赛什塘铜矿采矿方法优化研究.pdf

1 8 矿 业 工 程 M i n i ng Eng i n e e r i n g 第 9 卷第 2期 2 O l 1年 4月 赛什塘铜矿采矿方法优化研究 张 宝 青海赛什塘铜业有限责任公司 ，青海 西宁 8 1 0 0 0 摘要 针对赛什塘铜矿生产 紧张、二次耙矿成本高和采准 时问长的问题 ，系统地总结分 析了赛什塘铜 矿现有采矿方法 、矿岩产状等特性，科学合理地改进 了现有 留矿 法的底部结构 和溜矿井布置 。在生产实 践 中，其 以采剥 比小 、采准时间短 、采矿灵活性好 、采场生产能力大 的优 点 ，取 得预期 的效 果，基本满足 了 选矿系统 的要求 。 关键词 赛什塘铜矿 ；采矿方法 ；底部结构 ；采剥 比；采场能力 中图分类号 T D 8 5 3 ． 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 l ～8 5 5 0 2 0 1 1 0 2 0 0 1 8 一O 3 0 引 言 赛 什塘铜 矿是 西部矿业 下属 的地 下金属 矿山之 一 。矿 区位 于青 海 省 中东 部 ，海 南藏族 自治 州兴海 县赛什塘牧场。矿区对外交通公路连接 ，西宁距兴 海县3 6 2 k m，兴海县 距矿 区有 简 易公 路9 4 k m，交 通不太 方便 。矿 区呈 现高 山寒冷 而干燥 的大 陆性气 候特征 ，平均 海拔 3 4 0 0 m。 该 矿属 斑 岩 型 叠 加 的 复合 中 型 矿 床 ，以铜 为 主 ，伴 生有铅 、锌 、硫 、铁 、金 、银 、硒 、镓和镉 等有益组分。矿区内主要为东西向展布的线型褶皱 及压性断裂和北北西向的雪青沟复式背斜、赛什塘 背斜、日龙沟背斜 、铜峪沟短轴背斜及扭性断裂控 制 ，后 期受岩 浆活 动影响 ，矿 区构造较 为复 杂 。主 要 以褶 皱构造 为 主 ，断裂 构造次 之 。 该矿位于赛 什塘背斜南西翼上 。1 5 ～2 8勘探 线区段 内是矿体密集分布区，空 间展布上为 以 M 矿体为主的矿体群 ，其余矿体围绕 M。 参差展现 。 赛什塘铜矿于 2 0 0 3年建成投产 ，设计生产 能 力 5 0万 t ／ a ，后经 扩产采 选能力 达 6 5万 t ／ a 。选矿 工艺 为 一次 粗选 两次扫 选三次 精选 。采用 平硐竖 井联合方式 的下盘开拓 ，阶段高5 0 m。沿勘探线 隔5 0 i n 布置 穿脉运 输 巷 ，其兼 具 开拓 和 探 矿作 用 ， 坑 内钻 加密探 矿 网度 ，人 行通 风井进 一步控 矿并完 成采 准 工 作 。 目前 有 3 4 5 0 、3 4 0 0 、 3 3 5 0 、3 3 0 0 和3 2 5 0 1T I 5个 中段在 生产 。 收稿 日期 2 O l 0 一O 9 0 9 ；修回 日期 2 0 1 0 0 9 2 9 作者简 张宝 1 9 8 5 一 ，男 汉族 ，宁夏西吉人，青海赛什 塘铜矿3 4 0 0 m中段生产安全管理 。 矿 体属 于 中稳 一稳 固 、地表 允许 陷落 ，采 用空 场 法开采 ，主要有全 面法 、留矿 法 、分 段凿 岩阶段 空 场法 。 1 全 面法 、留矿法在赛什塘 的应用 1 ． 1 开采技 术条件 矿体 呈透镜 状 、似层状 和舒 缓波状 分布 ，与 围 岩产状 一致 ，膨胀 、分支 、复合 现象 较为 明显 。