某金矿深部开采采矿方法的研究与改进.pdf

第 6 5 卷第 6 期 有 色 金 属 矿山部分 2 0 1 3 年 1 1 月 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 6 7 1 4 1 7 2 ． 2 0 1 3 ． 0 6 ． 0 0 3 某金矿深部开采采矿方法的研究与改进 逢铭璋 中国恩菲 工程技 术有 限公 司 ， 北 京 1 0 0 0 3 8 摘要 随着开采深度 的增加 ， 矿山地压活动 日趋强烈 ， 某金 矿当前 的采矿 方法逐渐暴 露出一系列 问题。面对 日益紧缺的矿产资源 ， 通过对 当前采 矿方 法进 行改进 ， 设计 出了一种适应该矿特点 的新型 、 高效的采矿方法 。 关键词 采矿 方法 ； 改进 ； 高效 中图分类号 TD 8 6 3 文献标 志鹤 A 文章编号 1 6 7 1 4 1 7 2 2 0 1 3 0 6 0 0 0 9 0 3 S t u d y a n d i mp r o v e me n t o f mi n i n g me t h o d f o r d e e p mi n i n g o f a g o l d mi n e PANG M i n g z h a ng C h i n a ENF I En g i n e e r i n g Co r p o r a t i o n，B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ，C h i n a Abs t r a c t W i t h t he i nc r e a s i ng o f mi ni ng de p t h， t he mi ni n g gr o un d p r e s s ur e a c t i v i t i e s be c ome i nc r e a s i ng l y s t r o n g ． M i n e mi n i n g me t h o d g r a d u a l l y e x p o s e d ma n y p r o b l e ms ，f o r e x a mp l e ，t h e h i g h d i l u t i o n r a t e ，t h e h i g h l o s s r a t e a n d hi g h l a b or i nt e n s i t y e t c ． Fac e d wi t h i nc r e a s i n g s c a r c i t y o f m i n e r a l r e s o ur c e s，t h e mi ni ng me t h od mus t b e i mp r o ve d．I n or de r t o a da pt t o t he mi ne c h a r a c t e r i s t i c s ，a n e w a n d hi g h e f f i c i e nc y mi n i n g me t hod i s de s i g ne d ． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d；i mp r o v e me n t ；h i g h e f f i c i e n c y 某 金 矿 始 建 于 1 9 7 5年 ， 采 选 规 模 5 0 t ／ d 。 1 9 9 1 年 采选 规模 扩大 至 3 0 0 t ／ d 。1 9 9 7 年 该选 矿 厂 规 模 扩大 至 1 5 0 0 t ／ d 。2 0 0 1年 ， 该 金矿 选矿 厂规 模 经二 次改 造扩 大至 6 0 0 0 t ／ d 。 该金矿采用竖井 盲 竖井联合开拓 ， 一3 7 0 I n 中段 以上 已经 全 部 回采 完 毕 ， 目前 主 要 回采 一 3 7 0 I n中段 以下 ， 主要生 产 中段 为 一4 1 0 m、 一4 5 0 m 和 一 5 3 0 m。随着 该 矿 开 采 深 度 的增 加 ， 地 压 活 动 I I 趋 强烈 ， 当前 的采 矿 方 法 逐渐 暴 露 出 了采 矿贫 化 率 高 、 回收率低 、 机 械化 程 度 低 、 工 人 劳 动 强 度 大等 一 系列问题。因此 ， 面对 日益紧缺的矿产资源 ， 研究一 种 适应 该 矿 特 点 的 新 型 、 高 效 的 采 矿 方 法 势 在 必 行 。 