塔儿沟大型钨矿采矿方法探索.pdf

酒钢 科 技 2 0 1 6年 第 3期 塔儿沟大型钨矿采矿方法探索 李谨 善 酒钢集团矿产资源开发 中心， 甘肃， 嘉峪关， 7 3 5 1 0 0 摘 要 本 文通过 研 究塔 儿 沟大型钨 矿 矿体 地 质特 征 ． 分 别采 用 浅孔 留矿 法和 削壁 充 填法，但 当矿体 由极薄矿体向厚矿体或厚矿体向板薄矿体过 渡时采用集二者之优点组合 形 成新 型的 采矿 方案 ， 经论 证新 采矿 方案 适 用 于塔 儿 沟钨矿 矿 体特征 。 关键词 钨矿 ； 塔儿沟； 浅孔 留矿采矿 法； 削壁充填采矿法 ； 采矿方法衔接； E x p l o r a t i o n o f Mi n i n g Me t h o d f o r T a e r g o u T u n g s t e n Or e L I J i n s h a n M i n e r a l R e s o u r c e s D e v e l o p m e n t C e n t r e ， J i u q u a n I r o n a n d S t e e l G r o u p C o r p o r a t i o n ， J i a y u g u a n ， G a n s u ， 7 3 5 1 o o Ab s t r a c t B y a n a l y z i n g t h e g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f l a r g e - s c a l e T a e r g o u t u n g s t e n o r e b o d y ， s h a l l o w h o l e s h ri n k a g e mi n i n g me t h o d a n d r e s u i n g a n d - fi l l i n g mi n i n g me t h o d w e r e a d o p t e d r e s p e c t i v e l y ． Bu t wh e n t h e o r e b o d y t r a n s i t i o n f r o m t h i n t o t h i c k o r e o r f r o m t h i c k t o t h i n o r e ， a n e w mi n i n g p l a n wi l l b e u s e d c o mb i n a t i o n o f t h e a d v a n t a g e s o f b o t h me t h o d s ．T h r o u g h t h e d e mo n s t r a t i o n ， t h e n e w mi n i n g p l a n i s s u i t a b l e f o r T a e r g o u t u n g s t e n o r e ． K e y wo r d s t u n g s t e n o r e ，T a e r g o u ，s h a l l o w h o l e s h rin k a g e mi n i n g me t h o d ，r e s u i n g a n d f i l l i n g mi n i ng me t h o d ，c o he s i o n o f mi n i n g me t h o d 1 引言 塔儿沟钨矿床是祁连造 山带 目前发现的两 个大型钨矿之一 ， 其探明储量居甘肃省第一。