矿 体 顶底板 岩石 类型 主要为 大理岩 、矽 卡岩 、变 质粉 砂岩 、黑云母千枚岩和石英闪长岩等。顶底板岩石 大多较为坚硬 、完整 ，工程地质条件较简单 ，局部 为中 等 。矿 岩 界 线 清 楚 ， 肉 眼 可分 辨 ，可 分 采 分 出 。 厚 度变化 范 围在 5 ～ 2 0 i n ，平均 厚 9 ． 6 m。矿 体 平 均 品 位 1 ． 2 3 。矿 体 产 状 与 地 层 产 状 一 致 ， 总体走向南东一北西 ，倾向南西 ，倾角 2 5 。 ～5 O 。 。 金 属矿 物主要为 硫化 物 ，次为氧 化物及少 量 自 然 金属 ，脉石 矿物硅 酸盐类 及碳 酸盐 类矿物 。金属 矿 物 主要 有 黄铜矿 、磁黄铁 矿 和黄铁 矿 ；次 为磁铁 矿 、闪锌矿 和 白铁矿 等 ；脉石 矿物主 要为石 英 、长 石 和方 解石 ，次为透 辉石 、石榴 石和 黑云母 等 。矿 石结构 主要有 半 自形 粒状 、它 形粒状 、乳浊 和交代 溶 蚀等 。矿石 构造 以块状 、稠 密浸染 状 、稀 疏浸染 状 和条 带 纹 为 主 ，其 次为 细脉状 和胶状 构造 。 矿 石 自然安 息 角 为 4 2 。 ，围岩 容 重 2 ． 8 3 t ／ m。 ， 矿 石容 重3 ． 2 8 t ／ m。 ，矿石 硬度 厂一8 ～ 1 2 ，地 表允 许 塌 陷 。 1 ． 2 全 面法 和 留矿 法在 赛什塘 铜矿 的应用 矿房沿走 向布置，规 格为矿体厚 5 0 m。间 2 0 1 i 年第 2期 张 宝 赛什塘铜矿采矿方 法优化研 究 1 9 柱厚 6 m，采 场 内 留有 不 规 则 点柱 ；底 柱厚 1 ． 8 m， 顶柱 厚 约 5 m，顶 、底 柱 均 可 在 采 场 稳 固 的 情 况 下 ， 由下 个 中段采 场 回收 。 以3 4 0 0 m中段 1 8勘探线矿体为例 ，其下陡上 缓 ，下部斜 长3 0 r a ，倾 角 5 O 。 ，上 部斜 长 4 0 r n ，倾 角 3 0 。 ；属 中 厚 矿 体 ，平 均 厚 7 ． 5 m；矿 岩 稳 固 。 设 计下 部矿 体采 用 留矿法 开采 ，带 漏斗 底部 结构 的 电耙道出矿 ；上部矿体采用全面法开采 ，电耙耙至 溜 矿井 出矿 。考 虑到 增大 采场 生产 能力 和 电耙 出矿 效率，两个运输穿脉 4个采 出作业面，其中上部两 个小作业面超前下部两个小作业面开采 ，方便 回采 整个 矿体 ，见 图 I 。 J I f ； r ＆ 。 ～ Ⅲ 一J I l 图 1 全 面 法 、 留 矿 法 示 意 图 1 一运输平 巷 ；2 一运 输穿 脉 ；3 一人 行 通风 井 ；4 一 出矿 电耙 道；5 一斗穿 ；6 一斗颈 ；7 一联络巷 ；8 一溜矿井 ；9 一矿体边界线 ； 1 O 一 电耙硐室 ；I I 一爆下矿石 ；I 2 一二次耙矿电耙硐室 ；1 3 ----次 耙矿钢丝绳 ；I 4 一二次耙矿钢丝绳 ；1 5 一采场点柱 ；1 6 一采矿边界 线 ；I 7 一间柱 ；i 8 一扩漏斗工程 采 准切 割 。从 3 4 0 0 m中段 1 8线穿 脉运 输 巷 掘进人 行通 风井 、溜矿井 和 联络 巷通 达采 场 ，同 时贯 通3 4 5 0 m中段 ，形 成 人 行 通 风 通 道 ，规 格 均 为2 m2 m。 当矿体倾角≥4 O 。 时，从运输巷抬高1 ． 