云南腾冲瑞滇铁锌矿高效采矿方法研究.pdf

第 6期 2 0 0 8年 l 2月 矿 产 保 护 与 利 用 C ON S E R V AT I ON AN D UT I L I Z A T I O N O F MI N E R A L R E S OU RC E S N o． 6 De c ．2 0 0 8 云南腾冲瑞滇铁锌矿高效采矿方法研究 周 宗 红 昆明理工大学 ， 昆明， 6 5 0 0 9 3 摘 要 简述了瑞滇铁锌矿矿山开采技术条件， 分析了原有的浅眼落矿空场采矿法存在的问题， 结合矿山具体 条件， 研究提出了适宜的无底柱分段崩落采矿法， 并对采场结构参数进行了优化， 提高了采矿效率。 关键词 浅眼落矿空场采矿法； 无底柱分段崩落采矿法； 回采率； 损失率； 贫化率 ； 诱导冒落 ； 回收进路 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 6 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 0 7 6 2 0 0 8 0 6 0 0 5 5一o 3 S t l I d y 0 n H i g h E ffic i e n t Mi n i n g Me t h o d o f T e n g c h o n g R u i d i a n I r o nZ i n c Mi n e i n Yu n n a n P r o v i n c e ZHOU Zo n g ho n g K u n mi n g Un i v e r s it y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， K u n mi n g 6 5 0 0 9 3， Ch i n a Abs t r a c t Th e mi n i n g t e c h no l o g i c a l c o nd i t i o ns o f Rui di a n I r o nZi n c Mi ne we r e b rie fl y d i s c u s s e d． Th e p r o b l e ms e x i s t i ng i n s h a l l o w h o l e b l a s t i n g o p e ns t o p i n g me tho d we r e a n a l y z e d． Co mb i n i n g t h e s p e c i f i c c o nd i t i o n s，t h e f e a s i b l e s u b l e v e l c a v i ng me t ho d wi t ho u t s i l l p i l l a r s me tho d wa s i n v e s t i g a t e d a n d p u t f o r w a r d ．An d t h e s t r u c t u r e s a n d p a r a me t e r s o f t h e s t o p e h a d b e e n o p t i mi z e d ．