岭南金矿民采区域采矿方法优化研究.pdf

第 6 8 卷第 2 期 有 色 金 属 矿山部分 2 O l 6年 3 月 岭南金矿民采区域采矿方法优化研究 林卫星 ， 李建波 ， 甯瑜琳 ， 梁 超 1 ．长 沙矿 山研 究院 有 限责任 公 司， 长 沙 4 1 0 0 1 2 ； 2 ． 中矿金 业股 份有 限公 司 ， 山东 烟 台 2 6 5 4 0 1 摘要 受 民采卒 区影 响， 岭南金矿 2 2中段 1 2盘 区矿体 无法采 用原设计 的采矿 方法进行 回采 。为顺 利 回收 该部分矿 石 ， 研究提 出将该处采矿方法变 更为上 向分 层进 路充填采矿法联合点柱式上 向水平分层 充填采矿法 。实 践表明 ， 采用上述方法能够安全、 经济、 高效地对该部分矿石 进行 回收 ， 盘 区综合生产能力达到 2 0 0 4 0 0 t ／ d ， 矿石 损 失率 1 O ～1 5 9 ／ ， 矿石贫化率 8 ～l 2 ％， 同时研究成果对 同类赋存情况 的矿石 回收具有一定的借鉴和指导意 义。 关键词 采矿工程 ； 采空 区； 采矿方法 ； 优化 中图分类号 TD 8 5 3 ． 3 4 文献标志码 A 文章编号 1 6 7 卜4 1 7 2 2 0 1 6 0 2 0 0 0 8 0 4 M i n i n g me t h o d o p t i mi z a t i o n f o r c i v i l mi n i n g a r e a i n Li n g n a n Go l d M i n e I I N W e i x i n g ，LI J i a n b o ，NI NG Yu l i n ，I I ANG Ch a o 1 ． Ch a ngs ha M i n i n g Re s e a r c h I n s t i t ut e Co ．，Lt d．，Ch a ng s ha 4 1 0 01 2，Chi n a； 2 ． Zh on gkua ng Gol d I n dus t r y Co．，I ． t d．，Ya nt a i Sha nd on g 2 65 401，Ch i n a Abs t r a c t The or e bo dy i n No ．1 2 p a ne l ，No ．2 2 l e v e l o f Li ng na n Gol d M i n e c a n n ot be mi n e d us i n g t h e or d i n a r y mi n i n g me t ho d b e c a us e of t h e c i vi l m i ni n g g oa 1 ．To r e c o ve r t he o r e bo dy s uc c e s s f u l l y，i t i s su g ge s t e d t O r e pl a c e t h e or di na r y me t hod wi t h u pwa r d hor i z o nt a l dr i f t s l i c e s t opi n g b a c kf i l l i ng me t h o d a n d u pwar d ho r i z o nt a l s l i c e s t o pi ng ba c kf i l l i ng met hod wi t h po i n t pi l l a r ． Th e pr a c t i c e s hows t ha t t he a c c or di ng or e b o dy c a n be r e c ov e r e d s a f e l y， e c o n o mi c a l l y a n d e f f i c i e n t l y ．