塔 儿沟钨矿床于 1 9 6 5年 由甘肃 省地质矿产局第 二 区域 地 质测 量 队发现 ， 1 9 6 6 ～ 1 9 7 2年甘 肃 省地 质矿产局酒 泉地质矿产调查 队开展普查工作 6 年 ， 1 9 8 0 ～ 1 9 8 7年开展详查工作 8年 ．编制完成 地质报告 3份 ， 此后地质工作停止【 l 1 。2 0 1 3年甘 肃酒泉钢铁 集 团 有限责任公司矿产资源开发 研究院针对塔儿 沟钨矿未来开发进行的研究工 作 ， 本文为初级阶段采矿方法探索， 其 目的是 在 充分利用前人地质成果 的基础上 ，通过阅读大 量相关文献及采矿书籍 、 资料整理等手段 。 对塔 儿沟钨矿的成矿地质特征进行分析、 研究 ． 进而 提 出采 矿方案 。 2 采矿方法选择 塔儿沟钨矿含矿带可分黑钨矿矿化带和白 钨矿矿化带两种 ， 黑钨矿矿化带东西长 2 9 0 0 m， 9 酒钢科技 2 0 1 6年第 3期 南北宽 6 0 0 m ～ 8 0 0 m， 在 2 k in 内共有含矿石英脉 4 3 4条 ． 其中圈定矿体 2 8 2个 ． 矿体呈“ 脉群 ” 状 产 出 。 矿 体长 l O O m～ 5 0 0 m， 矿体厚 0 ． 1 m～ 0 ． 3 m， 延深 2 0 0 m～ 8 8 0 m，钻 探工 程控制 最大延 深达 1 0 6 0 m， 所施工的钻孔显示矿体在深部未见明显 的收缩变薄 。 也未出现品位变贫或矿体减少 ； 白 钨矿矿化带东西长 2 4 0 0 m． 南北宽 1 6 0 m～ 2 0 0 m， 圈定 矿体 2 7个 ，矿 体呈 层 状产 出 。矿 体 长 2 0 0 m～ 8 0 0 m，平 均厚 度 3 ． 1 6 m～ 1 0 ． 1 9 m，延 深 2 0 0 m ～ 6 8 0 m。黑钨矿 占总储量 5 4 ％， 白钨矿占总 储量 4 6 ％。矿 区内各类围岩及矿石一般均较致 密坚硬 。抗压强度绝大部分大 于 6 0 0 k g ／ e m 2 ， 属 坚硬 岩石 ．少部分 岩石 的抗压 强度 为 3 0 0 k g ／ cm 2 6 0 0 k g ／ e m 2 ， 属半坚硬岩石。根据矿体厚度 、 赋存条件 、 矿石稳 固程度 ， 适宜 的采矿方法有浅 孔留矿法 、 分段空场法和削壁充填法。综合国内 外矿 山开采经验 ，分析认 为浅孔留矿法适用于 矿岩 中等 以上稳 固 ， 矿脉 厚度 0 ． 8 ～ 1 ． O m 以上 ， 且倾角大于 5 O 。 的矿体开采【 2 1 当矿体 厚度小于 0 ． 8 m时采用削壁充填法 矿脉密集成组分布且 矿脉群厚度大于 5 m的地段选用分段 空场法[3 1 。 按照前述采矿方法各 自的适用条件 ．对各矿体 进行统计 ， 三种采矿方法的出矿 比例分别为 浅 孑 L 留矿法 占 5 0 ％、 削壁充填法 占4 0 ％、 分段空场 法占 1 0 ％。 3 采矿 方法衔 接构思 削壁充填法和留矿采矿法结合采矿是根据 矿块开采条件 ， 在 同一矿块不同矿体厚度 ， 灵活 应用采矿技术 ．将两种采矿方法进行有机结合 而形成 的变型方案。将方案分为留矿方案与充 填方案两种。 3 ． 1留矿方 案 留矿方案是浅孔 留矿法 的一种变 型方 案 ， 也是削壁充填法 的逆方案 是把矿脉掏槽崩落 矿石 包括设计贫化在 内占采场宽度 2 ／ 3 先充 填于采场内， 在采矿过程 中原则上不放矿 ， 作为 充填与继续上采的工作平台．