中村钒矿采矿方法探讨.pdf

Te c h n o l o g y F O r u m 中村钒矿采矿方法探讨 杨宏伟周其磊郝涛王凡 陕西五洲矿业股份有限公司，陕西 商洛 7 2 6 4 0 3 【 摘要 】简述中村钒矿 I 号矿体地质特征、生产勘探过程及 手段 、开采现状 ，归纳 出 I号矿体显 著而突 出的开采技 术条件 ，进 一 步阐述电耙耙矿的留矿采矿法 房柱式留矿法的局限性及存在 的采矿难题 结合多次采矿方法试验进行采矿方法探讨，提 出无底 柱 中深孔分段崩 落采矿 方法 。 【 关键词 】 开采技术条件；采矿难题；采矿方法探讨 1无底柱中深孔分段崩落采矿方法 l _ 1中村钒矿生产勘探情况简述 中村钒矿始于 1 9 9 5 年， 因钒价市场的急剧变化， 中间一度停产， 2 0 0 4 年由五洲矿业公司接管，投入到轰轰烈烈的探采生产中⋯⋯。 至 2 0 1 3年，已从 1 2 6 0中段、1 2 0 0中段、1 1 6 6中段、1 1 2 0中段下 采到 1 0 8 0中段～8 6 O中段． 1 1 2 0以上各中段， 生产勘探工程很不到位，无法完整圈出各中 段矿体，不利于地质工作的对比研究；1 0 8 0 8 6 0中段，探矿工程 基本到位，可较完整圈定 I 号矿体及其近矿标志层，有利于地质工 作 的对 比研究 ，对后续地质工作起指导作用。 生产勘探是通过穿脉工程控制的 ， 一般按 5 O米间距控制 ，同时 兼顾与上部中段穿脉工程对应，这是结合采矿块段划分确定的，充 分考虑探采结合，在生产勘探过程中，及时对勘探工程进行刻槽取 样 ，样长 1 米 ，及 时上 图，以指导采掘、探矿工程的设计与施工。 I ． 2 开采现状 1 各中段现状 自2 0 0 4 年9 月1 5 日五洲公司接管至2 0 1 3 年， 相继结束了1 2 6 0 、 1 2 0 0 、1 1 6 6 、1 1 2 0中段的可采矿块，基本闭坑。以上中段中的不可 采矿块指的是①金狮剑沟槽下方的一些块段， ②归纳为黄泥的块段， 所谓黄泥块段是指矿岩稳固性极差的、且氧化程度较高的矿岩，其 岩性为碳质粘土岩及薄层碳硅质粘土岩与微薄层粘土岩互层的矿体 块段 ，其颜色因氧化而变黄色 、泥化 强、湿度大 。 1 0 8 0中段 已基本采完可采块段，仅剩局部残采，同样存在不可 采的黄泥块段及沟槽下方 的保安块段 ，还有因封 闭火区而不能开采 的块段 。 1 0 1 5中段西段还正在开采过程中，但东段已接近尾声，可开采 块段逐步减少 ，该 中段 同样存在与 1 0 8 0 中段情况相近 的不可采块 段 ，另外，还存在矿岩稳 固性极差 的难采块段 ，其主要原 因要 么是 层理 发育，要么是因层间断层 的存在而发 生柔褶现象 ，无法用现用 的房柱 式留矿采矿法开采 ，因为无法确保安全 ，也无法控顶 ， 一 经开 采就报废 。 9 6 7 中段于 2 0 1 3 年上半年已全线贯通，基本做完了采切工程， 现 正在 按进度计划采矿 ，将会存在上述不可开采块段。 9 1 7与 8 6 0中段，正在进行着开拓、探矿、采切工程，已形成 了几个开采块段。 1 ． 3矿 体地质特征 1 I号矿体具分支复合现象，分支 是主要 的， 复合是次要的 。 2 工业矿体底盘存 在紧挨 或靠近工业矿体 的高碳层粘土岩一 石煤 沉积标志层 ，也是找矿标志层，其与工业矿体平行展布，连 续性较好。 与地质勘探对 比，夹层 以南 的矿体为 I一 1 矿 体，以北 为 I 一 2矿 体。 I 一 1矿体岩性为碳质粘土岩，矿体水平厚度 品位在 0 ． 6 0 ～0 ． 8 0 ％ 的平均值为4 米，品位在0 ． 9 0 ％以 上的平均值为 5 米，平均品位大 于 0 ． 9 5 ％；I 一 2 矿体岩性为薄层碳硅质粘土岩夹微薄层粘土岩， 水 平厚度平均值为 5 米， 平均品位大于 1 ． 