改进采矿工艺降低损失贫化.pdf

Se r i e s No ． 4 51 J a n u a r y 2 0 1 4 金 属 矿 山 ME T AL MI N E 总 第4 5 1 期 2 0 1 4 年第 1期 改进采矿 工艺降低损失贫化 张绍周 陈玉明 张鲲华 昆明理工大学 国土资源工程学院， 云南 昆明 6 5 0 0 9 3 摘要介绍了狮子山铜矿开采过程中矿石损失和贫化的现状 ， 针对复杂矿体开采过程中矿石损失与贫化难以 控制的问题， 主要从改进采矿工艺、 优化采矿方法方面进行攻关， 提出以“ 因矿生法” 的理念， 正确选择合理的采矿方 法为有底柱浅孔留矿法和有底柱振动出矿阶段崩落法， 并调整了相应的结构参数； 采用改进采矿工艺 阶段强制崩落 采矿工艺 ， 平均损失率和贫化率分别为 7 ． 5 6 ％ 和 1 7 ． 0 1 ％， 与原采矿方法相比较 ， 损失率降低 5 ． 8个百分点， 贫化率 降低8 ． o 9 个百分点。现场应用取得了较好的效果， 提高了矿山企业的经济效益。 关键词损失贫化采矿 方法优 化 中图分类号T D 8 5 3 文献标志码A 文章编号1 0 0 1 1 2 5 0 2 0 1 4 _ 1 ． 1 6 - 0 4 I m pr o v i ng M i ni ng Pr o c e s s a nd Re d uc i ng t he Or e Lo s s an d Di l ut i o n Zh a n g S h a o z h o u Ch e n Yumi n g Zh a n g Ku n h u a C o l l e g e o fR e s o u r c e E n g i n e e r i n g ， K u n mi n g U n i v e r s i t y ofS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， K u n m i n g 6 5 0 0 9 3 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p r e s e n t s i t u a t i o n o f o r e l o s s a n d d i l u t i o n i n mi n i n g p r o c e s s i n S h i z i s h a n c o p p e r mi n e w e r e i n t r o d u c e d ． Ai mi n g a t t h e d i ffic u l t y i n c o n t r o l o f o r e l o s s a n d d i l u t i o n o f c o mp l e x o r e b o d y i n mi n i n g p r o c e s s ， s t u d i e s we r e ma d e f r o m t h e i mp r o v e me n t a n d o p t i mi z a t i o n o f mi n i n g me t h o d f o r mi n i n g t e c h n o l o g y t o p u t for wa r d t h e c o n c e p t o f“s e l e c t i n g mi n i n g me t h o d b a s e d o n t h e o r e b o d y c o n d i t i o n ”， and t h e s h o r t h o l e s h rin k a g e me t h o d w i t h p i l l a r a n d t h e s u b l e v e l c a v i n g me t h o d wi t h p i l l a r a n d v i b r a t i n g o r e d r a w we r e c h o s e n a s t h e r e a s o n a b l e mi n i n g me t h o d s a n d t h e i r c o r r e s p o n d i n g s t r u c t u r e p a r a me t e r s we r e a d j u s t e d a s w e l 1 ． Wi t h t h e i m p r o v e d p r o c e s s p h a s e f o r c e d c a v i n g m i n i n g p r o c e s s ， t h e a v e r a g e l o s s r a t e and t h e a v e r a g e d i l u t i o n r a t e r e a c h e d 7 ． 