安佐布汞锑矿采矿工艺的研究分析.pdf

第 2 8卷 第 5期 2 0 1 2年 l 0月 湖南有色金属 HU NAN NONF ERROUS MET AL S 7 安佐布汞锑矿采矿工艺的研究分析 刘黔峰 锡矿山闪星锑业有限公司， 湖南 娄底4 1 7 5 0 2 摘要 对安佐布汞锑矿现有采矿工艺做了详细阐述， 通过对主要技术经济指标 的计算和比较， 对 现有采矿方法进行了全面评价， 提出了改进措施。 关键词 采矿方法； 结构参数； 采准切割 ； 凿岩爆破； 贫化损失； 技术经济指标 中图分类号 T D 8 0 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 5 5 4 0 2 0 1 2 0 50 0 0 70 3 安佐布汞锑矿是建立在大型 J i j i k r u t 汞锑矿床 之上 的生产矿山 ， 位于塔吉克斯坦首都杜 尚别以北 约 1 1 0 k m处。杜尚别 一苦盏 的国际公路 经过这些 城镇 ， 矿山物资供应及精矿销售主要通过苦盏进行。 该矿位于崎岖的高山地区 ， 河流系统发达 ， 该 区 属温带大陆性气候 ， 为中亚地 区典型的高 山气候 区。 矿区农 田稀少 ， 小规模放牧是居民的主要职业 。 该矿床于 1 9 4 0年发现， 在采矿权范围内统计工 业矿量储量为 矿石量 3 2 8 ． 9 6万 t ， 金属量 7 6 7 5 8 t ， 品位 2 ． 3 3 ％。 前苏 联 时期 ， 选 矿 生产 工艺 流程设 计 能力 为 2 0 0 0 t ／ d ， 分两期建设 ， 苏联解体后 ， 工程技术人员 撤 回俄罗斯 ， 致使第二条生产线未能全部建设完工。 目前 ， 生产规模为一条 1 0 0 0 t ／ d的生产工艺线 。 1 开采技术条件 目前 ， 该汞锑矿开采 的是 J i j i k r u t 汞锑矿床 的中 部带。该带中辉锑矿 和辰砂矿化是分散 的， 并且分 布极不规则 ， 主要赋存于层内碳酸盐岩角砾岩带中。 该矿化带沿东西走向延伸约 7 5 0 IT I ， 南北宽达 7 0 0 m， 倾 向延伸 达 6 0 0 m， 倾 角大 于 7 0 o ， 属特厚 大矿体 。 该矿化带从地表标高 2 4 9 0 m处 向下延伸至标高为 1 9 1 5 1 1 1 的十二 中段 。 矿体上下盘围岩均稳 固， f8 ， 体 重 1 ． 8～2 ． 2 t ／ m 0 ； 矿体稳 固， f1 0～1 2 ， 矿 石体重 2 ． 7 5 1 ． 8～ 2 ． 2 t ／ m ， 矿石性脆。矿岩界 限不清 ， 矿体边界品位 为 0 ． 7 5 ％ 作者简介 刘黔峰 1 9 7 o一 ， 男 ， 工程师 ， 主要从事采矿技术 管理 和研 究工作 。 水文地质条件 简单 ， 无地下水。矿石不 易结块 和 自燃 ， 矿区内无大的破碎带 。地表无农 田和建筑 物 ， 允许塌陷。 2 现有采矿工艺 2 ． 1 开拓工程及采矿方法 该矿 的开采规划是上世纪 6 0年代初前苏联时 期制定的， 并延续迄今。 采用盲竖井、 平硐联合开拓 ， 竖井主要用于人员 与材料提升。人员材料经标高为 1 8 6 0 m的主运输 平巷 由一个盲竖井提升进入各 中段 ， 副井两侧各设 一 条矿石溜井。各中段运输平巷使用轨距为 0 ． 7 5 m 和 2 ． 5 m 的矿车进行运输 ， 同时也是进入采矿场的 通道。各中段采场使用电耙将矿石扒到放矿溜井装 入在下面等待 的矿车 ， 再倒 入主溜井 ， 由 1 8 6 0中段 主运输道用 电机车运到选厂。 阶段高度 4 0 m， 早期二个采矿 中段高为 5 5 m。 目前主要生产中段为三、 四、 五 中段。采矿方法采用 垂直扇 形深 孔 阶段矿 房采 矿 法， 采 场矿 量一 般 为 4万 t ， 采场从准备、 凿岩爆破、 出矿等作业周期为六 个月 ， 采场 日出矿能力为 2 0 03 0 0 t 。 2 ． 2 采场结构参数 中段内根据矿体范围分为几个盘区， 盘区宽 4 2 m， 盘区间矿柱宽 1 2 m。