某矿南露天坑底复杂条件下残矿回收技术研究与实践.pdf

SuPP I . N o ve口 b e r Z以为 金属矿 山 ME TA L M I N E 增刊 2X 9年11月 某矿南露天 坑众轰亲条件 下 残矿 回 收杖术研究与实残 岑佑华 大冶有色设计研究院有限公司 摘 要 介绍了某矿南露天坑底复杂条件下残留矿体的地质特征 , 结合该矿现有露天 地下开采的实际情况 , 对坑底残留矿体回收技术进行研究 , 回收残矿1 3万 t, 取得了良好的社会效益和经济效益 . 本文简要介绍了该矿残 矿综合回收的经验 , 供同类矿山参考 “ 关键词残矿回收 开拓方案 采矿方 法研究 Te chn o log yRe s a e r h c an dP a c r 廿e eo fRe劝dua loe rRe c o v e 叮 Unde rh t e C m o P le xCo n山t i n o s n ih t e S o uthe n r OP e n Bot tom o f a M加 e Ce n Y o u h ua Dy a eN on e f脚u s DO n g i 一 275m以上储量为22 . 3 8万 t , 占总量 88 . 1 “ 表 11 2号矿体保有资源储t 统计 中段矿量 矿石量品 椒 金属氢 t 占总储量 /万 t e“r“e “ e r 比例/ 4 1 . 3 52 29 73 以刃 4 . 266X l8 9 犯 2 5 . 2139 0940 3 8 . 7 73 2 801013X 成 “ 露天南坑于 20 05年闭坑 , 采用双层钢筋胶结封 底 , 由于封底过程受多种因素影响 , 质量很难达到设 计要求 “ 资料显示 , 南坑 露采炮孔底部已达 一 19 7m 标高 , 对下部残矿的回采也有较大的影响 “ 该铜铁矿I矿体露天采矿已达设计境界 , 若继 续采用露采方式向下回采 , 与地下开采方案相比 , 在 经济安全上成本更高 “ 因此对I号矿体的开采可以 充分利用矿山已形成的提升系统及原有的排水 供 电 供风等系统 , 结合井下现有工程进行部分回采 “ 因此 , 仍采用地下开采方式进行回采 “ 3 . 2 开拓方案 I号矿体残矿回采考虑充分利用该矿现有开拓 系统 , 考虑了二种方案 “ 方案一 延伸 一 1 85 mX I号矿体沿脉至1 2线矿 体上盘 , 与从 一 20 7m 平巷及上山相通 , 形成上部回 风 充填及第二安全出口 “ 延伸 一 2 4 5mX I号矿体沿 脉至12矿体下盘 , 形成下部装矿 运输平巷 “ 在1 2 线布置一条川脉及通风天井 , 联通 一 20 7m 平巷 “ 方案二 待南露天采透 一 18 5m 原I号矿体放 水巷后 , 在保证安全的情况下 , 进人巷内观察巷道完 好情况及透水性 , 如有利于使用 , 则将其原防水墙炸 开 , 与从 一 20 7m 平巷及上山相通 , 形成上部回风 充填及第二安全出口 “ 延伸 一 24 5mX I 号矿体沿脉 至12矿体下盘 , 形成下部装矿 运输平巷 “ 在o r - 1 2线间布置一条下盘 联 络巷 及通 风天井 , 联通 一 207 m平巷 “ 一 2 4 5m以上矿体采完充填后 , 再沿矿体走 向 下掘小斜井到 一 27 5m 水平 , 并布置通风井巷连通 上部通风井巷 , 形成 通风 充 填系统及另一人行通 路 “ 分层回采 一 27 5 -一 2 4 5 m 间的矿体 “ 经这 2种方案可比部分做分析比较 , 方案二较 方案一掘进费用少2 8 . 2 万元 , 生产条件较好 , 施工 期短 “ 但 一 1 85m放水巷通过透水性较强的岩层 , 不利于防治水 , 同时 , 放水 巷内龄泥较多 , 清理工程 量大 , 因而选择方案1 , 见图 1 “ 3 . 