某铀矿山独立矿区Ⅲ#矿体采矿方法选择.pdf

第 2 4卷第 2期 2 0 1 0年 6月 南华 大学 学报自然科学 版 J o u rna l o f U n i v e r s i t y o f S o u t h C h i n a S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y Vo 1 ． 2 4 No ． 2 J u n ． 2 0 1 0 文章编号 1 6 7 30 0 6 2 2 0 1 0 0 2 0 0 1 9 0 5 某铀矿山独立矿 区 Ⅲ 矿体 采矿方法选择 丁福 龙 ， 丁德 馨 ， 叶勇军 南华大学 核资源与核燃料工程学院， 湖南 衡阳 4 2 1 0 0 1 摘要 某铀矿 山现采 区铀资源的开发 已接近尾 声 ， 开采该矿 山独立矿 区的 I I I 铀矿 体 已是 当务之急． 本文根据该矿体的赋存条件 ， 采用经验 类比法 ， 对适合于开采该矿 体 的低 成本 、 高效 率 的采矿 方 法进行 了探 讨 ． 关键词 经验类比法； 采矿方法； 分层矿房法 中图分 类号 T D 8 文 献标 识码 B S e l e c t i o n o f M i n i n g M e t h o d f o r No ． 3 Ur a n i u m Or e Bo d y i n t h e I nd e pe nd e n t M i n i ng Ar e a a t a Ur a n i u m M i n e DI NG F u l o n g ， DI NG De x i n ， Y E Yo n g - j u n S c h o o l o f N u c l e a r R e s o u r c e s a n d N u c l e a r F u e l E n g i n e e r i n g ， U n i v e r s i t y o f S o u t h C h i n a ， H e n g y a n g ， H u n a n 4 2 1 0 0 1 ， C h i n a Abs t r a c t Mi n i n g o pe r a t i o n i n t h e e x i s t e d mi n i n g a r e a a t a u r a n i u m mi n e i s n e a r c o mp l e t i o n a n d i t i s n e c e s s a r y t o mi n e t he No ． 3 u r a n i u m o r e b o d y i n a n o t h e r mi ni n g a r e a a t t he mi n e． T hi s p a p e r ， b a s e d o n t he g e o l o g i c a l c o n d i c t i o n s， u s e d a n a l o g i c a l me t ho d f o r a n a l y z i n g t h e f e a s i b l e me t h o d s a n d t h e l o w c o s t a n d h i g h e ffic i e n c y mi n i ng me t h o d wa s s ug g e s t e d for t h e No． 3 o r e b o dy i n t h e i n de p e n d e n t mi n i n g a r e a a t t h e u r a n i u m mi n e ． Ke y wo r d sa na l o g i c a l me t h o d； mi ni n g me t h o d； s l i c e c h a mb e r mi n i n g me t h o d O 引言 在矿山开采设计 中， 采矿方法 的选择是一个 至关重要的环节． 