盘区内矿块分矿房和矿柱 ， 间 隔布置 ， 矿房宽 1 6 m， 矿柱宽 1 0 m， 第一步 回采矿 房 ， 第二步 回采矿柱。电耙 出矿底部结构 ， 底柱高 8 1 0 m， 顶柱高 8 m， 矿房长度 4 O～6 0 m。 2 ． 3 采 准切 割工 程 在矿体范 围内， 从 运输平巷 内向上掘进 3 m高 8 湖南有色金属 第 2 8卷 的短天井到达电耙巷道 。在 电耙道端部掘回风天井 与上部 中段贯通。分 别在电耙道 两侧每隔 5 7 m 掘 3 I n高漏斗与上面的切割平巷沟通 ， 阶段底 柱高 8 m， 顶柱高 4 m。从切割平巷 中向上进行扇形 中深 炮孑 L 凿岩 ， 炮孔直径为 1 0 5 mm。 各掘进工程设计规格 电耙道 2 ． 2 In x 2 ． 0 1 13 ； 切割平巷 3 ． 0 m3 ． 0 m； 回风天井 2 ． 0 m2． 0 m； 短天井 2 ． 0 m2 ． 8 m； 漏斗 2 ． 0 m X 2 ． 0 r l l 。垂直深 孔 阶段矿房法如图 1 所示。 目前主要生产 中段 为三、 四、 五 中段 ， 有六个采 矿场正在作业 ， 三个中段的采准切割工程 已经完成 ， 均按垂直深孔阶段矿房采矿法布置 ， 故采矿方法不 宜变动 ， 只可改进 ， 可通过炮孔深度和角度的调整来 控制贫化损失率。六 、 八 中段正在进行生探开拓掘 进 ， 见矿效果 比较理想 ， 品位高 ， 可 以考虑改进采矿 方法 ， 降低损失贫化率 。 2 ． 4 凿岩 爆破 拉底和开切割槽后 ， 即以拉底平巷为 自由面开 图 l 垂直深孔阶段矿房法 1 一脉外巷道 ； 2一脉内巷道 ； 3一阶段穿脉巷道 4 一凿 岩巷道 ； 5一顶柱 ； 6一 拉 底巷道 ； 7一漏斗 8 一电耙巷道 ； 9一切割槽 ； 1 0一垂直深 L 始炮孔凿岩。凿岩采用 NK P l O 0 M凿岩机凿岩效 率 1 0～1 5 m ／ 班 每班 1 0 h ， 在切割巷内每隔 3 I l l 凿 扇形炮孔 ， 炮孔直径 1 0 5 mm， 最小抵抗线 3 m， 孔底 距 3 m； 采用硝铵炸药爆破 ， 装药器装药 ， 电雷管起 爆。爆破参数列于表 1 。 表 1 汞锑矿回采爆破参数 处理空洞及二次爆破均在 电耙道 内进行 ， 以确 保安全。中段采场全部采完后 ， 盘 区矿柱 、 本 中段顶 柱和上 中段底柱集 中爆破 回收， 同时崩落 围岩处理 采空区， 保证下 中段生产 的安全。 2 ． 5 出矿运输 采场主要使用 5 5 k W 电耙 出矿 ， 采场矿石用 电 耙扒到漏斗下侧卸式矿车 内， 再 由 1 0 k W 架线式电 机车牵引 ， 经主要运输平巷送到各 中段卸矿硐室 ， 倒 入主溜井 内。电机车每次牵引 1 0个矿车 ， 矿车容积 2 ． 5 m， 每车矿量可装 4 ． 5 t ， 一路矿车可运矿量 4 5 t ， 平均 2 h一路矿， 采场平均 日出矿能力 3 0 0 t 以上。 运输平巷岩石稳 固， 不需要支护 ， 钢轨 2 5 k g ／ m， 轨 距 7 5 0 mm。 2 ． 6 通 风 防尘 矿区地处高山， 相对高差较大 ， 自然通风条件较 好 ， 凿岩运输过程中 ， 基本不需要机械通风。新鲜风 流经主要运输平巷进入采场作业面 ， 污风经各中段 回风巷排出地表 。但在放矿过程中常因气候干燥 而 造成大量粉尘无法及时排放影响生产 ， 故有待于洒 水解决。如 矿化均匀 可考虑不 掘回风天井或 短天 井 ， 凿岩污风可直接 由贯通上部 中段的大孑 L 径钻孔 进行排风。大爆破后 ， 为减少排烟时间， 才开动主扇 进行 机 械通 风。矿 山采取 压 人式 通 风 ， 主扇 直径 2 ． 1 IT I ， 电机功率 5 0 0 k W。 2 ． 7 采空区的处理 矿区无农 田、 建筑 、 文物等 ， 地表允许塌陷。 中段采矿过程 中， 通过爆破预 留间壁来支撑空 区 ， 间壁 回采后空场 自由崩落处理。在 中段作业结 束以前 由顶底柱和矿壁支撑 ， 中段作业结束以后 ， 先 回采矿房顶底柱 ， 然后回收矿壁。