5 d以后 ， 再 回采双号分条 ， 宽度在 3 m 以下的 分条， 采用隔 3采 1的方式回采。在同一采场中， 可 以有 2～ 4个分条同时回采。1 ． 5～ 2 m宽的分条全 断面一次掘进 ， 宽分条分两步 回采。第 1步 以 3 m 矿厚或 3 m 1 ． 6～2 ． 5 m的断面掘进 ， 贯通上 部回风充填平巷； 第 2步扩刷至分条全宽。当矿体厚 度大于 2 ． 5 m时 ， 先采 2 m高， 待第 2步扩刷时， 回采 护顶层。凿岩设备为浅孔凿岩机， 孔深 2 ． 2 2 ． 5 m。 3 ． 4 采场出矿 受高中段的制约， 采场一般只能通过 1～ 2个溜 井放矿。因此 ， 采场只能通过接力耙运的方式出矿 ， 分条 内采用 1 5 k W 电耙将矿石耙入集矿电耙道 ， 集 矿电耙道采用 2 5～ 3 0 k W 电耙将矿石耙入溜井 ， 由 溜井放入矿车 ， 提升至地表。 3 ． 5采场 通风 新鲜风流从下中段主运输平巷经人行材料井进 入采场 ， 经集矿 电耙道进入分条作业面， 污风从充填 回风巷经充填天井进上中段回风巷 ， 排出地表。待炮 烟排尽后 ， 方可进入工作面继续作业。放炮选在交接 班前进行。独头掘进时适当采用高压风辅助通风。 3 ． 6采场顶板管理与支护 欠稳固的顶板 ， 采用锚杆支护 ， 锚杆 网度可根据 现场情况采用 0 ． 8 0 ． 8 m～ 1 ． 21 ． 2 m。不 稳固的顶板采用锚 网支护 ， 采用 网度为 5 X 5 c m ～ 88 0 e m墩 丝 直径为 mm左右铁丝 网贴 面 ， 然后打锚杆支护 ， 锚杆 网度为 0 ． 6 0 ． 6 m～ 0 ． 8 X 0 ． 8 m。由于作业空间有限 ， 只能采用 Y S P 一 4 5型凿岩机打眼和安装锚杆 ， 锚杆长度 1 ． 5 m左 右。如果作业空间高度太小， 不能安装锚杆 ， 就只能 采用架棚支护 ， 架棚支护需要根据现场情况而定。 4 上 向分层充填采矿法的主要技术指标 1 矿块综合生产能力， 5 0～ 6 0 t ／ d ； 2 贫化率 ≤1 0 ％ ； 3 损失率 1 ． 5 ％ ～8 ％ ； 下转第 9 9页 曹承清 桃源县王 家坪矿 区钒矿床地 质特征及 找矿 分析 9 9 粘土矿物中， V 0 含量最高达 1 ． 5 4 ％。 3 含磷质结核炭质钒矿石。黑色 ， 结核状及 板状 ， 由水云母钒矿石包裹磷质结核组成 ， 其中磷结 核呈 圆状 、 椭圆状 ， 直径一般 0 ． 5～ 2 c m。此类矿石 与炭质水云母钒矿石 ， 共 同组成 Ⅱ矿层 ， 两者是区内 主要 矿石 。 4 含铁质炭质钒矿石。黑色 ， 板状及页片状。 由水云母钒矿石与黄铁矿共同组成 ， 黄铁矿呈零星 状 ， 团块状 ， 矿石中 V O 含量较均匀 ， 一般在 0 ． 5 ％ ～ 0 ． 7 ％之间， 未见富矿。 4 矿床成因及找矿标志 4 ． 1 矿床成因 古地理环境分析当时该 区位于浅海陆相的边缘 过渡带及其滞海湾中， 为钒矿的形成提供 了有利的 沉积环境 ， 区域钒矿床均产于寒武系下统牛蹄塘组 下部或底部的富含有机质硅 、 磷 、 炭之含钒岩系中， 钒的富集与有机质和菌藻类生物的关系十分密切 ， 钒矿床是在有机质作用下形成的。