倾斜薄矿体抛掷爆破全面采矿方法试验研究.pdf

第 3 l 卷第 5 期 2 0 1 5年 1 O月 有 色 矿 冶 N0N F ERR0US M I NI NG AND METAL LURGY Vo 1 ． 3 1 ． № 5 Oc t ob e r 2 0 15 文 章 编 号 1 0 0 7 9 6 7 x 2 0 1 5 0 5 1 2 0 3 倾斜薄矿体抛掷爆破全面采矿方法试验研究 龙 跃 江西铜业集 团银 山矿业有限公司 ， 江西 德兴 3 3 4 2 0 1 摘要 银 山矿有部分矿脉为倾斜薄矿脉 ， 含硫高 ， 易结块 ， 用浅孔 留矿法进行 开采时 ， 大量矿石不 能放 出， 矿石损失贫化率 高。针对 这种情 况 ， 提 出采用变 形的全 面法进行开 采 ， 矿石 以爆 力运搬为 主。该工艺为其它相似矿体的 回采有借鉴意义 。 关键词 t 倾斜 薄矿体 ； 全面采矿法 ； 爆力运搬 ； 试验研究 中 图分 类 号 TD2 3 5 ． 3 1 文 献 标 识 码 A 1 前 言 地 下 采场 运 搬方 式 一般 可 分 为重 力 运 搬 、 机械 运搬 、 爆 力运 搬 _ 】 ] 。急 倾 斜 矿 体 开采 一 般 采用 重 力 运 搬 ； 水 平或 缓倾 斜矿体 开采 一般采 用机 械运 搬 ， 主 要有 电耙 或 自行 无 轨设 备如 铲运 机 、 装 运 机等I 2 ] 。 而倾斜矿体的运搬历来是个难题 ， 若采用重力运搬 ， 部分矿石不能 自溜 ， 而采用机械运搬 一般用电耙 ， 则效率不高且安全性较低。加之银山此类产状的矿 体储量不大 ， 单独购进电耙等设备不经济， 放弃不采 又损失资源。这种情况下 ， 采用爆力运搬是一个有 效 的解 决途 径[ 5 ] 。 银 山矿 田矿 体产 状 多 是急 倾 斜 薄矿 体 ， 矿 体倾 角 7 O 。 ～8 5 。 ， 矿体厚度多在 l ～3 m， 采矿方法为无 底柱 浅孔 留矿法 。近 年 遇到 倾 角 在 6 0 。 以下 的倾 斜 薄矿体 ， 用 无 底 柱 浅 孔 留矿 法 回采 时 ， 损 失 贫 化 率 大， 为尽可能多回收井下矿产资源 ， 降低贫化、 损失 率 ， 采 用抛掷 爆破 全 面 采矿 法 对 此 类 矿体 进 行 了 回 采试验 。本 文 总结 、 探讨 其 回采实 践经 验 ， 对 以后 相 似矿体 的回采及同类型矿山矿体的回采可起到一定 的参考 作用 。 2 银 山区域地质特征和试 验矿体地质 特征及 开采技术条件 银 山多金属 矿 田位于江 南 台隆与 钱塘坳 陷衔 接 部位 ， 出入在乐平德兴 中生代火 山盆地 的北东 缘 ， 赣 东北 深断 裂带 的北 西 侧 。矿 田 由铅 锌 矿 带 和 铜硫 金矿 带组成 ， 各个 矿带 系火 山活 动 的产 物 ， 按 其 空 间分布 位置 和矿 石工 业 类 型 ， 从 北 往南 分 为 六 个 矿带 矿床 ， 即北 山铅锌矿带 ， 九 区铅锌银矿带、 九 区铜硫 金矿 带 、 银 山铅锌 银矿 带 、 西 山北 东段 铜硫金 矿带 及 银 山 西 区 铜 金 硫 矿 带 。矿 田 因 受 银 山 背 斜 断裂 带 的控 制 ， 呈 南西 ～北 东方 向延伸 。 此 次试 验矿 体为 一2 4 0 m 中段东 区 2 3线 5 1 6 矿体在 银 山西 区铜金硫 矿带 的东 侧 ， 为 铜硫 盲矿体 ， 矿石类 型 以黄铜 矿 、 黄 铁矿 为主 ， 其次 为石英 和绢 云 母、 金等 ， 铜矿石地质 品位 3 ． 