8 m在矿 体 中掘进 带 电耙 道 的漏 斗 出矿底 部结 构 ，并扩 漏 斗 形成切割拉底 空间；当矿体倾角 4 O 。 时，从 运输 巷 抬高 I ． 8 m在 矿体 下盘 掘 进 切 割 拉 底 巷 电耙 道 或在 副 中段 水 平 布 置 一 条 切 割 拉 底 巷 电耙 道 ，其 与溜井 、人行 通风 井贯 通 ，从 而将矿 房 分 为 上 下两 部分 开采 。 回采作业 1 崩矿 。在形成拉底空问后 ， 用 YT 2 8风动凿 岩 机 向上挑 顶 、片采 或压 顶 分层 钻 凿浅孔， Ⅱ型岩石膨化硝铵炸药爆破落矿，沿矿体 逆倾 向 留矿全 面推 进 ；2 通风 。3 4 0 0 m中段 穿 脉 新鲜 风一 人行 通 风井一 联 络巷 或 电耙 道 一采 场 一污 风一 联 络巷 一 人 行 通 风 井一 3 4 5 0 m中段 穿脉 一 回 风 井 ；3 顶 板 检 查 撬 落 浮 石 ；4 出 矿 运 输 。下部 留矿 法 开采 采场 2 J P 一3 O电耙 耙 矿至停 在 运输 穿脉 的 YG C 2 6型 矿 车 ；上部 全 面法 开采 采 场电耙 前期一步耙矿 ，后期两步耙矿耙人溜矿 井 小 型振 动放 矿 机装 入 YG C 2 6型矿 车 。最 后 由 Z K7 6 ／ 2 5 0 一 G 型 电机 车 牵 引 运 至 提 升 竖 井 ， 5 0 0 k W 功率 的 主提 升 机 J K一21 ． 5 ／ 3 0 A 型 提 升 至平 硐 ；5 地压 控 制 。约 6 m厚 规 则 间柱 、5 m 顶柱、不规则采场点柱 O4 ～6 m配合 以控制地 压 。 1 ． 3现 有 采矿 方法 存在 的不 足 赛什 塘 铜矿 采矿 方法 在矿 山生产初 期基 本满 足 了选 矿对 采 出矿 量 的 要求 。然 而 ，在 2 0 1 0年 生 产 任务加大和地质储量减少以及采用分段凿岩阶段空 场法开采采场 出现塌方情况下 ，采场生产以出现供 矿 紧 张 局 面 ，其 主 要 表 现 在 1 采 准 工 程 量 大 ， 采 准 时 间长 。 由于井 下生产 工 作 的外包 ，分两 个采 矿 小 队分采 下 部 漏 斗底 部结 构 采 场 ，其 需 要 6 O天 才 能完 成采 准 切割 准备 工作 ，推 迟 了采场 出矿 的 日 期 ；2 二次耙矿成本高 、生产能力小 。上部全面 法 开采 采场 溜矿 直井 布 置 间柱范 围 ，电耙 的有效 耙 矿视野 由于间柱的阻挡受限。为此加一台电耙把不 在第 一 道耙 机耙 矿 范 围 内的 矿 石耙 至其 可 耙 范 围 。 因此 增加 了设 备 购置 费用 ，同时也 减小 了采 场 的生 产能力 ；3 采剥 比大。采准工程量大不仅增加 了 采准时间，而且也增大了重要技术经济指标采 剥比，其一定程度上 表征选取 的采矿方法是 否合 理 。 2 采 矿方法优化研究 2 ． 1 对现 有 采矿方 法 的分 析 下部 矿体 倾角 大 于矿石 自然 安 息角 ，出 于 采 场 留矿 主要考 虑 而又 不堵 塞 电耙 出矿通 道 ，需要 选择 漏 斗底 部 出矿结 构 。其 斗穿 、斗 颈 和扩漏 斗施 工势 必增 加 采准 切割 工程 量 ，增 大采 剥 比 ，延 长 了 采准 切割 时 问 ，推后 了采 场 稳定 出矿 日期 。 