在矿体和板岩间 ， 顶板 护顶 层预 留 2 m。 3 主要技术经济指标 比较 3 ． 1 矿块的贫化损失率 依据采场的结构参数及尽职调查组重新 圈定的 地质资料 ， 参照采矿设计手册计算公式 r r l Ql ／ 2 Q 2 t “ 3 Q 3 ／ q l Q 2 Q 3 4． 11 8． 3 4 ％ 0． 7 82 1 ． 3 2 ％ 2． 4 2 3 ． 1 4 ％ 4 ． 1 0 ． 7 8 2 ． 4 2 0 ． 2 4 ％ 取 2 0 ％ P P1 Ql P 2 Q2 P 3 Q 3 ／ Q1 Q2 9 3 7． 1 7 ％ X 4． 1 1 8 ． 6 ％ 0． 7 81 9． 8 ％ 2 ． 4 4． 1 0 ． 7 8 2 ． 4 1 7 ． 8 ％ 取 1 8 ％ 第 5期 刘黔峰 安佐布汞锑矿采矿工艺的研究分析 9 式中 r为矿块 的贫化率／ ％； r 1 、 r 2 、 r 3 为矿房、 间柱 、 顶底柱的贫化率／ ％ ； Q1 、 q2 、 Q3 为矿房 、 问柱 、 顶底 柱的工业矿量／ 万 t ； P为矿块 的损失率／ ％； P l 、 P 2 、 P 为矿房 、 间柱 、 顶底柱 的回采损失率／ ％。 经计算得 出 r 1 1 8 ． 3 4 ％， r 2 2 1 ． 3 2 ％ ， r 3 2 3 ． 1 4 ％ ； P1 7 ． 1 7 ％ ， P 2 1 8 ． 6 ％ ， P 3 1 9 ． 8 ％ ； q1 4 ． 1 万 t ， Q2 0 ． 7 8 万 t ， q 3 2 ． 4万 t 。 计算得出该锑 矿矿块 的设计贫化率 为 2 0 ％ ， 损 失率为 1 8 ％ ； 而 目前的实际损失率贫化率 达 3 3 ％ ， 损失率 1 8 ％。 3 ． 2 主要材料消耗量比较 查阅该矿近三年资料 ， 经计算得出该汞锑矿主 要材料消耗量列于表 2 。 国内类似矿床相 同采矿方法的矿 山主要材料消 耗量 比较列于表 3 。 3 ． 3 主要技术参数指标比较 查阅近三年有关资料 ， 计算得 出该 汞锑矿 主要 技术参数指标列于表 4 。 国内类似矿床相 同采矿方法的矿 山主要技术参 数 比较列于表 5 。 表 2 该汞锑矿主要材料消耗量 鼻 矿房生产能力 凿岩设备 出矿设备 出矿效率 损失率 贫化率 采准 比 崩矿量 姒 ／ t d 一 1 钻机 ／ k W ／ t 班 一 I ／ ％ ／ ％ ／ m k t 一 ／ t m一 1 3 ． 4比较结果 通过比较发现 该汞锑矿的炸药消耗量 、 每米崩 矿量、 贫化率 明显高于设计指标及其它矿山 ， 有较大 的优化空间。 4 对现有采矿方法评价 4． 1 现有采矿方法的优点 1 ． 采准切割工程量少。因采场上部仅需开掘凿 岩峒室或凿岩巷道 ， 下部开掘拉底空间和出矿巷道 ， 便可 进行 回采 ， 一般无需 掘切割天井 和切 割槽 、 通 风、 充填天井和分段凿岩巷道等。所以采准 、 切割工 程量少 ， 采掘比仅为 5 ． 6 ％， 掘进费用低。 2 ． 作业安全。凿岩 、 爆破工作均在上部 凿岩峒 室或巷道内进行 ， 工作人员无需进人采空区， 安全系 数高。 3 ． 爆破效果好 ， 爆破能量利用充分 ， 故矿石破碎 块度均匀。 4 ． 采场生产能力 高。正常情况下 ， 每米崩矿量 为 2 0 ～3 0 t ， 采场 日平均生产能力 2 0 0～3 0 0 t ， 加速 出矿时可达 4 0 0 6 0 0 t 。 5 ． 采空区不需充填 ， 可减少 围壁及顶板管理费 用 ， 坑木消耗少 ， 可大大降低采矿成本 见 2 0 0 6年 ～ 2 0 0 8年该锑矿采掘成本表及主要技术经济指标 。 4 ． 