2 ， 金地质品位 0 ． 3 2 g ／ t ， 硫 地 质 品 位 1 8 ． 9 1 7 ， 矿 体 走 向 N 3 4 2 。 W S 1 6 2 。 E； 倾 向西 ， 倾 角 4 5 。 ～5 O 。 ， 平均厚度 1 ． 5 5 m。围 岩为砂质 千枚 岩 ， 片理 、 断层不 发育 ， 围岩 走 向与矿体 走 向交角较 大 ， 围岩坚 固性 系数 9 ， 稳 固程 度 达 到 中 等偏上 ， 矿石 自然 安息角 3 8 。 ， 矿石容重 2 ． 8 8 t ／ r n 3 。 3 无底柱浅孔 留矿法 回采 5 1 6 0 1矿 块存在的问题 1 银 山矿 体 多 是 急倾 斜 矿 体 ， 出矿 依 靠 矿 石 自重即可顺利放 出， 若为储 量偏少的矿体单独购买 电耙 设施 不经 济 ， 加 上工 人无操 作技 能 ， 短 时无 法培 训 和建立 相应 的管理 规章 制度 。 因此 在对 5 ～1 6矿 体生产探矿完成后 ， 先是对 5 1 6 0 1矿块采用矿 山 目前 使用 的无底 柱浅 孔 留矿采矿 法进 行 回采 。回采 中采 用 YS P～4 5 钻 钻 凿 上 向炮 孔 。YS P一4 5钻 施 工 角度在 6 0 。 ～9 0 。 范 围内 。在 回采 5 1 6 0 1矿块 的 过程 中 ， 炮 孔倾 角无 法与 矿体倾 角保 持一致 ， 造 成每 回采 2炮 ， 即要向矿体下盘削壁 1 ． 0 m， 直接抬高了 一 次 贫化 率和损 失率 。 2 YS P 一4 5钻凿岩 过程 中必 须采用 湿式 凿岩 以及 放炮 后 的平场 也需要 洒水 除尘 。而 5 1 6矿体 * 收稿 日期 2 0 1 5 0 4 1 7 作者简介 龙跃 1 9 7 5 ～ ， 男 ， 汉族 ， 本科 ， 助理工程师， 主要从事矿 山井下采矿技术管理与没计工作 。 第 5期 龙 跃 倾斜薄矿体抛 掷爆 破全面采矿方法试验研究 1 3 含硫高 ， 采下的矿石在空气和水 的共 同作用下发生 氧化 反应 ， 结 块严 重 ， 到矿 块 回采 结 束 后 ， 大 量 出 矿 时， 存在矿石“ 结死” ， 即使放置炸药爆破炸矿 ， 也仍 有大量的矿无法放 出， 不仅造成二次贫化和损失大 ， 而且放置炸药时安全得不到保障。 鉴于以上 因素 ， 该矿决定采用倾斜薄矿体抛掷 爆 破 全 面采矿 方法 对 5 1 6 0 2 矿 块进 行试 验 回采 。 4 试验采矿场构成要素 试验 采矿 场形 成 与无底 柱浅 孔 留矿法 采场 基本 相 同 。先施 工 沿 脉 巷 道 ， 巷 道 规 格 2 ． 0 m 2 ． 5 m 宽 高 ， 布 置在矿 体 的下 盘 ， 以增加 矿房 底板 的坡 度 ， 便 于后 期 回采 出矿 。沿 脉 巷 道 先 期 作 为探 矿 工 程 ， 揭露矿体 ， 后期转为脉内运输巷道 。 沿脉生 探 结 束 ， 即沿 走 向 布 置采 矿 场 ， 长 5 8 ． 4 m， 阶段 高 度为 4 5 m， 矿块 垂高 2 5 m 该 矿 体为 盲矿 体 ， 按储量推测理 论和矿实践 经验， 上 推垂 直高度 2 5 m ， 矿 块沿 倾 向方 向斜 长为 3 5 ． 2 m， 矿 体厚 度 即 为采矿场上下盘垂直高度 为保证施工空间， 最小控 制在 1 ． 