澜沧老厂铅矿采矿方法的研究改进.pdf

2 0 1 6年 2月 第4 5卷第 1 期 总第2 5 6 期 云南冶金 YUNNAN ME I IALL URGY F e b ． 2 01 6 V o 1 ． 4 5 ．N o ． 1 S u m 2 5 6 澜沧老厂铅矿采矿方法的研究改进 孟赞先 ，张志祥，吕洋飞 云南澜沧铅矿有限公司 ，云南澜沧6 6 5 6 0 1 摘要从采矿方法选择的原则出发，介绍了澜沧老厂铅矿采矿方法从不适应到逐步适应 ，从不完善到逐步 完善的艰难发展历程。重点讲述了小分段崩落采矿法的工艺及其特点，针对开采中暴露出的问题，经过认真研究 比较，对现在的小分段崩落采矿法进行改进，优化工艺参数，配备使用出矿设备，取得了比较好的经济和技术 效果 。 关键词澜沧老厂铅矿；无底柱小分段崩落机械化采矿法；采矿方法；研究改进 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 6 - - 0 3 0 8 2 0 1 6 0 1 - - 0 0 0 6 - - 0 4 The St ud y a n d I mpr o v e me n t o f Le a d Or e M i n i n g M e t ho d i n La n c ha ng La o c ha ng ME NG Z a n x i a n，Z HANG Z h i - x i a n g ，L YU Ya n g f e i Y u n n a n L a n c h a n g L e a d O r e C o ． ，L t d ， L a n c h a n g ， Y u n n a n 6 6 5 6 0 1 ， C h i n a ABS TRACT T h e i n t r o d u c t i o n o f t h e d i ff i c u l t m e t h o d d e v e l o p m e n t o f L a n c h a n g L a och a n g l e a d o r e mi n i n g f r o m i n a d a p t a t i o n t o a c c 。 l i mi t i z a t i o n．f r o m i mp e rf e c t i o n t o g r a d u a l i mp r o v e me n t ．Th e p r o c e s s a n d f e a t u r e 8 o f s u b s e c ti o n c a v i n g mi n i n g me t h o d i s f o c us e d i n t r o d u c e d， a c c o r d i n g t o t h e e x p o s e d p r o b l e ms i n mi n i n g ，thr o u g h t h e c o n s c i e n t i o u s l y s t u d y a n d c o mp a r i s o n，t h e i mp rov e me n t o f s u bs e c t i o n c a v i n g mi n i n g me thod i s c a r r i e d o u t ，the p r o c e s s p a r a me t e m a r e o p ti mi z e d，the e q u i p p e d mi n i n g d e v i c e s g e t the b e t t e r e c o n o mi c a n d t e c h i c a l e f f e c t ． KEY W ORDS L a n c h a n g L a och ang l e a d o r e ； p i l l a r l e s s s u b s e c t i o n c a v i n g me c h a n i z e d mi n i n g m e t h o d ； mi n i n g m e t h od ； r e s e a r c h i mp rov e me n t 澜沧老厂铅矿位于云南省澜沧县城北西方 向竹 塘乡境内，是澜沧铅矿有限公 司的主要原料基地 ， 也是云南澜沧一孟连 “ 三江”成矿带重要 的银铅锌 铜多金属成矿区之一 ，至今已有 6 0 0余年 的银铅矿 开采历史 。