2 现有采矿方法的缺点 矿壁及顶底柱矿量所 占的比重达3 0 ％ ～6 0 ％， 下转第 4 7页 第 5期 牛 莎莎， 等 P b 掺 杂对尖晶石型锰酸锂结构和性能的影响 4 7 S t ud y o n t he I nflu e n c e o f Pb Do p i n g o n S t r u c t u r e a n d Pe r f o r ma n c e o f t h e S p i ne l M a n g a ne s e Li t hi u m NI U S h a s h a ， CHEN Ha i q i n g ， W ANG Z h i x i n g 2 , J I ANG Gu a n g h u i 1 ． Hu n a n R e s e a r c h I n s t i t u t e o f No n f e r r o u s Me t a l s ， C h a n g s h a 4 1 0 0 1 5 ， C h i n a； 2 ． S c h o o l o f Me t a l l u r g i c a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ， C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y， C h a n g s h a 4 1 0 0 8 3 ， C h i n a Ab s t r a c t T a k i n g e l e c t r o l y t i c ma n g a n e s e d i o x i d e a s ma n g a n e s e s o u r c e s ， L i 2 CO3 a s l i t h i u m s o u r c e s ， P b NO 3 2 a s t h e l e a s s o u r c e s ， Li M n 2 0 4 c a t h o d e wa s p r e p a r e d b y r o a s t i n g a t t h e t e mp e r a t u r e o f 8 0 0 ℃ f o r 2 4 h． Th e i n fl u e n c e o f P b d o p i ng o n t h e s t r u c t u r e a nd p e r f o r ma n c e o f s pi n e l Li M n 2 O4 wa s s t ud i e d． I t wa s f o un d t ha t wh e n 0． 0 2 i n Li l ．0 5 M n1．9 5一 Ph O4， t h e XRD p a t t e r ns s ho we d t h e r e we r e s o me i mp ur i t i e s i n t he ma t e r i a l ， a s i nc r e a s e d， t he Da r t i c 1 e s o f l i t h i um ma n g a ne s e o x i d e r e u n i o n t r e nd e d；t he e l e c t r o c h e mi c a l p e r f o r ma n c e o f t he Li l ．0 5 M n1．9 5一 Pb 04 c a t ho d e i n c r e a s e d t o a c e r t a i n e x t e nt wh e n 0． 0 2， t he l i t h i u m i o n d i f f us i o n r e s i s t a n c e wa s r e d uc e d， t he n a s i n c r e a s e d， t h e c y c l e p e r f o r ma n c e a n d t h e e l e c t r o c he mi c a l p r o p e r t i e s o f Li l ．0 5 M n1．9 5一 Pb 04 a t t e n ua t e d． Ke y wo r ds l i t hi u m i o n b a t t e r y； Li M n2 04 ； Pb； d o p i n g 上接第 9页 回采矿柱 的损失与贫化较大。