造 成二 次 耙 矿 成 本 高 和 生 产 能 力 小 的 原 因 1 矿体属于缓倾斜 矿体，其倾角小于矿石 自 然安 息角 ，不 能 自溜 至 耙 道 ，需 要 二 道 耙 机 转耙 ； 2 出于溜矿井施工方便 ，以及 穿脉振动放矿机出 矿需要 ，溜矿 井 以直井 布 置在 间柱 范 围内 ，耙 机 受 2 0 矿 业 工 程 第9 卷 第 2 期 到间柱 阻挡有 效耙 矿范 围减小 。 2 ． 2 赛什塘铜矿采矿方法优化研究 针对赛什塘铜矿现有采矿方法设计中存在的不 足之处 ，分析了该矿矿床地质特 征及开采技术条 件 ，对其进行了优化 。 优化 后 的采 矿方 法综 合 了全面法 和 留矿法 的优 点 ，即上下均采用留矿全面法开采。矿体仍被分割 为 4个小 回采作业面 ，上部超前于下部开采，方便 回采完整个 矿体 ，如 图 2 。 r Ⅲ 图 2留 矿 全 面 法 示 意 图 1 一运输平 巷 ；2 ～运 输 穿 脉 ；3 一人 行 通 风井 ；4 ～ 联络 巷 ； 5 一溜矿井；6 ～电耙道 ；7 一电耙硐 室；8 ～ 矿体边 界线 ；9 一爆下 矿石 I l o 一 点柱 ；～ 间柱 ； 1 2 一采 矿 边 界 线 ；1 3 一分 支 溜 井 ； 1 4 一耙矿钢丝绳 改进方案 1 采用平底 出矿结构代替漏斗 出 矿结构。漏斗出矿结构主要功用为防止采下矿石堵 塞 出矿 电耙 道 。经现 场考察 ，选 取 了将 电耙 道 布置 在矿体上盘的平底出矿结构取代 电耙道布置在矿体 下 盘 的漏 斗 出矿 结 构 。 由于 电耙 道 布 置 在 矿 体 上 盘 ，基本避 免 了矿石堵 塞 出矿道 的情 况 。同时 ，借 助 矿石 自然安 息矿堆 的 留矿 回采 矿体 顶板 ，偶 尔配 合 5 m长钻杆完全可回收全部矿体 ，而不影响正常 生产出矿 ；2 采用分支 溜井 以避免二次耙矿 。针 对 二次耙 矿 主要 是布 置在 问柱 范 围内的溜 矿井 提供 的有效 耙 矿 视 野 有 限 ，需 要 二 道 耙 机 来 弥 补 。为 此 ，通过 布 置 分支 溜 矿 井 使 溜 矿 井 上 开 口远 离 间 柱 ，电耙 可 随开采进 度 ，出矿视 野变 化 ，绕 分 支溜 矿 井上开 口以圆弧形 调整位 置基 本避 免 了二 次耙 机 耙 矿需要 。 2 ． 3 采矿方 法优化 技术经 济指 标对 比及应 用 2 ． 3 ． 1 技 术 经济指 标对 比 优化后 的采 矿方 法大 幅减少 了漏 斗底 部出 矿结 构 施工带 来 的采准切 割工 程 ，降低 了采剥 比，缩 短 了采准 切割 时间 ；布置在 间柱 外 的分支溜 矿井基 本 避 免 了二次耙 矿 ，节省 了设备 购置 费 ，同时 出矿效 率明显提高。主要技术经济指标对比见表 1 。 表 1 技 术 经 济 指 标 对 比 2 ． 3 ． 2 留矿 全 面法在赛什 塘铜 矿 的应 用 鉴于 留矿 全 面 法 的上 述 优 点 ，通 过 对 3 4 0 0 m 中段 4 勘 探线 矿体 加粗 部分 围岩 坑 内钻 岩芯 的 分 析 ，确 认该 矿体 总体属 厚大 急倾 斜 矿体 ，矿岩极 其稳 固，品位 为 1 ． 5 ％ 。符合 无 底部 结 构 的 留矿全 面法开采 ，故 在 4线 上部 矿体结 束采 矿作业 后 ，补 充 了下部 矿体采 矿方 法设计 ，见 图 3 。 