采矿方法选择得合理与否 ， 直接 关系到矿山开采投 资、 生产效率和矿石 回收率 等 的高低 ， 决定着矿 山能否安全、 经济 、 高效和可靠 的生产． 传统上 ， 采矿方法是通过经验类 比法来选 定的． 虽然经验类 比法与选择者的经验密切相关 ， 但是这种方法 简便 、 易行 、 有 效 卜 ． 本文采用经 验类 比法为某铀矿 山独立矿 区的Ⅲ 矿体优选采 矿 方法 ． 1 地质概 况 某铀矿 山独立矿区的 Ⅲ 矿体赋存 于连 山关 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 2 9 作 者简介 丁福 龙 1 9 7 7一 ， 男 ， 辽 宁铁 岭人 ， 中核北 方铀业公 司工程 师 ， 南华 大学 工程硕 士． 主要研 究方 向 铀 矿 开采 ． 南华大学学报 自然科学版 2 0 1 0年 6月 混合杂岩体与浪子山组底部混合接触带 内侧 ， 矿 岩均为白色混合岩 ， 致密、 坚硬， 稳定性 良好 ， - 厂 1 2～1 5 ， 区内构造发育程度一般 ， 以北东向断裂组 为主， 矿化控制作用也较 明显 ， 围岩蚀变有绢云母 化等 ， 发育不 良． 该矿区矿体规模小 ， 形态简单 ， 主 要位于 2 6～ 3 0勘探线之 间， 赋存标高为 2 6 7 ． 2～ 2 8 8 ． 0 m， 走 向长 1 0～2 0 m， 矿 体厚 度 1 ． 0～ 5 ． 0 m， 倾向南东 ， 倾角 陡 约为 7 1 。 ， 矿 石储量 2 6 1 1 t ， 平均品位 0 ． 2 7 1 ％ ， 金属量 7 ． 1 t ． 2 采矿方法的选择 在该独立矿区共赋存有 6个矿体． 相对其 它 5个矿体而言 ， Ⅲ 矿体规模较大， 品位较高， 金属 量 占总储量的 7 2 ． 6 ％ ， 矿体倾角陡， 厚度小 ， 地表 允许陷落． 该铀矿使用的采矿方法为干式充填法和分层 崩落法． 根据该独立矿区的地质及开采技术条件， 确定可行方案集为 浅孔留矿法 A 、 分层矿房法 B 、 削壁充填法 C 和分层崩落法 D ． 根据采 矿方法的主要技术指标 、 工艺复杂程度 、 采矿成本 和安全程度等因素确定采矿方案的技术指标 J ， 方案集中的每一个方案参照国内外矿山实例选取 主要技术经济指标 。 ， 见表 1 ． 表 1 各可行方案 的开采技术条件和主要技术指标 Ta bl e 1 Th e m i ni ng t e c hno l o g y c o ndi t i on s an d t he ma i n i nde x of e a c h f e as i bl e pr o g r a m 对 每种 方案 的每个 评价 指标 按 “ 好 ” 、 “ 较 好” 、 “ 一般” 和“ 差” 的标准赋给“ 1 ” 、 “ 2 ” 、 “ 3 ” 和 “ 4 ” 分 ， 将所有评价指标的分值进行累加 ， 得到每 一 个可行方案的总分 ， 分值最小者为最优方案． 根 据经验类比法 ， 对备选方案的 V ～V 。 这 1 0个评 价指标进行评分 ， 评分结果见表 2 ． 从表 2可知 ， 方案 B， 即分层矿房法的总分最 小． 因此最合适 的采矿方法为分层矿房法． 对可行方案集的采矿方法论述如下 浅孔留矿法 要求矿体形态规则 ， 同时要求勘 探程度较高， 矿体空间位置清楚 ， 以便于布置人行 天井和联络道 ， 而该矿新矿 区矿体不能满足这一 第 2 4卷第 2期 丁福龙等 某铀矿山独立矿区Ⅲ 矿体采矿方法选择 2 l 要求． 为此 ， 留矿法的人行天井一般布置在脉外 ， 采准工程量较大 ， 若布置在脉内， 对于该独立矿 区 的小矿体来讲 ， 损失率太大． 