Th e p r o d u c t i o n c a p a c i t y o f t h i s p a n e l i s 2 0 0 ～ 4 0 0 t ／ d，o r e l o s s r a t i o i s 1 0 ～ 1 5 a n d di l ut i o n r at i o i S 8 ～ 1 2 ． At t h e s a me t i me，t he r e s e ar c h r e s ul t s ha d a c e r t a i n r e f e r e nc e t O t h e s i mi l a r o r e b o di e s’ r e c o v e r y Ke y wor ds mi ni ng e ngi ne e r i ng；g oa l ；mi n i n g me t h od；o pt i mi z a t i o n 岭南 金矿 白建 矿 以来 一 直沿用 点 柱式上 向水 平 分层 充填 采矿 法 ， 在 生产 过程 中矿 石损 失贫 化 大 ， 回 采作 业安 全性 较差 ， 后 经与 长 沙 矿 山研 究 院一 起 科 研攻 关 ， 设 计采 用 盘 区交 错 式 上 向水 平分 层充 填 采 矿法作为矿山主体采矿方法 。该法将盘 区内矿 体划分为矿房矿柱交替 回采又 同时向上分层推进 ， 一 步采 矿 房跨 度 8 m， 二 步采 矿 柱 跨 度 7 1 1 1 。在 前 期采 准 切 割 工 程 施 工 过 程 中 ， 于 2 2中 段 1 2盘 区 一 6 7 8 m水平和 6 7 0 I T I 水平发现有 民采巷道及采 空区分布。由于民采空区的影响 ， 前期施工的多条 采场充填回风井 均与空 区穿 透， 无法继 续施工 ； 此 外 ， 根据盘区交错式上 向水平 分层充填采矿法 回采 工艺要求 ， 二步骤采场的回采需要进行预先支护 ， 否 作者简介 林卫 星 1 9 8 , 一 ， 男 ， 工程 师 ， 采矿工 程专业 ， 主要研 究方 向为金属矿 山采矿技术研究 与开发 。 则 作业 安全 性无 法保 障 ， 而 大量 空 区的 存 在使 得 预 先 支护 无法 实现 ， 采 矿 方 法 隔一 采 一 的 回采顺 序 在 遇到 民采 区域 时不能 实现 。 针 对 上 述情 况 ， 必 须 对该 处 矿 体 的采 矿 方 法做 出变更 ， 因矿施 法 ， 确 保 回采期 间作业 人 员设 备的安 全， 实现该部分矿产资源的安全高效 回收 。 1 民采 空 区及 周 围矿 体赋 存 概 况 现 场实 际 揭露 及 工 程调 查 情 况显 示 ， 民采 空 区 的底 板位 于6 7 0 F n水 平 ， 距 上 中段 底 部 水 平 高 差 约 2 0 I n ， 其中包括预先留设 的高 6 ． 5 m 的底柱 ， 民 采空区下部未被破坏 的矿体高度约为 1 3 ． 5 m。空 区采高 9 m、 1 0 1 T I 、 1 6 I n不等 ， 个别空区采高较大， 空 区面 积 2 0 0 ～ 4 0 0 I T I ， 而 民 采 空 区上 部 矿 体 基 本 完整 。 第 2期 林卫 星等 岭南金矿 民采 区域采矿方法 优化研究 9 2采矿 方 法优 化 综合考 虑民采空区及其周围矿石赋存情况、 矿 山现有采掘设备 、 人员管理作业水平等因素 ， 最终决 定采用上向进路分层充填采矿法与点柱式上 向水平 分层充 填 采 矿法 相结 合 的方 式 来 回采该 部 分 矿 II Ⅱ一Ⅱ ， ￡ ， I | _ e 匠 ， 、f 、＼ 曼7 ／ ／ ， 一 ／， 体l 4 ] 。