图 3留 矿全 面 法 在布置采切工程时，借用结束作业采场溜矿井 和人 行通 风井 ，新补 充一 条人行 通 风井与原 溜矿井 贯 通 ，形 成采 场贯 穿风流 。同时严格 控制假 耙道 施 工 ，加大 假耙 道耙 矿视野 ，使其 有适 应开采 厚大矿 体 的能力 。 在采 出矿作业阶段 ，以耙道为中心线和 自由面 向两侧崩矿并 留矿，滑轮挂在采场端部斜坡高处 ， 可保 证 出矿时耙 头 和钢丝 绳不被 矿石 蹋压 ，使开采 空 间为 凹槽空 间 ，逐步 向上压顶 ，向两侧 片采 ，便 可 回采完 顶部 矿体 。最后 ，穿 脉范 围耙机死 角 区域 矿体须二次耙矿 ，保证了该矿体 回采阶段的安全高 效彻底。在减免了带漏斗的电耙 出矿底部结构时， 大幅降低 了采剥比，提前了出矿 日期 ，月出矿能力 在4 0 0 0 t 以上 。其 在分段 凿岩 阶段 空场法 开采 的高 品位 1 ． 2 3 采 场 出现 塌方 无法爆 破 出矿时 ，对 提 高原矿 品位 意义 重大 。 第 9卷第 2期 2 0 1 1年 4月 矿 业 工 程 M i ni ng Eng i n e e r i ng 矿 物 加 工 高 梯 度 磁 选 机 的 概 述 王 勃琳 抚顺 隆基 电磁科技 有 限公 司 ，辽 宁 抚 顺 1 1 3 1 2 2 摘 要 高梯度磁 选设 备的问世 ，使得传统磁分离 工艺发生 了重大变革 ，并使其 迅速扩展 到环保 、生 物 等领域 。 关键词 高梯度 ；强磁 ；磁选 机 中 图分 类 号 TD 9 2 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 1 1 0 20 0 2 1 一 O 3 1 磁 分离的基本原理 磁 选是 利用 各种 矿物 的磁 性差 异 ，在非 均匀 的 磁 场 中进行 选分 矿物 的一 种选 矿方 法 。 目前 磁选 应 用 的领 域非 常 广 泛 ，如黑 色 金 属 铁 、锰 、铬 等 矿 石 的选 别 ；有 色 和稀 有 金 属 如 钨 、钽 等 ；非 金属 如石棉 、金刚石 、高岭土等矿石 的选别和 去杂 ；固体物 料及 废弃 物 去除磁 性成 分 ；生产 及生 活污水 的去杂 等磁 选过 程实 质上 磁力 和机 械力 相互 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 1 2 作者简介 王勃琳 1 9 8 6 一 ，男 汉族 ，陕西咸阳人 ，抚顺 隆基 电磁科技有限公 司初级工程师 ，主要研究方向为强磁分离设备。 3 结语 综上所述 ，赛什塘铜矿采矿方法经科学合理 的 优化 改造 后 ，大 幅降 低 了采 剥 比 ，经 济 效 益 显著 ， 使该 矿在 生产 过程 中得 到 了更好 的发展 。 参考文献 [ 1 ] 刘德强 ，吴仲熊 ．留矿全 面法在德保 铜矿 的应用 E J ]． 广 西大学学报 t i 然科学版 ，2 0 0 4 3 2 3 6 ～2 3 9 ． [ 2 ] 田波 ，刘成平 ，李江武 ．留矿全面法在中厚倾斜矿体中的应 竞争 ，互 相争夺 矿 物颗 粒 的过程 。磁 选是 利用 矿物 磁性 的差 异 ，在 不 均 匀 磁 场 中进 行 分 离 的 选 矿 方 法 。磁 选应 具备 的基本 条件 应有 一个 能够 产生 足够 大 的不均 匀磁 场 的 设 备 ； 被 分 离 的矿物 必须 具有 一定 磁性 差异 ，即 应 满足 V s一 ≥1 A 2 式 中 S 两 种 矿 物 比 磁 化 系 数 之 比 值 ；X 、 X。 