3 开拓运输 根据矿体赋存条件并综合考虑采场生产安全 性 , 矿山现有开拓系统及井巷工程实际情况 , 仍然采 用竖井开拓方案 , 人员 材料 设备通过矿山竖井下 到 一 18 5 m 一 2 4 5 m 水平运输平巷 , 再由两盲斜井 下到 一 Z 10m 一27 5 m 中段运输平巷后达各工作 面 “ 确定以 一 24 5m 中段主运 输 中段 , 上部 采 到 1 13 6n q4 , 内了 QO 4 -U11 泊.1 3 02 80 6 2 6 一 20 7 2 4 5m17 . 6 7 一 2 4 5 一一 2 7 5m4 . 71 一2 75一 4 2 5m3 . 75 小计2 6 . 1 3 2 露采境界保护矿柱厚度 该矿为使矿产资源得 到充分利用 , 延长矿山服 务年限 , 特聘请中南大学对12号矿体残矿开采进 行安全控制技术研究 “ 通过极限平衡法计算及数值 模拟分析 , 当取安全系数为 1时 , 矿柱厚度 9 . 1 4 ;m 当取安全系数为 2时 , 矿柱厚度1 6 . 5 7 m “ 认为境 界矿柱厚度为1 7 m , 可 安全承 受南露天坑积水水 压 “ 为确保安全 , 对12号矿体残矿开采顶柱厚度 设计留设2 0 m , 安全系统大于 3 . 5 , 使矿体具备安全 开采条件 “ 3 露天坑 底残矿回收技术研究 3 . 1 开采方式 该矿地采开拓系统 199 9 年投产 , 采用上盘中央 竖井开拓 , 井下设破碎站 “ 三期深部开拓方案已经 确定 , 采用延深副井 , 新掘盲主井 , 井下设破碎站方 案 , 并已于 20 05年底开始建设 , 预计 20 09年底建 增刊金属矿 山 2X 9年1 1月 一 Z 10m 下部采到位 一 2 7 5m , 采高平均3 3 m “ 中 段高度 30 一 35 m “ 高 “ 矿体上部露天开采到 一 18 7m , 炮孔影响深度到 一 19 7m , 终了平台面积约 140 0 扩 “ 2 采矿方法选择 “ 由于矿体上部为露采南坑 水体 , 对I号矿体的回采不宜采用大爆破的方式 , 只 能采用浅眼崩矿方式回采 “ 同时 , 由于部分矿石及 围岩稳固性较差 , 采场暴露面积不宜过大 “ 根据矿 山多年的采矿技术及经验 , 及矿体上部为回填体及 坑底积水的特殊情况 , 为确保采矿安全 , 采用留点柱 上向分层胶结充填采矿方法 “ 矿块及采切工程布置 详见图 2 “ 图1 开拓方案示意 根据矿山探矿工程以及现有的实际情况 , 分三 中段对该项目所采矿体进行开拓 “ 延伸 一 18 5m 中 段现开拓平 巷到接近矿体处 , 再向下 掘盲 斜井到 一 Zo rm水平后施 工开拓平巷 , 形成上 部充填 探 水 回风等通路 ;延伸一 2 4 5m 中段现开拓平巷到矿 体 ; 在 一 2 4 5m 中段接近矿体处 向下掘盲斜井到 一 275m水平后掘开拓平巷 “ 采场采下的矿石用通过铲运机 , 卸人采场溜井 , 装人 一 2 4 5 m 中段运输平巷内的矿车 ; 一 27 5m 中段 采场的矿石由盲斜井提升到 一 2 4 5m 中段 ; 电机车 运至井底车场后 , 利用现有竖井提升到地表 , 利用地 面毛桥倒人卡车运至选矿厂 “ 废石大部分可就近充 填到采空区 “ 3 . 4 回采顺序 12矿体开采分两部分 , 即 一 24 5m以上 一 2 7 5 一 2 4 5m 两段 ; 先采 一 2 4 5m以上 , 后采 一 2 7 5 - 一 2 4 5m部分 , 均自下而上进行 ; 沿走向待 24 5 m 沿 脉到1 2线 1 4线后进行探矿 , 如矿体不连续 , 则分 别单独回采 “ 1 2线矿体较厚大 , 待探清矿体后分二 到多个采场回采 , 自北向南 , 并采用隔一采一方式回 采 “ 回采到 一 2 2 5m 标高后 , 可向1 1矿体探矿 , 如 矿体厚度较大 , 品位较高 , 有开采价值 , 则在保证留 有足够强度的矿柱 控制暴露面积的情况下 , 先上盘 后下盘分别回采 “ 3 . 