老厂矿 山于 1 9 9 0年转入井 下开采 ，目 前已形成 2 5万 t ／ a的采矿规模 ，矿 山先后采用过 分层崩落法、人工顶柱分段崩落法、有底柱分段崩 落振机 出矿法等采矿方法 ，由于该矿 山矿体分散 ， 产状变化较大 ，矿石含泥质较高 ，矿岩破碎 ，稳 固 性差 ，所采用的采矿方法均存在凿岩工作量大 ，工 作面通风 困难 ，作业 条件差 ，人工 出矿劳动强度 大 ，生产效率低 ，木材消耗量大，采矿成本高等问 6 题。为此 ，1 9 9 8年 以后 ，矿 山努力寻求更好 的采 矿方法 ，通过广大矿山工程技术人员的不断实践总 结 ，综合分层崩落法和分段崩落法的优点 ，研究 出 浅孔小补偿空间挤压爆破小分段采矿法，简称小分 段崩落法。小分段崩落法于 2 0 0 1年在矿 山试验成 功推广应用后 ，普遍用于老厂矿 山铅 锌品位 8 ％ 以下 的矿段开采。铅 锌品位 8 ％以上 的矿段仍然 采用分层崩落法开采 。 为确保产量并降低直接采矿费用 、降低工人劳 动强度 ，提高采场 出矿能力 ，2 0 1 0年开始 ，公 司 淘汰了分层崩落采矿法 ，所有矿体均采用小分段崩 落法进行开采 。 收稿 日期2 0 1 5 - -0 6 - -0 8 作者简介孟赞先 1 9 8 2 一 ，男 ，云南牟定人 ，工程师 。主要从事矿 山工程咨询、设计工作 。 孟赞先，等澜沧老厂铅矿采矿方法的研究改进 1 小分段崩落采矿法工艺及其特点 1 ． 1 小分段崩落采矿法工艺 1 ． 1 ． 1 采场布置及 构成要素 分段采场高度采取开拓中段高 2 5 m ，按 2 0 ～ 3 0 m间距沿矿体走 向布置断面规格为 2 m 2 m 长 x宽 采准天井。分段 高度取 5 m，薄矿体沿 6 5 4 中间布置断面规格为 2 ． 2 m2 ． 4 m 宽 高 的 分段切割主进路 ，厚矿体增布一条下盘进路 ，主进 路通过垂直于矿体走 向的分段运输联络道与采准天 井连接，中段高度不能整除于 5时，分段高度可作 适 当调整 ，分段水平工程随分段下降 ，自上而下逐 分段建设逐分段 回采 见 图 1 。 l 上中 段运输平巷 V V V V， ， ／ V 7 - - - - - - ． - - - - -_一， J 一『『 ，『1 ，『1 ，y1 J ， J 顶部挑采区 顶部挑采区 顶部挑采区 ． ． 一 f ＼ _ 一 ， _ ， ，『1 I『1 ，『1 霸 ，『1 ，『1 ，『1 ，『1 ，『1 ， 一2 ， ’ 顶部挑采区 顶部挑采区 顶部挑采区 顶部挑采区 ， ／ ◆． ． 卜_ - ． ． 卜_ - ． ． 卜一 ●卜 --f 一1 ， ／ T2 舅 T3l 一 T4 舅 ／ T 1 r i r r r ，r r ， ， ，J中 段 运 输 平 巷 一 { l 一矿体界线2 一采矿支进路3 一项部挑采区4 一采矿天井5 一 回采方向6 一采空区 图 1 小分段采矿法 回采示意图 Fi g ．1 e s t o p i n g s c he ma t i c d i a g r a m o f s u bs e c t i o n mi n i n g me t ho d 1 ． 1 ． 2回采 顺序 各分段 由矿块端部向天井退采 ，沿主进路逐条 布置垂直于主进路的回采支进路 ，支进路之间留 1 ～ 2 m厚的保安矿柱 。 按 “ 采一挑一 ，即采 即挑 ” 的原则 ，逐条掘 进支进路，逐条反向挑采。退采至主进路时，同时 挑采与之相连的主进路部分。如此往复直至退采至 天井而结束 。 1 ． 1 ． 3凿岩 和爆破 凿岩分进路端部掏槽凿岩和顶部浅孔凿岩 ，凿 岩机选用 Y _ 2 8型，炮孔直径 3 8 m m。端部掏槽 凿岩以一次成巷 的方法 布置炮 眼，炮孔深 1 ． 