5 5 m ， 沿走 向每 6 ． 5 m布置一放矿小井 ， 规 格 2 ． 0 m2 ． 0 m 宽 高 ， 小井 从沿 脉 侧墙 1 ． 5 m 处 逆倾 向上掘 6 m 左 右 ， 再 辟 成 4 5 。 的 喇 叭 形 放 矿 口， 并将所有喇叭 口拉通 ， 从而形成 2 ． 0 m 高度 的 拉 底平 巷 ， 作为 回采 时 的 自 由面 。拉 底 形成 后 再 每 隔一放 矿 漏 斗 掘 进 切 割 上 山 ， 规 格 2 ． 0 m X 2 ． 0 m 宽 高 ， 将矿块划分成较小的回采单元 ， 减少 回采 暴 露 面和便 于 人员 通行 见 图 1 。 ’ 一 J 3 2 4 - l 、 1 ； }g ’ l ’ 图 1 有 底 柱 留 矿全 面 法 采 矿 场 结 构 图 1 2 6线长川 ； 2 漏斗 ； 3 底柱 ； 4 切割上 山上 的铁梯 ； 5 炮孔 ； 6 自由面 ； 7 回采小单元 ； 8 保安矿柱 ； 9 脉内运输巷道。 5 回采工艺变形及优化 试验矿体平均倾 角 4 8 。 ， 含硫 高， 若用留矿全 面 法开采， 仍存在 回采过程中贫化损失大， 采后存窿矿 易 “ 结 块” ， 资 源浪 费 大 。针 对 现 状 该 矿 采 用全 面法 的工 艺变形 来 回收 矿体 。 1 针 对矿 石 含硫 高易结 块 ， 改用 “ 随采 随 出” ， 即每放 一面 炮就将 采 下 的矿 石 出完 ， 但 矿 石 出完 后 人 员无 法 在 4 8 。 的 斜 面 上 站 立 ， 下 面 炮 就 失 去 了作 业 平 台 。为 解决 这一 难 题 ， 该 矿 在 采 矿 场 矿体 下 盘 的底板 上打 眼 ， 插 入 废 旧 的短 钎 杆 ， 钎 杆 总 长度 4 0 c m， 其 中 3 0 c m 插 入 孔 中 ， 并 用 岩 渣 填 实 ， 外 露 1 0 c m， 在 用铁 丝将 铁 梯 与钎 杆 固定 ， 然 后 通 过 其 他 铁 梯交 错绑 扎来 搭建 工 作 平 台 ， 以解 决 采 矿人 员 站 立 和 钻机 的支撑 问题 ， 见 图 2 。 Ⅱ l I Ⅱ 图 2凿岩施工平 台示意 图 1 铁梯子 ； 2 钻机 ； 3 铁梯子 4 炮 孔 ； 5 短 钎 杆 2 5 1 6矿体平均倾角为 4 8 。 ， 略大于该矿矿 石 自然安息角 3 8 。 ， 但爆破施工中， 矿体下盘 围岩受 爆 破 破坏 和粉 矿共 同作 用 ， 对 采 下 的 小块 矿 石 下 滑 仍 有 影 响 。针 对这 一 情 况 ， 一 方 面 控 制 临近 底 板 炮 孔 的装药 量 ， 采 用不 耦合 装药 ， 以减 少底 板 的破碎 程 度， 同时施工炮眼时， 视矿体倾 角的大小 ， 将矿体放 在 回采掌 子 面的上 眉 线 或 下 眉线 ， 以 加 大底 板 的 坡 度便 于溜 矿 。另一方 面 ， 采用 了抛 掷爆 破 的方法 _ 6 ] ， 以漏 斗轴 心方 向为 自由面 ， 将 采 下 的 矿石 大 部 分 抛 掷 到漏斗 口附近 。施 工 时用 YT一2 7钻 钻凿水 平 炮 孔 ， 炮 孔 深 度 2 ． 0 r n ， 孔 径 4 2 mm， 排 距 0 ． 9 ～ 1 ． 2 m，孔距 0 ． 7 ～ 1 ． 0 ， “ 梅 花形 ” 布 孔 ， 每 次 施 工 4 5 排眼， 采用秒差爆破 。采矿场总体 回采顺序从矿块 一 侧 后退 式 回 采 。