0 0 ％ 未包含薄层硅质岩及 微薄层粘土岩互层部分 ；夹层岩性为碳硅质粘土岩，水平厚度平均 为 4米 ，平均品位小于 0 ． 4 0％，故 I 矿体 含夹层及低品位矿 平 均水平厚度 1 8米左右，单体设计中计算得到加权平均品位在 0 ． 8 8 ～ 0 ． 9 2 ％之间。在金狮剑烟家沟矿段 内未见到 I一 3号矿 体，这 也与 地质勘探吻合 。 4 6 0 l 华东科 技 3 矿体复合地段与黄泥块段及矿岩稳固性极差的难采 块段相 关 。 4 中村钒矿金狮剑烟家沟矿段 I 号矿体顶盘为褐色粘土岩 及其上部薄层硅质岩夹微薄层粘土岩，后者层理、节理发育、矿岩 稳 固性极差 。 1 ． 4存在 问题 5 各中段存在难采矿块，即黄泥矿段与矿岩稳固性极差的原 生块段。层理、节理、揉皱较发育，使用房柱式留矿采矿方法无法 开采 的块段 。 6 存在封堵火区而无法 开采 的块段 ，集中体现 在 1 0 8 0 、1 0 1 5 中段 ，还会 影响 9 6 7中段 的对应块段 。 7 I 一 2号矿体 即顶层矿体，在夹层以北为薄层碳硅质 粘土岩与微薄层粘土岩互层，品位较 I 一 1 号矿体 底层矿体高， 但无法利用沿用的房柱式留矿采矿法开采，原因是①实际揭示的矿 岩稳固性较差至极差； ②其顶盘为 0 ． 5 ～l - 0 米厚的褐色粘土岩， 稳 固性极差；③褐色粘土岩顶盘为薄层硅质岩与微薄层粘土岩互层 即 Ⅱ号矿体 ，层理、节理较发育 ，其稳 固性也极差 ，这与地质勘 探中 提到的这一层矿岩完整，稳固性较好相矛盾，因而影响采矿方法的 选择，影响采矿的损失与贫化。 8 若使用房柱式留矿采矿法将 I 号矿体全厚开采， 就会报废 采矿块段，贫化极大， 损失极大，故实际只能开采 I 一 1 号矿体，夹 石层以上做为护顶层，损失很大。采矿管理不菩，引起塌方，贫化 增大 ，损失也增大 。 针对以上存在的问题，无论是黄泥块段及难采矿块，还是 I 一 2 号矿体 顶层矿体 ， 都有两个共同的特点， 即①矿石稳固性差至极 差；② 顶、底 盘或者顶盘近矿 围岩稳 固性极差 。 1 ． 5采矿方法探讨 1 中村钒矿显著特点 开采技术条件 ① I 号矿体具分支复合现象，以分支为主。 矿体厚度大， 属中厚一 厚矿体，矿体倾角 4 7 ． 5 。～ 5 5 。。 ② I 号矿体之顶层矿体为薄层碳硅质粘土岩及微薄层粘土岩， 品位较高，一般大于 1 ． 1 5 ％；在其上部为厚度不大的薄层硅质岩及 微薄层粘土岩，品位较低，一般为 0 ． 6 5 ％。此两种类型的矿体共同 特点是层理极发育，节理较发育。 ③夹层为碳硅质粘土岩， 一般较坚硬， 品位很低， 一般为 0 ． 2 0 ～ O ． 3％ 。 ④底层矿体为碳质粘土岩，一般较坚硬，品位较顶层矿体低， 平均 品位为 0 ， 9 5 ％ 含低品位 。 ⑤ I 号矿体项板为 0 ． 5 ～1 ． 5 米厚的褐色粘土岩，稳固性极差， 其上部为I I 号矿体， 岩性为薄层硅质岩夹微薄层粘土岩， 层理发育、 节理也发育 ，稳 固性较差 。 ⑥ I 号矿体底盘要么存在 1 ～3米水平厚度的很低品位的碳质 粘土岩，要么直接为有矿化异常的高碳层，其厚度变化较大。 ⑦ I 号矿体存在黄泥块段，即矿岩稳固性极差，氧化程度较高 的矿 岩块 段，但 其岩性未发生变化，其颜色因氧化而成黄色 ，泥化 强 ，湿度大 。 ⑧ I 号矿体存在矿岩稳固性极差的难采块段，所谓难采块段是 指层理发育或者柔褶发育的矿岩块段。 2 五洲 公司沿用 的采矿方法及存在 的问题 。 五洲公司一直沿用电耙出矿的房柱式留矿采矿法，能够将矿岩 稳固性中等至较稳固的块段中的 I 一1矿体 底层矿体正常开采 出来，但对于矿岩稳固性差的块段、矿岩稳固性极差的黄泥块段、 层理、节理、柔褶发育的难采块段却无法开采。归纳起来，存在以 下 问题 。 ①无法开采出 I 2 矿体 顶层矿体， 可采矿块损失率过半， 损失极大 。 ②对于黄泥块段及难采块段，根本无法开采。 科技论坛 ③对于底盘近矿围岩及矿石稳固性极差的矿体， 无法正常开采， 采切工程位置难以选择，即使形成，也难于维护，采矿安全隐患极 大 。 ④对于底层矿体厚大的块段，采矿幅度有限，无法全厚采出底 层矿体 ，损 失过大 。 3 采矿方法试验 Q2 0 0 7 年与湖南长沙设计院合作进行过干式废渣充填采矿方法 试验，以解决黄泥块段的采矿难题，但是失败了。工序复杂，成本 高，更主要是安全隐患极大，无法推广。 ②2 0 0 8 --2 0 0 9 年与湖南长沙设计院合作进行过水平分层采矿法 试验 ，准备解决矿岩稳固性差的矿段的采矿难题，结果也是失败 的。 工序复杂、成本高、安全隐患极大，难以确保凿岩工、耙矿工的安 全 。 ③2 0 0 9 年下半年，五洲公司内部进行设计，进行有底柱分段崩 落采矿法试验，结果也是失败的。单从采矿系统设计本身而言，应 该是正确的，试验中基本实施了设计的采切工程，进行了开槽、拉 槽及采矿中深孔爆破，这些皆是成功的，而且安全可靠，但是在漏 斗溜矿的这一环节上出了问题，所采矿石被埋在采场而不能溜出， 而顶部渣石溜出来了，贫化极大，这是此次试验失败的主要原因， 这次试验 失败 了，但给人 一定 的启发一解决贫化 问题是关键 。 4 采矿方法探 讨 ①依据中村钒矿的倾角、厚度及矿岩稳固性等，应选择中深孔 分段崩落采矿法，考虑到矿石自然下落特点，不能考虑有固定漏斗 的有底柱分段崩落采矿法，否则贫化特大，矿石还未被搬运出来， 顶盘渣石会先行被搬运出来。故而，应考虑采矿、出矿较灵活的中 深孔无底 柱分段崩落采矿法，同一出矿点出矿位置不是固定的 ，而 是变动 的，损失、贫化相对 较小 ，既可开采顶层矿体 的贫矿及 富矿 ， 也可开采底层矿体的富矿和贫矿，可全厚采完 I 号矿体。 ②夹层厚度一般较小， 故可将夹层连同矿体一并采出， 但部分采 出的夹石量可以被分离出来倒入溜渣井，减少贫化。 ③无底柱分段崩落采矿方法的缺点是工程量大， 通风相对困难。 ④采用此种采矿方法可依据实际，灵活选择出矿、运矿设备， 以确定采切工程断面尺寸，将主要采准工程放在稳固岩层中，将采 切工程维护好，对于不稳固矿岩，可用喷浆或者锚喷支护，以确保 采切工程的施工，确保各生产环节的安全；对于开槽也可利用矿岩 不稳固的特点不做开切槽，而是以浅孔逐步形成开槽、 扩槽空间， 前提是切割平巷必须支护到位、安全可靠。 总之，采用无底柱分段崩落采矿法，既可开采矿岩较硬的中厚 矿体 ，也可开采矿岩稳 固性差至极 差的中厚矿 体，可望将矿块全厚 采完。 2结论 纵观 E 述，中村钒矿i 用 “ ”较合适，不 但能采完旷 淦 厚， 而目 安全性良 好， 回采 率高， 损失率 小，灵活性强，不 足之处是旷舀尉七 较大，工程曼 ．呔 。 参考文献 [ 1 】 陕西省地质矿产局第十三地质队 山阳县中村钒矿床金狮剑一烟 家沟矿段详查地质报告． 1 9 8 5 [ 2 】 陕西五洲矿业有限公司． 中村钒矿资源情况调查报告 内部资 料 、 2 0 0 6 ． [ 3 】 张卫敏， 胡进平． 陕西山阳中村钡矿地质特征及富集规律 西北地 质，2 0 0 7 ． 2 ． 【 4 ] 陕西五洲矿业公司． 半年资料 内部资料， 2 0 1 3 ． 6 ． 【 5 】 杨宏伟， 昊天锁， 周其磊． 陕西五洲矿业公司 中村钒矿床金狮剑一 烟家沟矿段地质特征 内部资料 ，2 0 1 3 ． 1 2 ． 作者简介 杨宏伟 男， 汉族。1 9 9 3 年 7 月毕业于西安矿业学院采矿工程专业， 获学士学位 ， 同年 1 O月在 陕西省洛南 县王排金矿参加 工作， 于 2 0 0 9 年 2月来陕西五洲矿业股份有限公司工作。2 0 0 8年 1月至今任采矿 工程师。 