对于矿化不均和矿体 边缘部分 的开采 ， 贫化尤为突出。因此 ， 该采矿法适 用于矿体形态较为规则 、 矿石与上下盘围岩中等稳 固以上 、 中厚或厚大的倾斜和急倾斜矿体 。 5 现有采矿工艺改进措施 1 ． 该矿矿体赋存条件适于阶段矿房采矿方法 ； 矿 山各大系统及 主要设备 已相应 配置 ； 主要生产 中 段开拓采准 工程 均已施工完毕或正在施 工。因此 ， 该矿主体采矿方法垂直深孔阶段矿房法不宜更 换 ， 但可局部改进 。 2 ． 矿体边部 、 深部可视情况采用浅孔落矿的空 场法 ； 对品位高于 3 ％的深部富矿可采用胶结充填法 来进行 回收 ， 以弥补该采矿方法 的不足。 3 ． 严格按炮孔布置图打眼 、 装药 ， 及时回采顶底 柱矿 石 。 4 ． 矿山主要设备虽配置合理 ， 但严重老化失修 ， 部分生产设备必须更新 ， 要加大技改投入。 5 ． 施工质量较差 ， 巷道打偏 、 超 挖欠采现象严 重。矿石与废石混 出的情况时有发生， 要加强技术 指导 、 施工管理和矿废石分流工作 ， 提高出矿品位。 参考文献 [ 1 ] 采矿手册编辑委员会 ． 采矿手册 第 4卷 [ M] ． 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 2 ] 解 世 俊 ． 金 属矿 床地 下 开采 [ M] ．北京 冶 金工 业 出 版社 ， 1 9 8 6． [ 3 ] 张国涛 ． 新编矿山采矿设计 手册 矿床开采卷 [ M] ． 徐州 中国 矿业大学 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 4 ] 涂建平 ． 矿床地下开采[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 9 ． 收稿 日期 2 0 1 2一O 73 0 An a l y s i s o f t he M i ni n g Pr o c e s s a b o ut t h e Anz o b M e r c ur y - Ant i mo n y M i ne L I U Qi a n - f e n g H s i k w a n g s h a n T wi n k l i n g S t a r C o ． ， L t d， L e n g s h u i j i a n g 4 1 7 5 0 2 ， C h i n a Abs t r a c t Th e e xi s t i n g mi ni n g pr o c e s s o f t h e Anz o b Hg S b mi n e i s e l a b o r a t e d． Th r o u g h t he c a l c u l a t i o n a nd c o n p a r i s o n o f t h e ma i n t e c hn i c a l a n d e c o n o mi c i n d i c a t o r s ， i t c o n d uc t e d a c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n o f t he mi n i n g me t h o d s a n d p r o p o s e d i mp o v e me n t s ． Ke y wo r ds mi ni n g me t ho d s ； s t r u c t u r a l pa r a me t e r s ； q ua s i c u t t i ng； d r i l l i n g a n d b l a s t i ng； di l ut i o n l o s s ； t e c hn i c al a n d e c o n o mi c i n d i c a t o r s