削壁充填法【 由于该矿体相对来讲规模较 大， 削壁量较大 ， 势必要增加采矿成本 ， 且要求进 行平场 、 浇灌混凝土隔离层或其它隔离层、 架设顺 路井等 ， 工序较复杂 ， 效率较低． 表 2 各可行方案相应评价指 标评分结果 Ta bl e 2 Th e s c o r e of t he c or r e s p ondi ng a s s e s s me nt i nde x o f e ac h f e as i bl e pr og r a m 分层崩落法 该矿新矿区矿体及 围岩较稳固， 须采用强制崩落法崩落围岩． 如不崩落 ， 则顶板越 来越高 ， 暴露面积越来越大， 回采的安全性会越来 越低 ， 而且需要消耗大量的木材和铺底放顶材料 ， 采矿成本会大幅度增加． 分层矿房法 该采矿方法 的主要优点是采准 工程量少 ， 采准 比低 ； 上采过程 可以边采边探 ， 对 矿体探矿程度要求不高 ； 浅眼落矿 ， 分层 回采 ， 容 易控制损失率和贫化率 ， 采矿工艺简单易行． 终上所述 ， 选用分层矿房法是可行 的． 3 回采工艺及设备选型 3 ． 1 回采工 艺 在每个中段沿矿体下盘布置沿脉平巷 ， 然后 向上掘进小天井 ， 倾角一 般 6 0 。～9 0 。 ， 达到上一 中段． 接着进行第 一分 层切 割， 分 层高 度 2 ． 2～ 2 ． 5 m， 分层 间留 2 ． 5～ 2 ． 8 m厚度的矿柱 ， 层间掘 进专用出矿溜井和人行井 ， 溜矿井须上下对齐以 便出矿 ， 溜矿井 间距为 1 0 m， 最后落矿前要增加 出矿溜井 ， 以便大部分矿石落下 ； 人行井可按需要 任意布置． 见图 1和图 2 ． 出矿方式为人工耙矿 ， 在各分层进路 中可使 用手推车或风动绞车将矿石转运到出矿溜井． 后 期集 中落矿的方案见 图 3 ． | 、、 ／ ／／／ l ／ ／ ／ l 7 ／ u L 止 2 4 0 6 7 ／／ 』 ／ ／ ／ ／啊 、 f ’ ．． ． ． ． 。 ． ． ． ． ． ． ． 2 3 0 6 H分层高 ； B分层宽 ； h矿柱高 ； “矿体倾角 ； H I 矿体号 ； 2 4 0 6井巷上程编 图 l 2 8号勘探线剖面图 F i g ． 1 Th e No ． 2 8 e x p l o r a t o r y g r i d c r o s s s e c t i o n 南华大学学报 自然科学版 2 0 1 0年6月 ． 2 8 5 m矿体／ ／ ／ 2 7 0m矿 I ＼ 图 2 2 6 0 m 中段平面图 Fi g． 2 The 2 6 0 me t e r s m i ddl e pi e c e i ch no gr a phy l10 _ _ 。 _ 1 ／ _ll 0一 一 ／ - ’ { } 一 I 、 ■ ‘ l - 一 。 1 ．溜 矿 井 ． 1ll0 _ 一 ， ’ I_， l l j l 、 ＼ ／ ； ． 运输平巷 ＼ ＼ ＼ ≮ _ l 【 _ l l _． ⋯ l _ 1 。 ll ■ ⋯ 、 Z ⋯＼ ＼＼ ／ 。 ．_ _＼ k}_ _。 l l_{ll l l l l l 0 _lll l l ／ I。 ～ ＼， ， r f 图 3 集 中落矿方案图 3 ． 2 设备选型 根据优先使用该矿原有设备的原则， 在分层进 行凿岩作业时， 采用气腿式凿岩机 Y T 2 9 ， 共计两 台， 一用一备 ； 上掘天井及落矿作业时， 采用上向式 凿岩机 Y S P 4 5 ， 一台 即可 ； 运输设备 选用侧 卸式 0 ． 7 m 矿车； 采场采用局扇加强通风 ， 选择5 ． 5 k W 局扇风机； 出矿设备可选两种 ， 分层出矿设备选择 风动绞车 ， 最后落矿阶段采用 电爬 ， 1 5 k w即可． 该 矿山现没有 1 5 k W 电爬 ， 需要新购 ； 其余设备均利 用现有设备即可 ， 详见设备选型表 3 ． 