5 n l ， 爆破后即行 出矿 ，形成补偿空 间。然后循序渐进 ， 直至掘穿矿体边界。顶部浅孔凿岩 ，每循环崩矿步 距为 0 ． 8～1 ． 0 m，布眼 7个 ，采用倒 “ 八 ”字型 布置 ，炮 眼深度 2 ． 3 m，以支进路 端 面为补偿 空 间，向正前方崩落区挤压爆破 出矿 。挑采至距主进 路 1 ． 0 m时，将支进路和主进路同时一次崩落。爆 破作业严格按 国家标准 G B 6 7 2 2 --2 0 0 3 的有关 规定执行 ，采用人工装药及非电雷管起爆。矿石松 软时 ，可用风镐或手镐落矿。 1 ． 1 ． 4 落矿 工艺 包括下部采场落矿和顶部挑采落矿 。下部采场 落矿 ，采用普通平巷掘进法 ，形成 主支进路出矿 ， 进路支护要力避 空顶 。顶部挑采落矿 用 Y T 8 凿岩机进行浅孔凿岩 ，乳化炸药爆破 ，挑采进路顶 部2 ． 5 m高矿石，循环进尺 1 ． 0 m 。炮眼排距 5 0 a m，眼距 6 0～1 0 0 a m，眼深 2 ． 3 m，排 面前 倾角 8 5 。 ，边孔呈倒 “ 八 ”字型 ，装药系数 0 ． 7 。 1 ． 1 ． 5采 场 出矿 工作面采下 的矿石 ，采用人工装车，人推胶轮 车把矿石卸人采准天井 ，然后经过安设于采准天井 底部的梭槽放矿木闸门向 0 ． 7 5 m 翻斗式矿车进行 装矿 ，经中段运输平巷运出地表。 1 ． 1 ． 6支 护 采准天井分为矿格、人行格及材料格 ，采用密 7 2 0 1 6年 2月 第 4 5卷第 1期 总第 2 5 6期 云南冶金 YUNNAN MET ALL 1J RGY Fe b ． 2 01 6 V o 1 ． 4 5 ．N o ． 1 S u m 2 5 6 集木垛支护。分段运输联络道和回采主、支进路采 用直径 2 0 0 m m圆木进行木支架支护 ，支护工程量 为主进路 2 ． 5 ／ g ／ m，支进路 2 m，顶及两 帮用 不小于直径 8 0 m m 的杂木背紧背牢。矿 围岩稳定 性较差时采用密集木支护。 1 。 1 ． 7 采场落顶及地压管理 回采时严 格按 “ 采一挑一 ，即采 即挑 ” 的原 则进行 ，进路挑矿步距控制在 1 m以内，必须挑通 上分段的底板 ，直到上分段的支护体及覆盖层落实 为止。对于首采分段 ，当进路挑顶后不能形成覆盖 层时，必须采用强制崩落围岩及充填等方法，使之 形成安全覆盖层 ，厚度不得小于 5 m。 1 ． 1 ． 8 采场 通风 新鲜风流经采准天井进入 回采进路 ，洗刷工作 面后 ，污风 由分段切割主进路经 回风天井 ，最后排 出地表。若采取上述措施后 ，回采工作面通风效果 仍较差 ，则采用局扇配 风筒 进行压人式 的强制 通 风 ，使新鲜风流从采准天井压人 回采迎头、洗刷工 作面后 ，污风由分段切割主进路流向回风天井 ，最 后排出地表。 2 ． 1 小分段崩落采矿法特点 1 优点。一是探采结合、采切工程量少 、工 程布置灵活、适用于不同厚度和产状的矿体 。解决 了分段中孔实现率低、落矿质量差、贫损难控制的 问题 ；二是 自上而下逐分段开采 ，分段高度低 ，顶 板容易控制 ，落矿效果好 ，贫损率低。 2 缺点。一是受矿体规模制约 ，采场一般只 能通过 1 2个溜井出放矿 ，采场上全部采用人工 作业 ，生产效率低 ，与分层采矿法及原来的无底柱 分段崩落法相比，采场出矿能力有一定提升，但工 人劳动强度仍然较 大；二是 由于分段高度设 计为 5 m，每一分段采切工程 控制 的矿 量少 ，采切工程 量大 ，加之矿岩松散 ，采场坑道 1 0 0 ％需要支 护 ， 大量消耗木材 ，导致采矿成本居高不下 。 2 研究改进思路 由于矿 山主矿体随着开采深度下降矿体 品位总 体呈下降趋势 ，加之金属价格持续低迷 ，各种原材 料价格及人工费用逐年上涨 ，现行的采矿方法越来 越难于满足公 司的生产经营需求 ，为降低 采矿成 本 ，提高生产效率 ，增加盈利空间 ，急需对现行 的 采矿方法进行研究改进。结合小分段崩落采矿法的 开采经验 ，公司提 出了将矿山采掘设备送人采场 ， 提高采装机械配套水平 ，以降低劳动强度 ，提高采 8 出矿能力 的工作要求。 