其中， 民采空区下部未被破坏的 1 3 ． 5 m 矿体 及 民采空区上部未被破坏的矿体采用上向分层进路 充填采矿法 回采 ] ， 而 民采空区层矿体采用点柱式 上 向水平分层充填采矿法回采。图 1和图 2分别为 上 向分层进路充填采矿法典型方案图与点柱式上向 水平分层充填采矿法典型方案图。 Ⅲ一Ⅲ 图 1 上 向分 层进 路充填采矿法典型方案 图 Fi g ．1 A t y pi c a l s c h e me of u pwa r d h or i z on t a l d r i f t s l i c e s t o pi ng b a c kf i l l i ng me t ho d 1 一穿脉； 2 一 滤水井 ； 3 一脉 内溜井 ； 4 脉 内沿脉运输巷 ； 5 一充填 回风井 ； 6 一中段运输巷道 ； 7 脉外溜井 8 分段 运输巷道 ； 9 一采场联络巷 ； 1 O 一胶结充填体 ； 1 1 一充填挡墙 ； 1 2 斜 坡道分段人 口 2 ． 1 采场 划分 与 采准 工程布 置 中段 内沿矿体走 向划分盘区， 盘区沿走向长为 7 0 9 0 m， 宽为矿体厚度 。中段高为 4 0 m， 盘 区内 采 场在 底 部 留 6 ． 5 m 底 柱 ， 不 留顶 柱 。民采 空 区下 部 的 1 3 ． 5 m， 接近民采空 区的 3 ． 0 ～4 ． 0 m作 为护 顶矿柱 ， 护顶矿柱在 整个 中段矿体 回采结束充填后 再采用进路法回采。采用上向分层进路充填采矿法 时， 采场分层高度 3 ～3 ． 5 m， 进路之间不 留间柱 ， 进 路宽度与原来划分的采场宽度相同， 进路宽度 7 ～8 m。采用点柱式上向水平分层充填采矿法 回采 民采 空区层矿体时 ， 采场分层高度 3 ～3 ． 5 m， 最大空顶 高度 1 ． 2 m， 控顶高度 4 ～4 ． 5 m， 回采时间隔 8 ～1 0 m 留设宽度 3 ～4 m 的条柱， 且 与民采 空区之间保 证有 2 m左右 的护壁 ， 条形矿柱在该分层其它矿体 回采结束后视安全情况部分回收 。 主要采准切割工程包括斜坡道 、 分段运输平巷、 采场 联络 道 、 下 盘 脉 外 沿脉 运 输 巷 、 脉 外 溜井 、 充填 回风 井 、 滤 水井 及采 场拉 底巷 道 。 2 ． 2回采工 艺 1 上向水平进路充填采矿法 凿岩 采 用 At l a s C o p c o公 司 生 产 的 B o o me r 2 8 1 凿 岩 台车进行 凿岩 。炮孔 直径 4 5 mm， 掘进 时炮 孔深度 2 ． 3 ～2 ． 5 m， 压顶 时炮 孔深度 3 ． 5 ～4 ． 0 m。 爆破 一期进路 的回采高度在每个分层为 3 ． 0 m或 3 ． 5 m， 第二分层以上 的各分层一期进路采用 前后 阶梯式 压 顶 推进 。为 实现 一 期 进 路充 分 接 顶 ， 在进路 中央高 0 ． 3 m 处多布置一个炮孔 ， 爆破后形 成高出进路顶板 0 ． 3 ～0 ． 4 m 的槽 ， 用于布置充填 管道。为减少后期进路对充填体 的破坏 ， 同时保证 进路顶板和两侧平整 ， 二期进路采用小断面先行周 边扩帮式 回采， 即先采用 2 ． 2 1T I 2 ． 5 m 的小 断面 掘进 1 ～2茬炮 ， 然后 再扩 刷 到设 计宽 度 。 1 O 色 金 属 矿山部分 第 6 8 卷 Ⅲ 厂 厂Ⅱ Ⅱ一Ⅱ Ⅲ一Ⅲ 图 2 点柱式 上向水平分层充填采矿法典型方案图 Fi g ．