武山铜矿现行采矿方法及改进途径.pdf

江 西 铜 业 工程 19 9 7 阴 l 武山铜矿现行采矿方法及改进途径 江西钢业公司式山铜 矿 罗有海 摘耍 本丈介绍了式山们护现行的来犷方法和存在的问题 . 井扰改进和进一少完善来护 才法提出了看法和 之诬 。 关桂词 未犷才法存在问趁改进途 径 前言 武山铜矿自1966年开始建设 , 设计建设规 模 为日采 选原 矿 300 0t , 南 、 北矿带各 为 15 0 0 td / , 实行总体规划 , 分期建设 . 北矿带于 1984年建设投产 ; 南矿带于 19 70年开始 建设 , 197 9 年因地质情况不清而缓建 , 1986年又恢复 南矿带建设 , 19 92年元月建成投入生产 . 通过 “ 南建北改 仲, 使矿山的采选工艺趋于合理 , 生产 作业条件大为改善 , 各项生产指标明显提高 , 矿 山装备水平和管理上 了一个台阶 . 但是 , 由于矿 山 “ 南建北改 ” 工程仍有部分设 施没能及时完 成 . 同时 , 由于技术和管理上的种种原因 , 致使 目前南 、北 矿 带使用 的采矿方法存在工序复杂 尚未达到设计能力 、 采矿成本高等问题 . 因 此 必须针对现行采矿方法进行研究 , 进一步改进 和完善 . 1 地质概况 武山铜矿属大型铜 硫矿床 , 铜储量为1 3 7 万 t , 并伴生金银等有益元素 , 现 矿 石含铜品位 约为1 . 1 7写 . 它由南 、 北两个矿带 12 4 个矿体 组成 。 根据矿体控制因素和 空间展布物征 , 以栖 艘阶地层上限为界将矿体划分成两大矿带 . 北矿带位于花岗闪 长斑岩体的北侧 , 矿化 带长 2700m , 宽 2 0om 。工业 矿段长 16oom , 有工 业矿体 7个 , 其中 ICu 矿体最大 , 为主要开 采 对象 , 它位于武山南坡 , 赋 存在泥盘系上统五统 组砂岩与石炭系中统黄龙 系灰岩的层间破碎带 中 , 矿体呈 似 层 状顺 序产出 , 倾向 165 ., 倾角 56 ’6’ , 局部地段变陡 为 一 3 , 变缓 为 44 0 , 矿体长度1600 m , 平均厚度1 6 . s m . 矿石类 型 浅部为含铜黄铁矿和含 铜高岭土 , 深 部为含 铜矽卡岩和含铜碳酸盐岩 . 矿 石结构有块状晶 体构造 、 浸染状构造 、 脉状构造等 . 矿 石极为松 软破 碎 , 含硫量高易 自然 , 铜金属品位上高下 低 , 平均为 1 . 2 。 IC u 矿体的底板主要为砾石 英岩 , 其次为花岗闪长斑岩和大理岩 , 局部地段 为花岗闪 长斑岩和高岭土 , 矿体附近的火成岩 脉在浅部均遭受了强烈的风化 , 为不 良工 程地 质体 . 南矿带位 于武山南部 , 是受岩体与围岩接 触带及岩体内围岩残 留体控制的一组 矿体 。 它 直接受花岗闪 长斑岩体控制 , 总体为一向南东 倾斜的筒型 , 具体到剖面和平面则矿体的产状 形 态变化较大 . 平面上 , 矿体呈 环形 , 主要由三 组矿体组成 , 其走向分别为北北西 、 北西 和 北 东 . 在剖面上 , 矿体呈向岩体方向上的弧 型 。 在 南矿带中 , SCu 、 gCu 两 个矿体规模最大 , 铜 储 量占南矿带的8 3 . 5 , 为主采矿体 。 矿体产于 花岗闪长斑岩与二迭 系下统茅口阶上段至三迭 系中统嘉陵江组碳酸 盐岩圈岩的接触带 . 在剖 面上 SCu矿头与gC。矿尾 成侧幕状 , 矿体呈带 状或蛇曲状 , 分支 、 复合 、 膨大 、 缩小现象明显 , 形态 极为复杂 . 矿体在平面上呈环状 , 展开 长度 为 2 15 0m , 平均厚度为 14 . s m一1 8m , 矿体向下 延伸较大 . 控制到 一80 0m 际高 , 矿体 仍未尖 灭 . 矿石类型以含铜矽卡岩为主 , 其次是含铜大 理岩 、 含 铜 花岗闪 长 斑 岩 , 矿石 含铜金 属 品 位 1 . 1 . 