自2 0 1 0年开始 ，公 司陆续 组织在老厂矿山开展无底柱小分段崩落机械化采矿 法开采工艺的研究 ，经过试验，取得了较好的技术 经济效果 ，现将该采矿方法称之 为 “ 无底柱小分 段崩落机械化采矿法 ” ，并将其主要做法经验论述 如下。 2 ． 1 采场构成要素 沿矿体走向布置脉外分段采准平巷 ，分段 高度 按 8～1 0 m布置 ，采用梯型木支护断面施工 ，掘进 断面为 2 ． 7 m 2 ． 5 m，用于人员进 出、矿石材料 运输 、通风。脉外采准平巷按 8～1 0 m分段高度布 置 。 2 ． 2采准切割工程布置 矿体厚度大于 1 0 m的厚大矿体垂直于脉外采 准平巷施工分段凿岩道 ，分段凿岩道掘 穿矿体 即 停 ，完成后再垂直施工 回采支进路 ，开 口处 留 4 5 。 左右倒角 ，确保扒渣机正常通行 。单个采场范围按 走向长控制在 2 0 m以内，每条支进路预留间柱宽 度为 3 m，分段凿岩 道及 回采支进 路掘进 断面按 2 ． 7 m 2 ． 5 m 施工 ，采用 6 2 0 0 mm松木进 行 支 护 ，木支架 ≥2 ． 5 m。矿体厚度 小于 1 0 I n的 ， 一 般直接将采准平巷布置在矿体下盘脉内，完成 再垂直施工回采支进路 ，掘穿矿体后 即可退采 ，采 准工程结构参数 同上 。 2 ． 3 回采工艺 按照由远及近原则 ，从矿体端部施工完回采史 进路 ，挑采顶部矿体时 ，首先在回采巷道端部拉开 切割槽，形成最初的落矿自由面和爆破补偿空间， 为以后回采 落矿创造 挤压爆破条件。退 采时按照 0 ． 51 m的炮眼排距 ，0 ． 6～1 m的眼距 ，用 Y T 一 2 8型气腿式凿岩机 ，向上凿前倾 8 5 。 ，孔深 4 ． 5 n ， 左右的扇形炮孔 ，靠采空区一侧间柱也同时布孔 ， 采用非电管爆破落矿。工作面采下的矿石 ，采用功 率为 1 5 k W 的扒渣机扒入 0 ． 7 5 m 翻斗式矿车 ， 用电机车集中牵引运至各中段井 口，通过竖井或 硐运出地表。采空区处理与间柱、顶柱回采同时进 行 ，即在间柱 、顶柱回采同时强制崩落上 中段覆盖 岩石来处理。 2 ． 4采场 通风 在脉外采准平巷端部 向上掘进一条人行通风人 井联通上分段开拓巷道或分段运输平巷 ，用于人员 上下 ，材料提升、通风 ，确保两个安全出 口。天“ 的施工 自下而上 ，掘进断面为 2 ． 0 m2 ． 0 m，J } 】 木垛整支成净断面为 1 ． 6 m1 ． 6 m。每个采场独 孟赞先 ，等澜沧老厂铅矿采矿方法的研究改进 立采用 5 ． 5 k W 局扇进行压抽混合式通风 ，污风通 图 2 。 过稀释后通过人行通 风井排 出。采场 回采 工艺见 I I L I 堡 型亘里 6 r r I 昌 4 9 ， 一 广 8 一 r r l ， g 3 g l J r rI g ’ 墨 r I r ①中段运输平巷；②矿体界线；③回风天井 ； ④分段凿岩道；⑤崩落废石； ⑥上中段主运输平巷；⑦矿体；⑧回采支进路 ； ⑨分段采准平巷 图 2 采场回采工艺示意 图 F i g ． 2 nl e s c h e ma t i c d i a g r a m o f s t o p i n g p r o c e s s o f wo r k i n g s i t e 3 效果评价 采矿方法变更后 ，澜沧老厂铅矿先后组织在辅 井 1 6 5 0中段、象 山一号 1 8 7 5中段 、主井 1 6 8 5中 段各采场进行推广使用 。通过生产研究 ，澜沧老厂 铅矿的采矿技术人员普遍认为无底柱分段崩落机 械化采矿法基本上能够适应澜沧老厂铅矿 的矿体赋 存特点和开采技术条件 ，与小分段崩落采矿法相 比 在降低工人劳动强度、降低直接采矿费用 、提高采 场 出矿能力方面取得了较好 的效果 ，今后将进一步 予 以完善并积极推广。 3 ． 1 工人作业劳动强度显著降低 由于分段高度提高，凿岩、支护次数减少， 从 而减少了采矿爆破的组织和准备工作 ，采用扒渣机 代替人工手推车出矿 ，缩短 了装车时间及采场矿石 运搬距离 ，相 比小分段崩落采矿法 ，整个采矿作业 的机械化配套水平明显提高，工人的劳动强度显著 降低。 