As a r e s u i t ，t h e mi ni ng e f fic i e n c y wa s i mp r o v e d． Ke y wo r d s s h a l l o w h o l e b l a s t i n g o p e n s t o pi n g me t h o d； s u b l e v e l c a v i n g wi t h o u t s i l l p i l l a r s me t ho d；mi n i n g r e c o v e r y；p e r c e n t a g e l o s s o f o r e；o r e d i l ut i o n r a t e；i n d u c e d f a l l i ng；r e c o v e ry d rif t 1 前 言 2 矿床开采技术条件 矿 区位于云南省腾 冲县城北 约 6 0 k m， 属腾 冲 县瑞滇镇所辖 ， 为腾 冲县瑞土矿业有 限责任公司持 有。从 2 0 0 1 年开始， 该公司获得瑞滇铁锌矿的采矿 许可证 ， 对矿山进行采矿。主要用平硐开拓系统开 采浅部的铅锌矿 ， 现有生产 能力 5 0 0 t ／ d ， 目前矿 区 已建成 1 0 0 0 t ／ d规模选厂 ， 并拟近期扩建成2 0 0 0 t ／ d 。矿山原采用浅眼落矿空场采矿法 ， 存在生产效 率低、 损失贫化大、 安全条件差等 突出问题 ， 远远满 足不了矿l J J 生产经营的需要。本文在现场调研的基 础上， 研究改进采矿方法和结构参数 ， 以提高矿山开 采的经济效益 。 矿 区位于铜厂 山一燕洞 向斜 中段 ， 矿体主要受 近南北 向 F 断层控制 ， 矿体产在断层下盘 西侧 的矽卡岩中， 矿床属接触交代一热液矿床 ， 矿体呈透 镜状、 似层状 ， 其中夹层和包体较多 。矿体走向长约 2 8 0 m， 平均水平厚度约 6 0 m， 倾斜延深 3 0 0余米 ， 倾角 4 0～7 0 。 ， 为倾 斜 ～急倾斜厚矿体。矿体顶板 为白云大理岩、 角岩及透辉石粒硅镁石矽卡岩； 底板 主要为透辉石矽卡岩。区内矿体按有用组分相对含 量的多少可划分为铁矿体 、 铁锌矿体和铅锌矿体三 种。矿区以原生磁铁矿矿石为主 ， 属易选 的含锌铁 收稿 日期 2 0 0 8 90 8 ； 修回 日期 2 0 0 8 9 2 7 基金项目 昆明理工大学科学研究基金资助项 目 编号 2 0 o 6 3 1 作者简介 周宗红 1 9 6 7一 ， 男， 安徽宿州人 ， 副教授， 博士 ， 现从事矿产资源开发方面的教学与科研工作。 矿产保护与利用 2 0 0 8正 矿石和铁锌矿石。T F e平均品位 4 3 ． 0 3 ％、 Z n平均 品 位 0 ． 5 0 8 ％。矿 体 顶 底 板 T F e品 位 9 ． 3 ％ ～ 9 ． 9 8 ％ ； 夹 石 以矽 卡岩 为 主， T F e品位 8 ． 2 4 ％ ～ 1 1 ． 3 4％ 。 矿区水文地质条件属中等 ～复杂类型、 以大理 岩、 白云大理岩的裂隙一溶洞水为 主的岩溶充水矿 床。矿区内地下水具有 良好的补给条件 ， 水量充沛。 区内构造活动较 强烈 ， 区域稳定性较差。矿 区 内岩石类型多为坚硬 ～半坚硬岩组 ， 总体稳固性较 好。矿层顶、 底板及 围岩岩石较完整 ， 稳 固性较好 ； 但断裂影响带、 风化带 ， 节理裂隙发育 ， 岩石较破碎 ， 岩体稳固性较差。矿体较坚硬， 节理裂隙发育， 稳固 性较好 ， 属坚硬岩组， 北部区段受断层影响较破碎。 3 采矿方法优选 矿体规模较大、 开采条件复杂 ， 而且选厂距离坑 口较远 6 k m ， 运输费用高， 合理的采矿方法应满 足安全程度好、 矿石损失贫化小、 生产效率高 、 生产 成本低等要求。需根据矿体赋存条件、 矿 山开采技 术条件、 选厂需要和现有开采状况 ， 来研究采用合理 的采矿方法。 从 1 8 5 0 m 中段水平 已揭露情况来看 ， 矿体南 部较稳 固， 北部较破碎。