2 A t y pi c a l s c he me o f u pwa r d ho r i z o nt a l s l i c e s t o pi ng b a c kf i l l i ng me t h o d wi t h po i nt pi l l a r 1 滤水井 ； 2 一脉内溜井 ； 3 穿脉 ； 4 一充填 回风井 ； 5 一中段运输 巷道； 6 一脉外溜井 ； 7 采场联络道 ； 8 分段运输巷道 ； 9 一分级尾砂充填 ； 1 0 胶结充填； 1 1 一脉 内沿脉运输巷道 通风 新鲜风流经斜坡道 、 分段运输平巷 、 滤水 井 、 充填 回风井进入脉内沿脉运输巷 ， 清洗工作面后 由充填 回风井排至上 中段 回风巷。 出矿 采场崩落矿石 由 2 m。 铲运 机进行 出矿。 铲 运机 装载 矿石 经采 场 分层联 络 道 、 分 段运 输平 巷 、 卸矿横巷卸入溜井。 2 点柱式上向水平分层充填采矿法 凿 岩 采 用 At l a s C o p e o公 司 生 产 的 B o o me r 2 8 1凿 岩 台车进行 凿岩 ， 钻凿 水平孔 ， 炮 孔深 度 4 m， 炮孔直径 4 5 mm。回采时要求采用光面爆破 以 控制顶板平整度 ， 采场每层矿体 回采时 ， 施工 4排水 平炮孔 ， 第一、 二 、 三排炮孑 L 为主落矿炮孑 L ， 排距 为 0 ． 7 ～0 ． 8 m， 孔 距 为 0 ． 7 ～ 1 ． 0 m， 最 小抵 抗 线 0 ． 8 m； 第 四排炮 孔 为光面爆破 控制孑 L ， 距第 三排炮孑 L 0 ． 4 ～O ． 5 m， 孔距 为 0 ． 5 ～0 ． 6 m。 爆破 采用浅孔落矿方式 ， 落矿时必须采用光面 控制爆破技术 。凿岩结束后 ， 清洁炮孔 ， 采用人工装 填卷状炸药 ， 第一、 二 、 三排落矿炮孔装药率为 5 O ％ ～ 6 O ， 第四排光面爆破控制孔 的装药量为 1 O ～ 2 0 ； 采用 2号岩 石 炸 药， 毫 秒微 差 导 爆 管雷 管 起 爆 。 通风 新鲜风流经斜坡道、 分段运输平巷 、 滤水 井 、 充 填 回风井 进入 脉 内沿脉运 输巷 ， 清洗 工作 面后 由充填回风井排至上中段 回风巷。 出矿 采场崩落矿石 由 2 m。 铲运机进行 出矿 。 铲运 机装 载矿 石经 采场 分层联 络道 、 分段 运输 平巷 、 卸矿横巷卸人溜井 。 2 ． 3 采场充填 一 分 段 的下 部 2个 分 层 6 ． 6 m 的一 期 、 二 期 进路均采用全尾砂胶结充填 ， 充填体 2 8 d强度达 2 MP a ， 以确保底柱及下一中段采场 的安全开采。第 三层 的一 期 进 路 充 填体 2 8 d强度 达 到 1～ 1 ． 5 MP a ， 二期进路充填体 2 8 d强度达到 0 ． 5 ～1 MP a 或者采用分级尾砂非胶结充填。民采空区层 的下部 2个分层 6 ． 6 m 均采用全尾砂胶结充填 ， 充填体 2 8 d强度达 2 MP a ， 以确保 民采空区层下部护顶矿 柱的安全开采。民采空区第三层 以上只有胶面层采 用胶结充填 ， 其余采用分级尾砂或掘进废石进行非 胶 结充 填 。 2 ． 3主要 技术 经济 指标 现场 工 业 实践 表 明 ， 采用 上 向分层 进 路 充 填采 矿法联合点柱式上向水平分层充填采矿法能够很好 第 2期 林卫星等 岭南金矿民采区域采矿方法优化研究 1 1 地解决岭南金矿 2 2中段 1 2盘区矿体的回采。试验 采场技术经济指标见表 1 ， 其中， 矿石损失率 l O ～ 1 5 ％， 贫化 率 8 ％ ～1 2 ， 进路 采场 采 矿成 本 1 2 0 元／ t ， 综合生产能力 7 0 ～9 5 t ／ d ， 点柱式采场采矿成 本 9 6元／ t ， 综合生产能力 1 0 0 ～1 5 0 t ／ d ， 盘 区综合 生产 能力 2 0 0 4 0 0 t ／ d 。 