分 别 为两 种矿 物 的 比磁 化 系数 。 作用 在 磁性 矿粒 上 的磁力 和 机械力 必须 满 足 ．．- ．-．_．-⋯．-．-◆-．--．- ⋯- o ,- ．◆_．- ◆- [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 用[ J ]． 金属矿山 ，2 0 0 5 4 1 4 ～1 6 ． 杨潮进 ．平底结构 留矿全 面法在 马坑矿 区的应用探讨[ J ] ． 有 色金属 矿 山部分 ，2 0 1 0 2 1 ～3 ． 胡贵如 ．缓倾斜 中厚矿体安 全回采和 降低损失 贫化指标 的实 践[ A]．中国有 色金属 学会采矿技术 委员会 ． 2 0 1 0全国采矿 技术 与装备进展年评 报告会论文集 [ c ]． 2 0 1 0 8 2 ～8 4 ． 丁天柱 ．青海 省兴 海县 赛什 塘铜 矿 区深 边部 找矿 方 向浅 析 [ A]．中国地质学会 ．锡铁 山铅 锌矿成 矿与找 矿前景高层论 坛论文集 E c ]． 2 0 1 0 9 5 ～9 9 ． 李东生等 ．青海赛什塘铜矿 床的地质 特征及成 因探讨 [ J ]． 地质学报 ，2 0 0 9 5 7 1 9 ～7 3 0 ． Op t i mi z a t i o n o f mi ni ng me t h o d o f S a i s hi t a ng Co p pe r Or e M i ne ZHANG Ba o Qi n g h a i S a i s h i t a n g C o p p e r I n d u s t r y Co mp a n y L t d ，Xi n i n g 8 1 0 0 0 0 ，Ch i n a Ab s t r a c t B a s e d o n a n a l y s i s o f p r o p e r t i e s o f mi n i n g me t h o d a n d o r e 8 L r o c k o c c u r r e n c e ．t h e b o t t o m s t r u c t u r e a n d o r e d r o p s ha f t a r r a n ge me n t of Shr i nka g e St opi n g i n Sa i s hi t a ng Cop pe r Or e M i ne a r e i mpr o ve d， whi c h a c hi e ve s de s i r e d p e r f o r ma n c e a n d me e t s b a s i c a l l y t h e r e q ui r e m e n t of b e ne f i c i at i o n s y s t e m． Ke y wo r d s S a i s h i t a n g C o p p e r Or e M i n e ； mi n i n g me t h o d ； b o t t o m s t r u c t u r e ； mi n i n g c u t t i n g r a t i o； o u t p u t o f s t o p e