为使采下矿石在 采场 内自由放矿与有足够 的作业空间 ，把削下 的围岩 占采场宽度 1 ／ 3 从采场 内中央漏斗集 中放出。 详见图 1 。 此方案的采场生产能力比一 般削壁充填法提高数倍 ，采矿贫化率和损失率 指标也大为降低嗍 。留矿方案在矿体 自下而上由 适用于充填法 的极薄矿体 向适用于浅孔 留矿法 的中厚矿体 0 ． 8 m～ 5 m 过渡时采用 ， 在采场 内从 中央溜井为界分两段分别进行浅孔落矿与掏槽 落矿削壁排废石。 备注 1 一 电耙滑轮 固定装置 ； 2 一 耙 斗 ； 3 一 胶垫 ； 4 一自制格筛 ； 5 一 电耙 绞车； 6 一 废石溜井 ； 7 一 矿岩界线 图 1 留矿方案示意图 3 ． 2充填方案 充填方案 以浅孔留矿法与削壁充填采矿法 一 1 0一 各分一侧 。 但采场通风 、 行人及放矿充分利用了 同一采准工程 ， 而没有另外施工采准工程 形成 酒钢 科技 2 0 1 6年第 3期 底部结构 ， 新方案在浅孔 留矿法 向削壁采矿法 过渡为难点 。过渡过程中通过制造人工矿柱作 为充填底柱 用钢筋混凝土制作坚实的人工矿 柱 ， 既起到了削壁填充法 采场一部分 和浅孔 留矿法 采场另一部分 两种开采方法连接的桥 梁作用 。同时也解决 了由留矿法 向削壁法过渡 的工艺衔接难题 ； 架设矿岩分割栅栏 ， 削壁充填 采场采下的矿石由栅栏另一侧的浅孑 L 留矿采场 留放 ．其采空 区由削壁岩石填充并作为继续上 采 的工作平 台[ 5 1 ， 使得原浅孔 留矿采矿方法采场 底部工程控制 以外 的新增矿量获得 了安全 、 经 济 、 高效的回采。本方案与 留矿方案相反适用于 矿体 自下而上 由中厚矿体 0 ． 8 m～ 5 m 向极 薄矿 体过渡 ， 见图 2 。 备注 1 一 电耙滑轮 固定装置 ； 2 - 耙 斗 ； 3 - 胶垫 ； 4 一 矿岩分割栅栏 ； 5 - 电耙绞车 ； 6 - 废石溜井 ； 7 一 矿岩界线 图 2 充填方案示意图 4 工艺简 述 浅孔留矿法和削壁充填法结合工艺 ，由于 浅孔 留矿采 矿法工艺简单且矿 山已应 用娴熟 ， 现不再赘述 。削壁充填采矿法 回采工艺包括凿 岩 、 爆 破 、 矿石搬 运 、 清理铺垫 、 削壁充 填等工 序 ， 削矿体下盘围岩充 填 ， 充填要严密坚实 ， 并 且保证充填料平整无大块损坏皮带 。该开采工 艺须着重如下几点 4 ． 1采 场搬 运 两方案中所用设备均相同 ．为了减轻人工 劳动力采用 7 ． 5 k W 小型电耙 ．且为便于搬运采 场内要形成 “ V”型工作平台其角度大致为 3 。 ～ 5 。 ．不 同之处在于 留矿方案为把所 削下盘之围 岩集 中到 中央溜井中放 出，掏槽落下的矿石作 为工作平台 而充填方案则是耙运矿石至另一 侧 同另一侧矿石一同放出 ，削壁落下 的废石作 为工作平台[oq 。 4 ． 2永久矿柱及矿岩分割 充填方案是随着 回采的进行 。 由厚矿体浅孔 留矿法开采转为极薄矿体削壁充填法开采 ， 先掏 槽落矿放出部分矿石 ． 腾出空间用钢筋混凝土浇 筑制造 出永久水平矿柱 以便削落的岩石停落至 此并逐渐形成“ V” 工作平台。矿岩分割栅栏用原 木及块石逐渐搭架 。 且间隔数米用角钢和铁丝将 原木加固， 角钢应深人岩帮 ， 栅栏形成后应密实 、 牢固。留矿方案则是安置中央漏斗将矿岩分开。 4 ． 3铺 垫 严 实 铺垫主要材料为草袋、 胶带等 。胶带搭接处 应搭压 2 0 0 mm ～ 3 0 0 m m 以上 对 于上下盘胶带 铺不严实处应铺以草袋 ，确保矿石和废石严格 分开 ， 减少高品位粉矿损失和贫化 。 