4 结论 某铀矿五道沟 Ⅲ 矿体的采矿方法是该矿能 否尽早回采该部分矿体 的关键 ， 根据该矿矿岩的 赋存条件和稳定性特点及开采技术条件， 从技术 上可行 、 经济上合理 、 安全上可靠的原则出发 ， 经 过分析 、 探讨 ， 提出了一种可行、 合理、 可靠的分层 矿房法 ， 供有关部门参考． 分层矿房法具有采准工程量少 ， 采准比低 ； 上 采过程可以边采边探， 对矿体探矿程度要求不高； 第 2 4卷第 2期 丁福龙等 某铀矿山独立矿区Ⅲ 矿体采矿方法选择 浅眼落矿 ， 分层 回采 ， 容易控制损失率和贫化率 ， 高， 工人劳动强度大， 难 以实现机械化． 采矿工艺简单易行 等优点． 缺点是采矿效率并不 表 3设备选型表 Ta bl e 3 Type s e l e c t i o n of mi ni ng e q ui pme nt 另外该铀矿没有从事该采矿方法的实际回采 经验 ， 对一线工人在技术 的掌握上还需要采矿技 术人员进行业务指导 ， 以及在操作规程上对其进 行 的必要培训 ， 方可确保安全上的可靠． 分层矿房法的提出 ， 不仅有利于某铀矿五道 沟Ⅲ 矿体的尽早回采 ， 而且也为其它零星小矿体 的采矿方法 ， 提供 了新的选择． 参考 文献 [ 1 ]孙旭 ． 金 川 三 矿 采 矿 方 法 探 讨 [ J ] ． 采 矿 技 术 上接第 1 8页 f 8 ]陈峰， 修济刚， 安金珍， 等． 用动态岩石电阻率变化 各 向异性探测 岩石 破裂 前兆 和确定 主破 裂 扩展 方 向 [ J ] ． 地震学报 ， 2 0 0 0 ， 2 2 2 2 1 0 2 1 3 ． [ 9 ]陈峰， 安金珍， 廖椿庭． 原始电阻率各向异性岩石电 阻率变化 的方 向性 [ J ] ． 地球 物理 学报 ， 2 0 0 3 ， 4 6 2 2712 8 0． [ 1 O ]郝锦绮 ， 冯锐 ， 周建国， 等． 岩石破裂过程中电阻率 变 化机理的探讨 [ J ] ． 地球物理学 报 ， 2 0 0 2 ， 4 5 3 4 2 ～ 4 34． [ 1 1 ]张流， 黄建 国， 高平． 水对岩石变形过程中电阻 率变化的影响[ J ] ． 地震 ， 2 0 0 3 ， 2 3 1 81 4 ． [ 1 2 ]杜云贵 ， 鲜学 福 ， 谭学 术 ， 等． 南桐煤 的导 电性 质研 究 2 0 0 3， 3 3 1 21 4 ． [ 2 ]刘加冬． 浅谈 采矿 方法 的优 化与 选择 [ J ] ． 化工 矿物 与加工 ， 2 0 0 9 ， 1 2 5 2 7 ． [ 3 ]周罗中， 张永林 ， 鲁洪军， 等． 中等稳 固低品位厚大矿 体采矿方法的优选f J ] ． 采矿技术， 2 0 0 9 ， 9 5 1 3 ． [ 4 ]肖宏， 刘文剑， 刘玉红． 黄金洞金矿采矿方法的优 选[ J ] ． 采矿技术 ， 2 0 0 9， 8 5 5 6 ． [ 5 ]黄小忠， 刘发平． 和睦山铁矿 的新型高效采矿方法 [ J ] ． 采矿技术 ， 2 0 0 8 ， 8 6 1 2 ． [ J ] ． 重庆大学学报 ， 1 9 9 3 ， 1 6 3 1 4 5～1 4 8 ． [ 1 3 ]何继善， 吕绍林． 瓦斯突出地球物理研究 [ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 1 4 ]徐宏武． 煤层电性参数测试及其与煤岩特性关系的 研究 [ J ] ． 煤炭科学 技术 ， 2 0 0 5 ， 3 3 3 4 1 4 6 ． [ 1 5 ]王云刚． 受载煤体变形破裂微波辐射规律及其机理 的基础研 究[ D] ． 徐州 中国矿业大学 ， 2 0 0 8 ． [ 1 6 ]刘贞堂， 贾迎梅 ， 王恩元 ， 等． 受载煤体电阻率变化规 律研究[ J ] ． 中国煤炭， 2 0 0 8 1 1 4 7 4 9 ． [ 1 7 ]曹亮． 考虑 过程 区的混凝 土 断裂韧 度尺 寸效应 研 究[ D] ． 南京 河海大学， 2 0 0 6 ．