下盘近矿围岩不稳 固； 而上 盘围岩南部区段较稳 固， 北部区段受断层影 响较破 碎。因此 ， 根据矿岩稳固情况 ， 可将整个矿床划分为 两个开采区段 ， 即上盘围岩、 矿体稳固和下盘近矿围 岩不稳 固的南部区段 ； 矿体和上 下盘 围岩均不稳 固 的北部区段。 矿山原采用浅眼分层落矿 的空场采矿法 留矿 法变形方案 ， 在 1 8 5 0 m阶段水平用装岩机 出矿。 该方法具有设备简单 、 投资小等优点 ， 然而却不能适 应矿床地质条件和矿 山开采技术条件 ， 存在生产能 力低、 生产成本高、 损失贫化大和安全条件差等突出 问题。首先 ， 浅眼落矿需在大的空场下作业 ， 因此它 仅适用于 1 8 5 0 m以上南部近上盘矿岩稳 固地段矿 体的开采 ， 对大部分矿岩不稳固地段来说 ， 安全条件 极差。其次 ， 该方法不 能适用 1 8 5 0 m 以下矿体开 采， 由于矿体规模较大， 当开采深度和范围达到一定 程度 ， 必然 面临地压、 采 空区处理和损失 贫化 大问 题， 这时即使矿岩稳固地段也不能采用浅眼落矿的 空场法。第三 ， 该法劳动强度大、 生产效率低 ， 一次 崩矿量小、 炸药单 耗高， 出矿能力低 ， 生产不连续。 第 四， 安全条件差 ， 矿岩节理裂隙发育 ， 工人在大的 空场下作业 ， 不安全 。J t L f , ， 该法 留有大量矿柱， 且 不回采， 损失贫化大。因此， 研究和寻求适合矿体开 采技术条件的高效采矿方法 ， 以大幅提高矿山生产 能力、 降低生产成本， 保障安全生产， 充分利用宝贵 资源、 提高经济效益， 是亟待研究解决的难题。 该矿体规模较大 ， 为一倾斜 ～急倾斜厚矿体 ， 矿 石价值不高 ， 地表与围岩允许崩落 ， 矿石稳固性在中 等以上 ， 上、 下盘近矿 围岩不稳固， 适宜采用中深孔 落矿的无底柱分段崩落法 。该法采场结构和回采工 艺简单 ， 适用高效率的无轨设备 ， 机械化程度高， 分 段的凿岩、 崩矿和出矿等作业都在 回采进路中进行 ， 安全性好 ， 具有生产 能力大、 生产成本低等突 出优 点。 南部 区段矿石 和上盘围岩较稳固， 该地段首采 阶段 1 8 5 0 m 以上 开采可 以采用空场法。但 由于 矿体 水 平 开 采 面 积 较 大 ， 采 空 区最 大 面积 接 近 2 0 0 0 0 m ， 随回采水平 下降和暴露时 间延长， 顶板 应力集中、 稳固性变差 ， 下部就不允许使用空场下作 业的采矿方法， 而宜采用崩落采矿方法。因此， 1 8 5 0 m以上 ， 考虑到开拓运输系统 已形成 ， 不宜作 大的变动 ， 8 探矿巷道 以南宜维持现有采矿方法 ； 8 N矿巷道以北矿岩破碎 ， 采用浅眼落矿极不安全 ， 宜试验应用无底柱分段崩落法 。1 8 5 0 m以下 ， 南部 视空区顶板和上下盘围岩稳 固情况 ， 由浅眼落矿空 场法逐步过渡到无底柱分段 崩落法 ； 北部区段宜选 用无底柱分段崩落法 。 4 采场结构参数优化 为实现“ 四低一高 低损失 、 低贫化、 低成本、 低 事故隐患、 高生产 效率 ”目标 ， 需进一步对采场工 艺参数进行优化 。 无底柱分段崩落法传统的采场结构和现行的截 止品位放矿方式 ， 是造成矿石损失贫化大的根本原 因。随着放矿理论研究进展 和技术装备 的更新 ， 低 贫损崩落法开采工艺技术 日趋成熟 ， 大大降低了开 采的损失贫化 。 瑞滇铁锌矿矿体及近矿围岩松软破碎、 稳固性 较差 ， 深部矿岩稳 固性变好。根据现场调研和理论 分析， 结合矿体开采条件 ， 按照采场结构和放矿方式 适应散体流动规律和矿岩 冒落规律的要求 ， 研究提 出了“ 诱导冒落、 设 回收进路” 的无底柱分段崩落法 第 6期 周宗红 云南腾冲瑞滇铁锌矿高效采矿方法研究 5 7 改进方案 ， 其采场结构如图 1所示 。 