周其磊 男，汉族 ，生 于 1 9 8 7年 1 2月 l 3日，现年 2 8岁 。2 0 0 9年 7月毕业于 昆明理工大学资源勘探专业 ，当月在 陕西五洲矿 业股份 有限公司参加工作，于 2 0 1 3年 1 2月任地质技术员。 上接第 4 4 9页 确各方职责，特别是对安全管理人员明确权、责范围，做到 “ 谁管 事，谁负责” 和 “ 什么情况下，该做哪些事” 。 要高度重视日常检查 工作，严格按照安全生产制度执行，对责任范围内要 “ 纵向到底， 横向到边”全覆盖，认真细致地进行检查，对检查中发现的问题， 要指 导、督促、整改，及时清 除事故隐患，防患未然，杜绝事故发 生 ，影响正常生产 作业 。 总而言之，我们要遵循以人为本原则，着力从工人安全生产角 度出发，从管理制度、培训等方面入手，加强环卫作业安全生产管 理，解决安全生产中存在的 问题 ，有效避免环卫工人 生产作 业时出 现安全事故，最大限度减少员工生命财产的损失，从而保证环卫行 业健康、有序发展。 参考文献 [ 1 】 何钳象， 阻磊．如何加强环卫作业管理探讨Ⅱ ] ． 宇航学报， 2 0 1 2 1 1 ． [ 2 ] 马国锋，姜广祥， 费春 东． 环卫作业安全管理的重要性分析Ⅱ 】 ． 广东 科 技 ． 2 0 1 2 3 ． [ 3 】 陈8 r - tI ． 环卫作业安全管理存在 的问题及解决方法Ⅱ ] ． 北京技 术， 2 0 1 3 1 2 ． 上接第 4 5 6页 对于外 部腐 蚀举个例子。东北地区电厂工业水管道多数情况是 外壁腐蚀较内壁腐蚀快。 原因之一是夏季工业水温低于厂房内气温， 冷却 水管 外壁结露，再粘附灰尘使煤灰中硫 分与水化合形成腐蚀 ， 有 时即使 管子涂 了油漆也不能防腐。多数 电厂 已采用保温方式防止 结露，同时亦解决了防止管道冻结的问题。 4 ． 2 防止腐蚀 的措施 1 当工业水 的 P H值低 即强酸性时应进行中和处理； 2 管道 中水的流速宜在 1 ． 2 2 m ／ s ； 3 对 由于不同金属引起的管道 和设备腐蚀，最有效防护措施是采用电保护法； 4 当室内温度较 高， 相对湿度较大时， 管道内流动介质的温度低于室内空气露点时， 空气中的水蒸汽将在管道设备外表面产生结露现象，此时管道和设 备必须进行保温 保温厚度的计算详见有关规定。 5结束语 综上所述，电厂工业水运行情况直接影响机组的安全和经济性， 因此针对管道常见的 问题，提出相应的对 策是非常重要的。 参考文献 ⋯ 火力发电厂设计技术规程D L 5 0 0 0 - 2 0 0 0 ． 【 2 ] 火力发电厂汽水管道设计技术规定D L ／ T 5 0 5 4 1 9 9 6 ． 上接第 4 5 9页 做法 既实现 了竣工 资料 的计算机管理 ，也是水力计算、抢修决策 的 参谋 部，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生 、经济合理 地保证 管道 安全运行 的 目的。 6 结束语 由于其易燃、易爆并伴有一氧化碳毒性的特性，使燃气在使用 过程 中存在 很多的安全隐患。一旦管道安全完整性受到破坏 ，将会 发 生严 重的灾害事故．不但会造成严重的人员 伤亡和财产损害 ． 还 会造成环境污染．并加重人们对生活起居环境的 不安全感。 ，维护 城市居 民的生命财产安全和社会安定 ，提 高人 民生活 水平因此 。有 关部门定要加大力度，采取科学合理的方法措施，对燃气输配管道 的安全完整性进行管理。 ’ 参考文献 [ 1 ] 李鸿志碱 市燃气管道泄漏的检测与维修明． 燃气与热力， 2 0 1 0 7 ． [ 2 】 褚鑫．谈燃气输配管道的安全管理Ⅱ 】 ．技术探究， 2 0 1 4 0 ． [ 3 】 隋楠 碱 市燃气管 网风险评价体 系研 究Ⅱ 】 ． 油 气储运， 2 0 1 0 1 ． 2 0 1 5 ． 0 4 l 4 6 1