而 在 两 切 割 上 山 的小 回采 单 元 中， 先从 1 上 山 向 2漏 斗 方 向 回采 ， 采 至 2 漏 斗轴 线 即停 。再改从 3 上 山向 2 漏 斗方 向回采 。 如此 依次 回采 完整个 矿 块 ， 见 图 1 。 6 出矿方式 对抛 掷 滚 落 到 脉 内运 输 巷道 和 漏 斗 内 的矿 石 ， 用遥控电动装岩机将矿石装入矿车运 出， 对 留在采 矿场 底板 上 的少量 粉 矿 和 砾 块 大小 的矿 石 ， 暂 时 不 出， 以方便人员上下采矿场， 待小单元 回采结束后 ， 用高压水冲和人工扒， 将矿石清入放矿漏斗 中， 再装 1 4 有 色矿 冶 第 3 1卷 到矿车 中运 出 。 7 安全管理和空区处理 采 矿 场顶 板 管理 十分 重要 ， 在 围岩稳 固 的地 方 不采取支护措施 ， 但要求人员仔细检查和勤橇浮石 ， 对少部 分受 断 层影 响不 稳 定 的地 段 ， 用 直 径 2 O e m 的木桩 采用 “ 穿鞋 戴 帽” 的支 护方 法 支 护顶 板 ， 同 时 在每个 小 的 回采 单 元 中选 取 夹 石 和 品位 低 的地 方 ， 留 4 m5 m 的矿柱 ， 来 减小 回采 单 元 的暴 露 面积 ， 起到 支撑顶 板 、 管 理顶板 的作 用 。 通风 管理 ， 采 用一 抽一送 局 扇 通风 ， 在 1 斗子 下安 装送 风 机 ， 新 鲜 风 流从 1 斗子 上 ， 9 斗 子 附 近安装 抽 风机 ， 将 污风 抽至 回风巷 道 。 矿块 回采结束后 ， 因该矿体 的围岩走 向与矿体 有 较大 交角 ， 且 围岩稳 固 ， 与其 它矿 体之 间 的最 小 间 距 在 5 0 m 以上 ， 采矿场 回采 后 为 独立 的 回采空 间 ， 形 态简 单 ， 稳 定性好 ， 加 上有部 分夹 石及 品位低 的矿 柱和木 桩支 护支撑 ， 空 区属 于“ 稳 固类” ， 另外银 山 已 经有 6 O多年 的 回采历史 ， 结合 矿 山 以往 空 区处 理经 验 ， 5 1 6采空 区采 用“ 封 闭法 ” ， 即对 采 空 区入 口巷 道进行 砌墙 封闭 ， 以防止 人员 误入 ， 避免松 石对 人员 伤害 。 8 主要技术经济指标 试 验 矿块 回采 的 主要 技 术 经 济 指标 对 比见 表 1 表 1主要技术经济指标对 比 通过 表 1可 以看 出 ， 有底 柱 全 面采 矿 法 回采倾 斜 薄矿体 的贫化 率 和损失率 要 比无底 柱浅孔 留矿 法 回采倾斜矿体指标有较大下降。虽然有底柱全面采 矿法采切比较高， 但切割均在矿房中进行， 副产为矿 石 ， 减 少 了废石 的 装 运 费 。因此 在 类 似矿 体 的 回采 中有底柱全面法是一个较好 的选择， 值得借鉴 。 9 结 语 此次 试 验采 用 随 采 随 出 ， 人 工搭 建 平 台 的抛 掷 爆破全面采矿法对矿石含硫高、 易结块 的倾斜薄矿 体进 行 回采 ， 在 经济 、 技术 等指标 上取 得 了较 好 的效 果。对此类相似矿体 ， 储量不大 的矿山有极大借鉴 作用 。而 储量 大 ， 围岩稳 固性差 的矿 山 ， 可施 工锚 杆 护顶 的方 法 ， 来 提高作 业安 全 ； 同时采 用 电耙 出矿 ， 以降低劳动强度 、 安全隐患和提高采矿效率具有参 考价值 。 参 考 文 献 [ 1 ] 门建兵 ， 匡勇骆 ， 贞 江． 