5 6 ％ a n d 1 7 ． 0 1 ％ r e s p e c t i v e l y ． C o mp a r e d wi t h t h e o r i g i n a l mi n i n g me t h o d ， t h e l o s s r a t e wa s r e d u c e d b y 5 ． 8 ％a n d t h e d i l u t i o n r a t e w a s r e d u c e d b y 8 ． 0 9 ％ ． I t h a s a c h i e v e d g o o d e f f e c t i n fi e l d a p p l i c a t i o n a n d i mp r o v e s e c o n o mi c e f f i c i e n c y o f mi n i ng e n t e r p r i s e s ． Ke y wo r d s L o s s ， D i l u t i o n， Mi n i n g Me t h o d， Op t i mi z a t i o n 矿产资源是国家的宝贵财富， 是矿山生产和发展 的物质基础。矿石开采过程中产生的矿石损失率和 贫化率的大小 ， 不仅反映了一个矿山生产管理水平和 技术水平的高低 ， 而且对矿山的经济效益有很大的影 响。降低矿石开采过程中的损失和贫化 ， 对充分利用 矿产资源 ， 延长矿 山服务年限 ， 控制生产成本， 提高企 业经济效益有着重要的意义。 1 狮 子 山铜矿概 况 易门矿务局狮子山铜矿矿区地处云贵高原 ， 位于 绿汁江东岸 ， 云南省易门县坝子北西部 ， 属中山地貌 。 区内山脉多呈北西走 向， 沟谷深切 ， 地势陡峻 ， 地形坡 度一般在 3 0 。～4 0 。 ， 山脊部 位较 平缓 ， 一 般 1 0 。～ 2 0 。 ， 山坡及山顶呈半园形。地势总体呈鞍状， 中间高 收稿 日期2 0 1 3 1 1 - 0 5 作者简介张绍周 1 9 8 9 一 ， 男 ， 硕 士研究生 。 l 6 东西两侧低 ， 最高点狮子山2 1 0 3 ． 6 3 2 m， 最低点六中 段坑 口 1 7 2 0 i n ， 相对高差最大达 3 8 3 i n 。外 围工作 区山脉多呈南北走 向， 沟谷深切 ， 地势陡峻 ， 地形坡度 一 般在 4 0 。 ～6 0 。 ， 山脊部位较平缓 ， 一般 l 0 。～2 0 。 。 地势总体东高西低 ， 最高点水井坡头 2 2 5 4 in， 最低点 绿汁江面 1 3 0 0 m， 相对高差最大达 9 5 4 in。 狮子 山铜矿为一中型矿山 ， 矿床中铜矿体众多 ， 规模大小不一。主要有①、 ④、 ⑧号3 个矿体群， 总矿 体数 5 6 个， 共6 7层， 总厚约2 7 0 in。①、 ④号矿体群 属硅质白云岩类型铜矿体， 赋存在背斜鞍部落雪组青 灰色白云岩中， ④号矿体群位于①号矿体群的上盘。 ①号矿体群从地表延伸至 1 1 0 3 in标高， 向长度不足 2 0 0 m， 倾向延深大于 8 0 0 r fl ， 陡倾， 呈直立柱状， 矿体 张绍周等 改进采矿工艺降低损失贫化 2 0 1 4年第 1期 边缘多呈锯齿状、 港湾状。矿体沿走 向厚度变化较 大 ， 具有南北两端厚而 中间薄 的特点。走 向长度 1 2 8 ～ 1 6 7 m， 倾 向延深 2 1 5～2 3 4 m， 平均厚度 l 6 ． 6 2 m； 平均品位 0 ． 9 6 ％。④号矿体群从地表延伸至 7 3 0 m 标高之下未封口。走向长不足 1 5 0 m， 倾向延伸长大 于 1 2 0 0 m， 陡倾， 呈直立柱状， 平均厚度 4 ． 8 8 m； 平 均品位 0 ． 7 8 ％。⑧号矿体群属飘带矿体， 赋存在落 雪组过渡层的泥砂质 白云岩与灰白色白云岩 中， 地表 至 7 8 7 m标高之下。矿体沿层分布， 受褶皱应力作用 而褶 曲， 平面形态形似飘带 ， 空间形态呈褶曲板状 ； 矿 体沿走 向向东膨大 ， 向西收缩 。走 向长度 5 2 3～5 5 3 m， 倾 向延深 1 0 0 4 4 5 m， 平均厚度 1 3 ． 1 1 m； 平 均品 位 0 ． 8 3 ％。 2 狮子山铜矿开采损失贫化现状 狮子山铜 矿从 1 9 7 7年 1 0月 到 2 0 1 1年 的 3 4 a 间， 累计回收资源矿石量 1 7 0 0万 t ， 品位 0 ． 6 8 1 ％ ， 金 属 1 1 5 7 3 3 t 其中， 回收供矿采场残矿量 1 3 3 2 ． 2 8万 t ， 品位 0 ． 5 1 6 ％ ， 金属 6 8 7 9 t ； 地表弃矿弃渣 1 9 ． 6 5万 t ， 品位 0 ． 2 2 9 ％ ， 金属 4 5 0 t ， 累计平均损失率 1 2 ％ ， 累计平均贫化率 2 1 ． 