钒 的富集与藻类 生物有着直接 的关 系， 而成岩化作用使其进一步的 富集 。可以认为 ， 原始盆地是一种富含微生物的沉 积环境 ， 湿热古气候条件和相对宁静的动力条件 ， 使 这些微生物开辟通达海底通道 ， 海底 热水交换作用 为其活动提供了良好的环境 ， 这种环境使 嗜热细菌 ． ．- ◆ ◆。●。 ．-．。 ．_．’ ．-．。 ．-． 00◆ ◆ ◆ -．-．- 上接第 1 O页 4 水泥单耗 1 6 9 ． 7 2 k g ／ m ； 5 采切 比2 2 ． ． 1 2 m ／ k t ； 6 充填成本 3 3 ． 1 3 t ； 7 采矿车间成本 1 2 8 ． 8 t ， 其构成见表 2 。 表 2 采矿成本构成 序号 项 目 单 价 单耗 金额 元 大量繁殖 ， 微生物群又起了吸取、 吸附 、 聚集 ， 还原成 矿元素的作用 。以海底热水交换作用为媒介 ， 浅海 盆地沉积环境和大量有机碳 与硫酸盐的产出 ， 为矿 床的形成起了至关重要 的作用。所以本区黑色岩系 中的钒矿床具有海底热水沉积和微生物成矿双重作 用 ， 属于生物地球化学沉积矿床 ， 其成矿物质来源主 要为陆源。 4 ． 2找矿标志 湘西北寒武系下统牛蹄塘组黑色岩系下部 的钒 矿体 ， 具有一定成矿时期和稳定的、 区域性的成矿层 位和对应的成矿部位 ， 牛蹄塘组地层是钒矿找矿 的 地质前提 ， 以古地理而言， 钒矿主要形成于浅海 ， 水 相对较深的滞水盆地或陆棚斜坡。基于此 ， 当牛蹄 塘组黑色岩系下部含磷质结核多且沉积厚度大 ， 含 钒的炭质页岩相带宽 ， 由下至上含钒岩系岩石组合 发育完整 ， 则是寻找大而富 的钒矿床的最佳地质条 件。因此 ， 湘西北一带寒武系下统黑色岩 系一般都 具备沉积型 黑色页岩型 钒 矿成矿 的地 质条件和 找矿前提。 参考文献 - [ 1 ] 湖南省地质矿产局四。三队． 桃 源县钟家铺 叶溪靖 硫铁矿普 查报告[ R] ． 长沙 湖南省地 质矿产局 四。三队， 1 9 7 6 ． [ 2 ] 湖南省地质矿产局 四。三队． 1 5万理公 港幅 、 漆家 河幅区调 报告 [ R] ． 长沙 湖南省地质矿产局 四。三 队， 1 9 9 6 ． 收稿 日期 2 0 0 9 0 6 0 1 5 结论和建议 贵州紫金水银洞金矿的采矿方法 ， 通过与科研 院所相互合作 ， 经过全矿技术人员多年的努力 ， 经历 了一个从不完善到逐步完善的历程 ， 取得 了比较好 技术效果及经济效果 。但是 ， 总体来看 ， 目前水银洞 金矿所采用的全面法仍 然存在机械化程度不高 ， 劳 动强度偏高 ， 生产率低等问题 ， 因此 ， 建议矿山逐步 采用上述的上 向分条充填采矿法 ， 以提高矿山的安 全作业水平和经济效益 。 参考文献 [ 1 ] 王玉斌． 锡铁山铅锌矿采矿方法研究与改进[ J ] ． 矿业快报， 2 0 0 6 ， 6 ． [ 2 ] 孙德 民， 喻波 江． 锦丰金 矿地 下开采 采矿 方法 的选择 [ J ] ． 中 国科技教育 ， 2 0 0 7 ， 8 ． [ 3 ] 长 沙矿 山研究 院． 采 矿方法方 案设计说 明书 [ R] ． 长沙 长沙 矿 山研究 院， 2 0 0 8 ． 收稿 日期 2 0 0 9 0 6 2 2