3 ． 2 采场 出矿能力大幅度提高 与小分段崩落法相 比，经过改进后的无底柱分 段崩落机械化采矿法一次爆破崩矿量大幅度增加 ， 采矿爆破的次数和频率大幅度减少 ，提高了采矿生 产的安全性。由于凿岩 、支护等辅助工作减少 ，生 产出矿的有效时 间提 高，机械化 出矿运输循环加 快 ，使单个采场平均 日生产 出矿 能力 由原来 8 0～ 1 0 0 t ／ d提高到了 1 5 0 t ／ d以上。 3 ． 3 降低 了直接采矿费用 由于分段高度提高后采切工程减少 ，采用扒渣 机代替人工手推车出矿 ，每个班 出矿作业 由一个司 机操作扒渣机 即可完成 ，减少了部分作业人员 。因 工程费用降低、人工费减少 ，同时产量 大幅提升 ， 同比降低 了直接采矿费。 4 结语 澜沧老厂铅矿的采矿方法 ，经过全矿技术人员 多年 的艰辛努力 ，经历 了一个从不适应 到逐步适 应 ，从不完善到逐步完善的艰难发展历程 。小分段 崩落法经过改进形成元底柱小分段崩落机械化采矿 法 ，一定程度上解决 了原 采矿方法工人 劳动强度 大、采矿成本高、采场出矿能力低等问题 ，取得了 比较好的技术经济效果 ，但是 ，从长远来看 ，澜沧 下转第 2 1页 9 刘玫华，等滇中某半风化钛矿预处理工艺研究 3 结语 1 原矿含 T i O 5 ． 5 2 ％ ，含 F e 1 2 ． 3 6 ％。主要 有用矿物为钛铁矿和钛磁铁矿，主要脉石矿物为长 石、辉石和石英等。钛主要赋存在钛铁矿中，分配 率为 8 3 ． 5 6 ％，其次是 赋存在磁铁矿和辉石 中，分 配率 占 1 6 ． 4 4 ％。 2 通过三种不 同的预处理 工艺对原矿进行详 细的抛尾尾矿产率和金属损失率 的影响关系研究 。 摇床重选和螺旋溜槽重选预处理工艺均表现在对细 粒级的有用矿物颗粒回收率不高，造成尾矿中的金 属损失率较高。而弱磁 一 强磁磁选预处理工艺则具 有 较 好 的 优 越 性 ，可 抛 除 的 尾 矿 产 率 可 达 7 3 ． 1 0 ％ ，而尾矿 中的钛金属损失率仅有 1 0 ． 6 4 ％。 3 采用在粗磨条件下 一段磨矿细度为 6 0 ％ 一 7 0 ％ 一 0 ． 0 7 4 mm预先 使粗精矿 的钛 品位得 到 富集 ，并抛除大量的泥质脉石矿物后 ，再对集中的 粗精矿产品进行精选 ，可以保证较高的钛金属回收 率和较好的钛精矿质量，在生产上也易于控制和节 省设备 的占地面积。 参考文献 [ I ]陈国荣 ．广 西某 钛铁矿 的选矿工 艺设计 [ J ] ．有色金 属 选 矿部分 ，2 0 0 9 5 2 9 - 3 2 ． [ 2]吴彩斌 ，段希祥 ，曾桂忠．风化钛铁矿可选性试 验研 究 [ J ] ． 金属矿 山，2 0 0 2 1 2 4 4 4 6 ． [ 3 ]王立刚，陈金中．某钛粗精矿提高品位选矿试验研究 [ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 3 1 - 4． [ 4 ]刘万峰，于梅花，滕根德．河北某钛铁矿选矿试验研究 [ J ] ． 有色金属 选矿部分，2 0 0 8 4 1 0 - 1 4 ． [ 5 ]覃文庆，王彦莉，曲鸿鲁，等．山东某复杂钛铁矿的选矿试验 研究 [ J ] ． 矿产保护与利用，2 0 0 9 3 2 3 - 2 6 ． 上接第 9页 老厂铅矿所采用的无底柱小分段崩落机械化采矿法 仍然存在机械化程度不高，劳动强度偏大， 作业条 件差这一历史性 问题。今后 ，应在此基础上 ，加强 中小型采掘设备的应用研究 ，改善工艺条件 ，提高 采掘作业 的机械化水平 ，进一步 提高采矿生产 能 力 ，降低工人劳动强度 ，改善作业环境 。 参考文献 [ 1 ]解世俊．金 属矿 床地下开采 [ M] ．北京冶金工业出版 社 ，1 9 7 9 ． [ 2 ] 浅孔小补偿空间挤压爆破小分段崩落采矿法在澜沧老厂矿 山的应用 [ 3 ] 朱 嘉 安．采 掘 机 械 和 运 输[ M] ．北 京 冶 金 工 业 出 版 社 ． 1 9 9 2 ． [ 4 ] 金属非金属地下矿山安全规程 ．G B 1 6 4 2 4 1 9 9 6 ． 21