2 4 ％ ， 平均 回采率 8 8 ％。2 0 0 5 2 0 1 1年 ， 累计损失率 3 ． 5 1 ％， 累计贫化率 1 6 ． 0 5 ％。 可见 ， 矿 山加强采矿质量管理 ， 挖掘降低损失和 贫化的经济内涵， 实施矿山增产增收， 是延长矿山服 务年限的重要途径。如何降低采场出矿损失和贫化 ， 提高原矿质量， 增加综合经济效益已经迫在眉睫。 3 矿山损失率、 贫化率计算方法 根据矿山生产实际要求 ， 矿 山最终损失率计算采 用最终损失金属和原矿品位对应的损失矿量的比值， 其公式为 ， 1 式中， ．s 为最终损失率， ％ P 。 为最终计算的金属量， t ； P 为实际供矿供出金属量， t ； C 。 为最终地质品位， ％ ； Q 。 为最终地质矿量 ， t 。 最终贫化率计算采用最终地质品位和出矿 品位 差值与最终品位的比值 ， 其公式为 P ， 式 中， P为最终贫化率 ， ％ ； C 为实际供矿 品位 ， ％ 。 特别说明， 最终地质矿量为工业矿体与低品位矿 体 的矿量和。 4 降低损失贫化的措施 为了降低采矿中矿石的损失率与贫化率， 提高供 矿质量， 节约矿石资源， 确保矿山取得较好的经济效 益和社会效益， 矿山成立了攻关课题组， 针对复杂矿 体开采过程 中矿石损失与贫化难以控制的课题 ， 主要 从优化采矿方法进行攻关。狮子山铜矿一期采矿工 艺为有底柱分段浅孔留矿法 ， 采用 电耙 出矿方式 ， 随 着持续下深部开采 ， 矿山意识到采矿方法不适应采矿 生产的需要 ， 为了扩大生产能力 ，降低采 矿两率 损 失率与贫化率 指标 ， 优化安全生产环境 ， 先后进行 了较大的技术改造。 4 ． 1 早期采矿工艺 一 期 采矿工艺为有底柱分段浅孔 留矿法 ， 如 图 1 ， 均采用电耙出矿方式 ， 损失率和贫化率较大 ， 平均 损失率和贫化率分别为 1 3 ． 3 6 ％和 2 5 ． 1 ％。 三 一1 八 3 园 5 ] 一6 [ _____ aⅢ一Ⅲ剖 面 7 __早一8 加 『 b II 剖 面 - 9s s - ＼ I 。 6 Ⅲ J { Ⅲ CⅡ一Ⅱ剖 面 图 1 有底柱分段崩 落采矿 方法 n 昏 1 P i ll a r s u b l e v e l e a n g r r d mng me t h o d s k e t c h 1 一 回风道 ； 2 一漏斗 ； 3 一沿脉运输大巷 ； 4 一沿脉耙巷 ； 5 一表外矿体线 ； 6 一倒运耙巷 ； 7 一 表 内矿体线 ； 8 一凿岩硐室 4 ． 2改进的采矿工艺 根据矿体赋存条件 ， 因矿生法 ， 将 以往的分段 回 采改为阶段回采， 并采用振动出矿工艺技术， 提高了 采矿效率， 降低了劳动强度， 改善了作业环境， 实现了 准确的计量均衡放矿。 目前 ， 采用有底柱浅孔留矿法 和有底柱振动出矿阶段崩落法 2种采矿方法。 1 7 张绍周等 改进采矿工艺降低损失贫化 2 0 1 4年第 1期 5 ． 3回采工 作 1 凿岩。采用 Y T一 2 8型气腿式凿岩机对切割 平巷施工 ， 切割天井掘进采用 Y S P一4 5型上 向式 气 腿式凿岩机 ； 采用 Z C Z一2 6型风动后 翻式 装岩机 以 及 电耙进行装岩。 2 落矿。采 用反修 一1 0 0型潜孔钻 机、 Y Q一 1 0 0 A型潜孔钻机钻凿水平扇形深孔进行水平落矿。 装药、 爆破 水平扇形深孔落矿联合使用柱状炸 药和粉状炸药 孔深 I8 I n 、 角度 ≤3 0 。 时 ， 粉状炸药 采用 B Q～1 0 0型装药器装药、 柱状炸药采用炮棍和 母棍进行装药 。爆破方式采用补偿空间 ≥1 8 ％ 自由 空间爆破 为减小大块产出率和对底柱 的破坏性 ， 一 般不采用挤压爆破 。 3 出矿。崩落法采 矿属 于覆盖岩 下放矿 ， 至少 有 1个废石接触面 ， 允许 地表陷落 ； 出矿方式采用振 动放矿机放矿穿脉装矿巷道装矿与上下 盘沿脉运输 巷道形成环形运输系统 。 4 地压管理。采用崩落法采矿， 合理的开采顺 序对确保采矿工作的安全 和地压控制具有很重要 的 意义。狮子山铜矿采用由中央向两翼的开采方式， 使 上盘围岩随阶段下降顺利崩落， 并在崩落区边缘没有 应力集中 ， 避免了开采 中间矿体时产生 的最大应力。 对崩落区的地压管理主要采用崩落上盘围岩和顶部 废石 ， 随着矿石下降而充填空区进行地压控制。 6 结语 采矿方法选择是否妥 当， 是矿石损失与贫化产生 的根本原 因， 特别是在复杂的地质赋存条件与开采技 术条件下， 正确选择采矿方法就显得更为重要。合理 选择采矿方法， 可以极大地降低矿石损失与贫化。选 择了合适的采矿方法后 ， 更重要的是加强对矿石损失 与贫化的管理， 在实际开采过程中， 要打破常规， 随着 矿体赋存条件与开采技术条件的改变 ， 要随时修正采 矿方法， 正确选择合理的采矿方法和结构参数， 做到 “ 因矿生法” ， 降低矿石损失与贫化， 以取得最佳的经 济效益 。 