5 结 语 浅孔留矿法和削壁充填法相结合 的新型采 矿方 案是在塔 儿沟特 定的矿床 地质条件 下设 计 ，针对 同阶段不同厚度的矿体灵活选用的采 矿方案。主要优点有 下转第 1 6页 一 1 1 酒钢 科技 2 0 1 6年第 3期 焙烧还原过程 中对含碳球 团金属颗粒有 明显的 聚集作用 ．能有效提高磁选后全铁品位和金属 回收率。 5 ． 4通过 “ 原矿 富集一 压球还原一 磁选 ” 的试验方 法 ， 雅尔河矿含碳球团在焙烧温度 1 2 5 0 C 、 焙烧 时间 4 5 mi n的条件下 ，可得到烧烧矿金属化率 9 0 ． 2 3 ％、 一 2 0 0目磁选铁粉品位 7 5 ． 1 2 ％、铁回收 率 8 7 ． 6 8 ％的较好指标 ，说明雅尔河矿采用该工 艺方 式 回收金 属化 铁粉 是可 行 的。 参 考文献 [ I ] 李俊翰， 邱克辉， 杨绍利． 钒钛铁精矿含碳 球团直接还原试验． 有色金属 冶炼部分 ． 2 0 1 4 ， 3 2 5 8 ． [ 2 】 李凤久， 王会静， 贾清梅． 复杂难选矿石深度还原技术应用研究现状． 中国矿业， 2 0 1 4 ， 2 3 1 2 1 2 0 1 2 3 ． 【 3 】 何洋， 王化军， 孙体昌等． 铁矿石深度还原过程中助还原剂的作用及机理． 哈尔滨工程大学学报， 2 0 1 1 ， 3 2 1 2 1 6 3 0 1 6 3 6 【 4 ] 程红伟， 鲁雄 刚， 李谦等． 含碳球团还原动力学机理 ． 中国稀 土学报， 2 0 0 8 ， 2 6 1 0 3 1 0 7 ． [ 5 ] 陈彬， 李家新等． 铁矿含碳球团还原后性 能的实验研究． 安徽工业大学学报． 2 0 1 4 ， 3 1 4 3 3 5 3 3 9 ． 作 者简 介 章臣元 1 9 8 1 一 男， 汉， 甘肃嘉峪关人 ， 助理工程师， 2 0 0 5 年 0 7 月毕业于鞍山科技大学信息与计算科学专 业 ， 现在酒钢集 团东兴铝业有限公 司主要从事人事管理工作 ， 邮箱 z h a n g c h e n y u a n j i u g a n g ． c o rn。 上接 第 1 1页 1 矿石与围岩可以分穿分爆 2 由于采下的矿石进入矿石溜井不会造成 大 的矿石损失 ，并解决 了单一采矿方法的不足 之 处 3 充填的废石充当矿柱支撑围岩很好的控 制 的地压活动 4 回采工艺灵活 ，随着矿脉条件变化情况 可相应调整采矿方案 。 参 考 文献 [ 1 】 赵建仓， 贾俊伟， 李谨 善等 ．塔 尔儿 沟钨矿床成矿地质特征及 找矿方 向研究． 地质调查与研究， 2 0 1 6 ， 3 9 3 ； 5 1 1 [ 2 】 樊满华． 浅孔留矿法的新工艺和新技术综述． 黄金科学技术， 2 0 0 2 2 ； 3 8 - 4 1 ． 【 3 ] 张世雄 ． 固体矿物资源开发工程． 武汉 武汉理工大学出版社，2 0 0 5 ． 『 4 ] 平 积松 ． 浅孔留矿 法应用工程实践． 采矿技术， 2 0 1 0 ． 5 ； 2 7 2 8 ． [ 5 ] 常荣凤， 景宏祥． 削壁填充采矿法在金渠金矿的实验与应用． 黄金， 2 0 0 9 ； 2 7 3 0 ． [ 6 】 姚香， 王庆军． 削壁留矿法试验研究． 有色金属 矿山部分 ， 1 9 9 5 2 ； 1 7 2 0 ． 作者 简介 李谨善 1 9 8 3 一 男， 汉， 甘肃景泰人， 现在酒钢矿产资源开发中心地质矿产勘察研究院从事金属矿采矿现场 指导及采矿方法研究工作 ， 邮箱 l i j i n s h a n j i u g a n g ． e o m。 1 6