矿体围岩主要 由花岗闪 长斑岩和碳酸盐 岩组成 . 南矿带的地表为良田 , 且毗 临湖泊 , 不 允许陷落 . 4 7 0 7 . 1 9 9 7 阴l 罗有海 武山铜矿 现行采矿方法及改进途径 2 采矿方法沿革 武山铜 矿自建矿以来 , 采矿方法几经变革 . 2 . 1 北矿带 建矿初期 , 在北矿带 。m 水平以上使用分 段崩落法采矿 , 因矿石品位高矿石铜金属 品位 达到 2 . 4 , 矿石损失 、 贫化较大 。 自 19 77年 开始 , 改用整体钢筋混凝土假顶分层崩落采矿 方法 , 从此 , 矿 山开始以分层崩落法为主进行回 采约占全 矿采出 矿量9 5 , 回采率达到 9 5 以上 , 贫化率在 1 0 以下 , 取 得了 明显的经济 效益 。 但是 , 通过 实践也暴露了一些重大的技术 难题 ①由于 矿石中含硫高 , 易自燃 , 致使大部 分采场温度过高 , 最严重时全矿 2 7 个生产采场 中有1 2个同时发火 , 井下二氧化硫浓度严重超 标 , 发火采场被迫封闭 , 不能作业 ; ②分层崩落 法机械化水平低 、 劳动强度大 、 效率低 、 坑木消 耗量大 、 成本高 , 矿山难以达到设计生产能力 , ③采场地压大 , 时常发生冒顶事故 , 安全难以保 证 ; ④北矿带上部铁帽发 现含金 , 黄金储量约 15 t , 有回收价值 . 因此 , 开采工艺上必须采取采 铜保金的具体措施 。 鉴于存在上述问题 , 矿山经 上级部门的批准 , 在科研单位的协助下 , 试验成 功了铲运机出矿的下向进路式水砂充填采矿 法 , 由于 此采矿方法符合矿山地质及经济技术 条件的要求 , 具有高效安全等优点 , 目前 , 大部 分采场已推广使用 . 2 . 2 南矿带 南矿带经补勘后于 1 987 年恢复建设 。 南矿 带原设计使用上向水平分层充填采矿法 , 空 顶 面积达so om 全 . 南矿带主要 由含铜矽卡岩组成 , 因离地表较近 , 矿岩比较破碎 , 经与国内矽卡岩 矿 山类比 , 可以看出 80 0m , 的空顶 面 积太大 , 难以保证安全生 产 , 加之矿山刚刚投产 , 经 验不 足 , 因此 , 采场的空顶面积应根据采场矿岩的稳 固程度来确定 。 自 1 988 年初到 19 93 年 , 矿 山在科研单位 的协助下 , 试 验上向斜壁进路式水砂充填采矿 法获得成功 . 该采矿法的主要 技术特点是 ①进 路连续回采 , 进路宽度可根据采场顶 板 稳固程 度随时进行调整 ; ②采用斜壁进路回采 , 进路边 壁倾角为 60 ’ , 略小于江砂充填体的塌落角 ; ③ 进路回采后用 不含胶结料的水砂充填 ; ④脉外 斜坡道采准 , 铲运机出矿 . 该方法采矿作业较为 安全 , 生产管理比较简单 , 采矿成本低 , 采场生 产能力大 。 目前已在南矿带部分采场推广应用 。 3 采矿方法存在的问题 3 . 1 北矿带采矿方法存在的主要问题 ①混凝土假底铺设效率 低 , 质量差 , 并 由此 带来了采场生产能力低 , 坑木消耗大 , 成本高等 一系列问题 。 这些问题的存 在有一定的历史原 因 原设计混凝土假顶的铺设是利用地表混凝 土搅拌站干式搅拌后 , 利用农用汽车从地表将 干混凝土运到井下 , 由于运距较长 , 给生产管理 带来了不便 , 采场经常停工待料 , 影响了采场生 产能力的提高 。 另外干混凝土运 至井下进行铺 设后 , 必须加水人工搅拌 , 因劳动强度较大 , 工 人责任心不强等因素 , 导致假底铺设质量差 , 难 以达到设计要求 . 为保证进路安全 , 只有用坑 木 密集支护 . ②由于原设计尾砂充填站尚未建设 , 充填料采用长江砂 , 随着江砂价格不断上涨 , 采 矿成本也不断提高 . 另外 , 江砂粒度较大 、渗透 性强 , 充填时 , 加入的胶结剂在充填料脱水时大 量流失 , 使充填体强度很低 , 在充填时必须用竹 笆固定 , 这样也增加了采矿成本 . 