表 1 试验 采场 主要技术经济指标 Ta bl e 1 Mai n t e c hn i c a l a nd e c on o mi c i nd i c at or s o f t e s t s t o pe 3 结 论 1 为实现岭南金矿 2 2中段 1 2盘区民采空区区 域矿体的安全高效 回收 ， 对该 区域采矿方法进行 了 变更优化研究， 确定采用上向分层进路充填采矿法 联合点柱式上向水平分层充填采矿法进行开采 。 2 采用 上述 方法 对 2 2中段 1 2盘 区矿体 进行 回 采 ， 试验采场取得 了如下主要技术经济指标 矿石损 失率 1 0 ～1 5 9 ／ 6 ， 贫化率 8 ～1 2 ， 进路采场采矿 成本 1 2 0元／ t ， 综合生产能力 7 0 ～9 5 t ／ d ， 点柱式采 场采矿成本 9 6元／ t ， 综合 生产能力 1 0 0 ～1 5 0 t ／ c [ ， 盘区综合生产能力 2 0 0 4 0 0 t ／ a 。 3 采用上 向分层进路充填采矿法联合点柱式上 向水平分层充填采矿法的方式能够实现民采空区赋 存环境下难采矿体的安全高效 回收， 研究成果对 同 类赋存情况矿体的开采有一定的借鉴和指导意义。 参 考 文 献 解 世 俊．金 属矿 床地 下 开采 [ M] ．北 京 冶 金工 业 出版社 ， 2 0 0 8 ． 古德生 ， 李夕兵．现代金属矿床开采科学技术 I- M] ．北京 冶金 工业 出版社 ，2 0 0 6 ． 长沙矿山研究院有 限责 任公司．中金 矿业股份 有限公 司岭 南 金矿采矿方法研究[ R ] ．长沙 ，2 0 1 2 ． 长沙矿山研究院有限责任 公司．中金矿 业股份有 限公司岭 南 金矿 2 2中段采矿方法研究变更说明E R] ．长沙 ，2 0 1 3 ． 卢 栋．上 向进路分条充填采矿法在望 儿山金矿的应用 [ J ] ． 金 属 矿 山 ，2 0 0 5 1 2 6 2 8 ． 上接第 3页 方案 3 采用高压水射法或液压锤冲击结块 区 域 ， 使结块区域破碎达到去除结块的目的。 5 结 论 粉矿仓板结问题如何定位解决一直困扰着矿山 企业 ， 为 了有效地解决该问题 ， 本文使用北京矿冶研 究总院的矿用三维激光扫描仪对粉矿仓进行现场扫 描 ， 经过实际使用表明， 三维激光扫描仪可以非常有 效直观地定位粉矿仓板结位置 ， 为后续处理提供第 一 手 的数 据 。 同时结 合 现 场 情 况 ， 提 出 了 3种 粉 矿 仓板结情况解决方案， 为矿方 后续进一步决策提供 参考 。 参 考 文 献 [ 1 ] 黄 明， 赵广强 ．粉矿仓结构 设计探讨 [ J ] ．价 值工程 ， 2 0 1 4 ， 2 2 1 1 4 4 1 4 5 ． [ 2 ] 徐洪源 ， 顾华杰．稳定生 石灰粉 料仓下 料的实 践[ J ] ．新疆 钢 铁 ，2 0 1 4 3 2 7 2 9 ． [ 3 ] 陈 凯， 杨小聪 ， 张 达．采空区三维激光扫描变形监测系统[ J ] ． 矿冶 ，2 0 1 2 ， 2 1 1 6 O 一6 3 ． E 4 ] 陈 凯， 杨小 聪 ， 张 达．采空区三维激光扫描变形监测试验研究 [ J ] ．有色金属 矿山部分 ， 2 0 1 2 ， 6 4 5 1 5 ． [ 5 ] 董秀军．三维激光 扫描技术及其 工程应 用研究 [ D ] ．成都 成 都理工大学 ，2 0 0 7 1 2 8 ． [ 6 ] 过 江 ， 古德 生， 罗周全．金属矿 山采 空区 3 D激光探测新技 术 [ J ] ．矿冶工程 ， 2 0 0 6 ， 2 6 5 1 6 1 9 ．