5 采矿方法 l 矿体赋存条件 “ 矿体上盘为火成岩 矽卡 岩 , 稳固性较差 ; 下盘及矿体多为大理岩 , 中等稳固 ; 北端受一断层影响 , 矿化较发育 , 矿体厚大 , 品位较 图2 矿体采切工艺示意 1一点柱;2一斗井;3一通风充填天井;4一作业空间; 5一待采矿石;6一充填体;7一小斜井 3 回采工艺 “ 矿块构成 要素 矿块与露天 间 的隔离矿柱为2 0 m , 其中完整矿体部分为1 0 m , 受 露采影响部分有1 0 m “ 1 14 岑佑华 某矿南霉天坑底复杂条件下残矿回收技术研究与实践 2X 9年1 1月 矿体较小 , 只需布置 一个矿块 , 长为矿体走向 长 , 宽为矿体宽度 , 底柱 sm , 不留顶柱 “ 矿块 内留 设直径为 3m 的点柱 , 间距为 6 一 sm ; 上盘围岩稳 固性太差时留连续护顶矿柱 “ 采切工程 主要是开掘人行滤水井 , 规格中 1 . 8 m;充填行人井回风井 , 规格 2m x Z m;溜矿井 , 规格 小Z;m设备井 , 规格中2 . s m “ 切割工程为切割平巷 和形成拉底层 , 连通人行滤水井 充填行人井回风 井 溜矿井 设备井 , 施工时先贯通人行井和 溜矿井 , 安装后再连通其它工 程 , 规格为矩形宽 2 . s m , 高 2 . sm “ 拉底层除留矿柱外全矿体水平拉开 , 高 2 . 5 一 3m o 回采工作 回采工作首先将下盘开帮到位 , 再向 下压顶 , 始终保留一个溜矿井可 出矿 , 用 Y T 一 2 7 凿 岩机浅孔凿岩 “ 每回采一个分层高度为 2 . 5 一 3m “ 局部不稳固时要用锚网及时支护 “ 爆破后的矿石 由铲运机装到溜矿井内 “ 个别大 块矿石在采场 内进行破碎 , 矿石块 度不大于 30 0 r n 们no 采场 内一个分层的矿石出完后 , 进行充填 , 充填 高度为 3 一 3 . sm , 保留作业空间高度为 2 . 5 一 3m “ 4 经济效益估算 该矿南露天残矿回采对象主要为12矿体 “ 根 据探矿工程探明的矿体赋存情况 , 可利用地质储量 2 1 . 9 3 万 t , 平均为地质品位 Cu l . 2 4 F2 e9 . 6 1 , 矿 体倾角为6 0 / 一 80 0 , 矿体厚度 5 一 3 0 m “ 项目实施后 , 可充分利用矿山已形成的采矿和 公用基础设施以及选矿厂 , 综合回收矿体 , 最大限度 地回收利用国家战略性和急需的铜铁矿石资源 , 不 仅盘活了原有资产 , 而且提高了矿山综合回收率 , 延 长矿山服务年限 “ 项目建成后 , 新增 4 . 3万口 a 建 设规模 “ 在服务期 内共回收铜矿石1 3万 t , 年产矿 山铜4 60 t 铁精矿 11626 t , 年均税后净利润为 790 万元 , 经济效益好 “ S 结语 该矿属露天井下联合开采的矿山 , 地质条件复 杂 , 经常有矿体由于开采条件不成熟而搁置 , 由此造 成的资源浪费约 占地质储量的1 0 “ 通过对南露 天坑底 12矿体的残矿开采技术研究 , 充分利用矿 山现有开拓运输系统以及公用辅助设施 , 采用平铜 斜井开拓 充填法采矿等成熟的工艺技术方案 , 使项 目的实施有了可靠的技术保障 “ 探索并总结出一条 适合该矿复杂条件下残矿回收的方案 , 可以提高矿 产资源的综合利用率 , 同时在处理好安全的前提下 仍有一定的经济效益和社会效益 “ 参考 文 献 [l] [2] 王湖鑫 , 等 . 地下残矿回收方法研究] J . 矿冶 , 20 08 , 172 . 肖迪民 , 等 . 锡矿山南矿难采残矿回采 实践J] . 采矿技 术 , 20 0 7 , 72 . 田文东 . 残矿回收的研究 与实 践 1J2 . 有 色金属 矿山部 分 , 2X 2 , 5 45 . 凌同华 , 等 . 大水矿床残 矿开采技术研究J2 . 金 属矿山 , 20 03 4 1 1 一 13 . 大冶有 色设计研究院有限公司 . 大冶有色金属有 限公司铜绿 山铜铁矿12号矿体残矿开采可行性研究报告1R2 . 大冶 大 冶有色设计研究院有 限公司 , 200 9 . 中南大学 . 铜绿山矿南露天坑下 珍 矿体开采 安全控制技术研 究 R2 . 长沙 中南大学 , 2X 9 . 收稿日期 20 09 一 10召3 ,I J, e e J,. .J 内J4 心 8r e s Jf.Lr - L