浅谈 矿石运搬 方法 [ J ] ． 科 技创新 导 报， 2 0 1 3 2 0 1 1 7 ． E 2 ] 王冬琳 ， 陈德名． 浅孔留矿 法在淘锡 坑钨矿区 的应 用E J ] ． 矿业 工程 ， 2 0 1 2， 1 0 6 1 6 1 7 ． [ 3 ] 王燕 ， 袁永忠 ， 王芳， 王君． 缓倾斜薄 矿体采矿方 法试验 研究 [ J ] ． 黄金 ， 2 0 1 3 ， 3 4 4 3 6 4 0 ． E 4 ] 赵永峰． 红泥坡铜矿缓倾斜薄矿体采矿方法的选择[ J ] ． 采矿技 术 ， 2 0 1 3 ， 1 3 1 1 3 ． E s ] 赵明亮．缓倾斜极 薄矿体后退式 抛掷爆破 浅 L 房柱采 矿法的 实践E J ] ． 有色矿冶 ， 2 0 1 4 ， 3 0 4 2 4 2 6 ． [ 6 ] 最新爆破设计施工控制新技 术评价应用 与爆破作业安 全技术 标准实务全书[ M] ． 中国科技出版社． 2 0 1 1 ． 6 3 4 1 3 4 2 ． Ex p e r i me nt a l S t u d y o n Ca s t i n g Bl a s t Br e a s t i n g M i ni n g M e t ho d o f I nc l i ne d Thi n Or e b o d y LONG Yue Yi n s h a n Mi n i n g Co mp a n y Li mi t e d o J J CC， De x i n g 3 3 4 2 0 1， Ch i n a Ab s t r a c t The r e a r e s o m e e a s i l y c a ke d i nc l i ne d t hi n v e i n wi t h h i g h s ul p hur c on t e n t i n Yi n s h a n M i n e，whe n s h o r t h ol e s hr i nk a g e me t h od i s u s e d， a l a r ge a mou nt o f o r e c a nn o t be d r a we d，S O d i s s i p a t i o n a nd d i l ut i on o f t h e o r e a r e hi gh．I n v i e w o f t hi s s i t u a t i on， b r e a s t i n g m i n i ng me t h o d i s c o nd uc t e d ma i n l y wi t h ha n dl i n g o f br o ke n or e by e xpl os i v e e ne r gy a nd hy d r a ul i c h a ul a ge，a nd t h e m e t ho d c a n b e ut i l i z e d by o t h e r s i mi l a r mi ne s． Ke y wo r d s i nc l i ne d t hi n or e b o dy； br e a s t i ng mi ni ng me t h od； o r e h a n dl i n g by b l a s t f or c e； e x pe r i m e nt a l s t ud y