参考文献 [ 1 ] 钟杰 ， 白云飞 ． 凡 13铅锌矿 采场贫化 率 与损失率分 析 [ J ] ． 有 色金属 矿 山部分 ， 2 0 0 9 ， 3 2 1 1 1 3 ． Z h o n g J i e， Ba i Yu n f e i ． Fa n k o u l e a d- z i n c mi n e s t o p e d i l u t i o n r a t e a n d l o s s r a t e a n a l y s i s [ J ] ． N o n f e r r o u s M e t a l M i n e S e c t i o n ， 2 0 0 9 ， 3 2 1 l 一 1 3． [ 2 ] 孙祺年．降低采矿损失率和贫化率的研究与实践[ J ] ．采矿技 术 ， 2 0 0 9 ， 5 3 7 一 l 0 ． S u n Q i n i a n ． R e s e a r c h a n d p r a c t i c e o f r e d u c i n g m i n i n g l o s s r a t e a n d d i l u t i o n r a t e [ J ] ． M in i n g T e c h n o l o g y ， 2 0 0 9 ， 5 3 7 - 1 0 ． [ 3 ] 鞠忠玉， 朱卫东， 贺中人．降低矿石损失贫化的综合技术措施研 究[ J ] ．金属矿 山， 1 9 9 7 1 1 4 1 8 ． J u Z h o n gyu， Z h u We i d o n g， He Z h o n g r e n ． Re s e a r c h o f c o mp r e h e n s i v e t e c h n i c alme a s u r e s o f r e d u c i n g t h e o r e d i l u t i o nl o s s [ J ] ． Me t alM i n e ， 1 9 9 7 1 1 4 - 1 8 ． [ 4 ] 陈永生， 张腾， 葛海燕． 合理选择采矿方法降低矿石损失贫化 [ J ] ． 黄金学 报， 1 9 9 9 ， 1 2 4 2 6 4 - 2 6 7 ． Ch e n Yo n g s h e n g ， Z h a n g T e n g， Ge Ha i y a n ． Re d u c i n g t h e o r e d i l u t i o n l o s s w i t h r e a s o n a b l e mi n i n g m e t h o d [ J ] ． G o l d J o u r n al， 1 9 9 9 ， 1 2 4 2 6 4_ 2 6 7． [ 5 ] 杨闯， 惠光进． 无底柱分段崩落采矿法矿石的损失与贫化 [ J ] ． 矿业工程， 2 0 1 2 ， 6 3 1 7 1 9 ． Y a n g C h u a n g ， H u i G u a n g j i n ． O r e l o s s a n d d i l u t i o n of t h e w i t h o u t fl o o r p i l l ar c a v i n g mi n i n g m e t h o d [ J ] ． Mi n i n g E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 2， 6 3 1 7 1 9 ． [ 6 ] 万德 林． 拉拉 铜矿 矿 石损失 率 与贫 化 率控 制 [ J ] ． 采 矿 技术 ， 2 0 0 1 ， 1 2 4 1 2 1 3 ． W an De l i n ． Co n t r o l o f o r e l o s s a n d d i l u t i o n r a t e i n a C o p p e r Mi n e [ J ] ． Mi n i n g T e c h n o l o g y ， 2 0 0 1 ， 1 2 4 1 2 1 3 ． [ 7 ] 李志国， 陈冬， 方文田， 等． 岩金矿山损失贫化管理现状及分 析[ J ] ． 黄金 ， 2 0 1 2 3 3 6 - 3 9 ． L i Z h i g u o ， Ch e n Do n g ， F a n g We n t i a n， e t a1． Pr e s e n t ma n a g e me n t s i t u a t i o n a n d a n al y s i s of m i n i n g d i l u t i o n l o s s i n Y a n j i n [ J ] ． G o l d ， 2 0 1 2 3 3 6 - 3 9 ． 责任编辑徐志宏 1 9