3 . 2 南矿带采矿方法存在的主要问题 在进路回采时 , 采用江砂充填 , 相邻进 路的 充填体易垮落 , 导 致矿 石大量贫化 , 同时 , 铺面 用的充填料中的水泥因江砂粒度大在脱水时大 量流 失 , 使充填体的表面强度降低 , 而且提高了 充填成本 。 4 现行采矿方法的改进途径 武 山铜 矿在北矿带使用下向进路式水砂充 填采矿法 , 在南矿带使用上向进路式充填采矿 法 , 由于种 种原因其 中有技术上的也有 管理上 的 , 使采矿成 本提高 , 采场生 产能 力难以达到 江西铜业工程 1979 阴 l 设 计要求 . 为改变以上被 动局面 , 除提 高生产 管 理水平外 . 还 籍要进一步完善和改进采矿方 法 根 据武山铜矿 矿体的赋存条件和技术经济条 件 , 改进和完善采矿方法 主要从以下几方面入 手 4 . 1 充分利 用矿山尾砂 目前 , 因尾砂分级设 施尚存在一些问题 , 不 能获得合洛粗尾 砂 . 解决的办 法是改进 和 调试尾砂 分级系统 , 并 加强南北矿带 采矿量的调 配管理 . 使南旷带 全部用分级粗尾砂充填 , 在充填体上 部捕胶 洁 层面 , 这 徉不仅能降低成本 , 减小贫化从 失 , 而 且 能大量减少尾 砂入 库量 , 节省尾砂库建12势 用 . 4 . 2 简化混 凝土假底 铺设工艺 下向进路水砂充填采矿法 混凝土 假底的 铺 设可使用 混 凝土 泵 、 压气式 混凝土输 送器 等 输 送 混凝 土 , 但设备投资大 . 目前最为可行的办法 是在 现 有 设 备的基础上 进行技术改造 , 尽量采 用 操 作简便可靠的通用 技术和设 备 . 简化混 凝 土假底铺设工艺的关键问 题是 减少混 凝土的汽车运输量 , 降低 工人的劳动强 度 ; 为解 决上述 问题 , 可以使用 如下 办法 在井 下每一个中段靠近主斜坡 道位置 附近建立一 个 小型 江 砂和 碎石储存仓室 , 并在储存 附近没置 小型 混凝土搅拌机 . 江砂和 碎石用东风牌汽车 通过 主斜坡道向井下运料 , 以缓解主料坡道 的 运输压力 . 铺底时 , 先计算出需用水泥从 . 炸斤 用 汽车将一次铺底用的水泥送到井下搅 拌UL附 近 . 用井下铲运机给搅拌机上料 , 搅拌好的混凝 土 用农用 车送 y l J需铺 底的采场 , 再用 铲运机运 到工作面 , 人工扒平 , 用振动器捣固 . 这 样不仅 能 保证假 底的 铺设质量 , 还 能 减少下分层 的坑 木 支护量 , 确 保下分层 的施工安全 . 4 . 3 推广竹筋代替钢筋和柱帽联 合支 护 使用下向进 路水砂充填采矿法 的采场 , 铺 设假底钢筋混凝土 假底时 , 应 扩大 推广竹 筋代 替部分钢筋 , 以减少吨矿钢筋消耗量 ; 采场支护 应推广柱帽联合支护 , 调整支柱间距 , 以减少坑 木 消耗 , 降低 采矿成本 . 4 . 4 试验废 石充 填工 艺 利用 掘进 废 石直接充填井下采 空区 , 可使 用 如下 办法 在现有采场 中段溜并的上部作为 废石存放井 , 掘进的废 石不 出窿 , 运至采场 中段 溜井的上部片简储存 , 采场充填时 , 用采场 铲运 机将 座石i二至采空区 。 废石充 填高度 为 lm 1 . s m , 列 决展空 区用江砂 充填 . 这 洋不仅能减 少江砂 充填 {.1 , 缓解江 砂的供需矛盾 , 还可以减 少废石 的提 仆及排渣量 , 降低充填成本 . 4 . 5 应 用废 石捧磨砂 山于长江 砂价洛上 涨 , 且受季节 方面 的影 响 , 经常 造呱之〔砂 不能正常供应 , 影响矿山的正 常生产 。 旷山应春手 进行废石津磨砂的方 案考 宾 沦汪 . 川废石阵磨 砂代替部分江砂用于井下 龙填 . 据凡口铅锌矿滓磨砂充填单位成本与我 矿的江砂充填 成 本 对比来看 , 废石津磨 砂是可 行的 , 具有较大的发展潜 力 . 收 稿时间 19 96一1 2 一 11