顶板 矿 体界 限 诱 导冒落 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 矿{ 术界限 口 口 口 口 目 下盘I u 】 收进路 图 1 新方 案采 场结构 示意图 图 1 采场结构的特点是 ， 首 采分段布置在厚大 矿体里 ， 利用第一分段 回采进路 提供 的空间诱导上 部残留矿 冒落， 作为覆盖层 ， 在下 盘围岩设 回收进 路 。 该方案的优点是 ， 将首采分段布置在厚大矿体 中可提高前期生产能力， 节省了上部矿体的采切工 程和落矿费用 。诱导冒落的矿石在被放出之前充 当 散体垫层， 回采过程 中可避免人为破坏顶板围岩 ， 能 够较好地保护顶板围岩的块度， 有利于减少放矿过 程中的废石掺杂， 可以降低矿石的贫化率。依靠低 贫化放矿方式和与之相适应的采场结构来降低矿石 的贫化率 ； 设置回收进路来提高矿石 回采率， 可有效 解决倾斜厚矿体应用崩落法开采的损失贫化问题 。 无底柱分段崩落法的进路间距较大， 放矿时有 一 部分矿石散体位于流动带之外 ， 这部分散体无法 放出而被就地残 留。此外 ， 靠近流动带边缘部位 的 散体 ， 向出矿 口移动速度缓慢 ， 当放矿停止 时， 有相 当大的一部分矿石放不出来 ， 残留于出矿口两侧 ， 形 成迁移残留矿量。这些迁移残 留矿量与就地残留矿 量一道 ， 形成无底柱分段崩落法较 大的矿石脊部残 留体。为回收这部分 矿量 ， 必须在残 留体之下 的围 岩里设置回收进路 。 依靠回收进路提高回采率， 其它进路降低贫化 率。采用组合放矿方式 ， 除回收分段按现行截止品 位控制放矿外， 其余分段均按低贫化放矿方式控制 放出。 5 结 论 1 根 据揭露 的矿 岩稳 固情 况和开 采技术条 件， 将开采区域划分成 两个 区段 ， 即上盘围岩 、 矿体 稳固和下盘近矿围岩不稳 固的南部 区段； 矿体和上 下盘围岩均不稳固的北部区段 。 2 矿岩稳 固的南部区段 ， 1 8 5 0 m以上继续维 持浅眼落矿的空场采矿法 ， 1 8 5 0 m以下视矿岩稳固 情况 ， 由浅眼落矿空场法逐步过渡到无底柱分段崩 落法。矿岩不稳 固的北部区段宜采用 中深孔落矿的 分段崩落法 。 3 研究得 出， 依靠低贫 化放 矿方式 和与之相 适应的采场结构来降低矿石的贫化率， 设置下盘回 收进路来提高矿石 回采 率 ， 可有效解决倾斜厚矿体 应用无底柱分段崩落法 的损失贫化问题。 4 诱导冒落、 设 回收进路 ， 采用组合放矿方式 的无底柱分段崩落法开采方案 ， 由于充分利用 了岩 体的自然 冒落规律 与散体运动规律 ， 可望使瑞滇铁 锌矿实现安全、 高效 、 低耗和良好 的回采指标 。 参考文献 [ 1 ]王洪俊， 任凤玉． 北铭河铁矿采矿方法研究[ J ] ． 中国矿 业 ， 2 0 0 0 ， 9 3 3 0 3 3 ． [ 2 ]任凤玉． 随机介质放矿理论及其应用[ M] ． 北京 冶金工 业 出版社 ， 1 9 9 4 ． 1 1 41 2 8 ． ’ E ‘ 1 E ‘ 1 E ‘ 1 E ‘ 1 E ‘ 1 E ‘ 矿 产 保 护 与 1 4 1 用 2 0 0 9年 度 征 订 开 始 全年定价 3 6 元 欢 迎 赐 稿 欢迎 提出 宝 贵意 见 欢迎随 时订阅 欢迎 刊登广告 ， ， j 1 ． 习 ， j j j j | ． ． j ， j j 习 l ， 习 j ． ． j j j j | ， j j ， j j ， j ． r ， j j ， ， ， ， j j j