1矿床 地 质概 况 矿区范围内的矿体均赋存于破头青蚀变带的主 裂 面 之下 ， 共有 9个 ， 分别 为① 、 6 9 、 8 8 、 9 O 一9 3 、 1 0 9 、 1 1 0号矿体。其中①号矿体为主矿体 ， 其 它 8个 为 次要矿体 。主矿体紧靠主裂面， 次要 矿体多远离主 裂面 ， 矿体呈脉状、 似层状 ， 个别为透镜状 ， 产状与主 作者 简介 逢铭璋 1 9 7 9 一 ， 男 ， 工程师 ， 硕士 ， 采 矿工程 专业 ， 主要从 事采矿工程设计工作 。 裂 面基本 一致 ， 沿 走 向 、 倾 向呈 舒 缓 波状 展 布 ， 具 有 分支复合、 尖灭再现 、 膨缩特征 ， 其分布、 形态 、 规模 和 产状严 格受 破头 青断 裂 、 构 造蚀变 岩带 、 次级 构造 的控制 。 ①号矿体分布于 9 2 3和 3 7 5 O线 ， 赋存于主 裂 面之下 0 ～4 5 m 范 围 内的黄 铁绢英 岩 质碎裂 岩 及 黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内。呈脉状、 似层状， 沿走向及倾向呈舒缓波状延伸， 具分支、 复合、 尖灭、 再 现 、 膨缩特征 。走 向长 8 3 0 I n ， 斜深 已达 1 5 6 0 In仍 未封闭。矿体产状与主裂面一致， 走 向 4 6 。 ～8 7 。 ， 多 为 5 5 。 ～7 O 。 ， 平均 6 5 。 ， 倾 向南东， 倾角为 2 1 。 ～6 1 o ， 多 为 3 8 。 ～4 4 。 ， 平均 4 O 。 。矿体分支特征明显， 在一5 O ～ 一 4 0 0 In 标高分成① 一1 、 ①一2 两个 矿体 。 矿体 的顶底板主要以黄铁绢英岩化碎裂岩 、 黄 铁 绢英岩 化花 岗质碎 裂 岩 、 绢 英岩化 花 岗岩等组 成 。 矿体直接顶板黄铁绢英岩化花 岗质碎裂岩抗压强度 为 5 9 ． 3 MP a ， 黄铁绢英岩化 花岗质 碎裂岩 矿体 抗压强度为 6 3 ． 0 5 ～1 1 0 ． 0 MP a ， 矿体直接底板黄铁 绢 英岩 化花 岗岩抗 压强 度为 9 4 ． 4 MP a 。 裂隙发育中等， 多为压扭性 ， R QD值一般为 6 0 ～ 8 0 ， 平 均 7 6 。岩石 的硬 度较 大 ， 质 量 以好 的 为 主 ， 部 分为 中等 。岩体 较 完 整 或 中等 完 整 ， 属 整体 块 状 结 构 。工程 施 工 中一 般 不 会 出 现 不 良工 程 地 质 现 1 0 有 色 金 属 矿山部分 第 6 5 卷 象， 个别地段可能 出现掉块、 冒落等现象 ， 需简单支 护。整体工程地质条件较好。 2 矿 山采矿 工 艺现 状 该矿 目前采用上向水平分层盘区机械化尾砂充 填采 矿法 。 2 ． 1 采场 和盘 区布置及 构成 要素 采场垂直走向布置 ， 采场长度为矿体水平厚度， 每个 盘 区 由 5 ～6个采 场 组成 ， 采 场 宽 度 为 1 O ～ 1 5 m， 采 场高度 为 4 0 m， 与 中段 高度 相 同 ， 6 0 --8 0 m 组 成一个 盘 区 。 2 ． 2 采 切工程 布置 1 采准工程 。每个 中段一般布置 4 ～5个盘区， 每个 盘 区包括 5 ～6个采 场 。每 个 中段 自矿 体 的下 盘施工 1条斜坡道 ， 并布置 2层分段平巷 ， 通过采场 联巷 与采 场相通 ， 作 为人员 及材料 进入采 场 的通道 。 每个 盘 区布 置 1条 先 行 天 井 和 1条 采 场 联 巷 ， 每 1 ～2 个采 场一般 布 置 1 条顺 路溜 矿井 和 1 条顺 路人 行井 ， 倾 角为 5 0 。 ～ 7 0 。 。 2 切 割 工 程 。在 中段 水 平 以上 6 m 自矿 体 中 下 盘施工 一 条 沿 脉 通 道 ， 并 每 隔 1 0 ～ 1 5 m 垂 直矿 体 走 向进 行 切割拉 底 ， 拉底 结束 后进 行扩底 ， 扩底 高 度 2 ． 5 m 左 右 ， 扩 底 时在 采场 之 问和采 场 内 留有 条 形矿柱 。 顺 路 人行 泄 水井 和 溜矿 井 锁 口及 架设 顺 路 人 行泄 水井 和 溜 矿 井均 采 用 “ 砼 ” 锁 口， 锁 口厚 度 0 ． 5 m。在采场分层 落矿结束且矿石全部 出完后 ， 采用 钢卷 筒架设 顺路 人 行 泄水 井 和 溜矿 井 ， 其 中 溜矿 井 钢卷 筒采 用 1 0 mm 钢 板制 作 ， 直径 1 ． 3 m， 高 1 m。 人行 泄 水 井 钢 卷 筒 采 用 4 ～ 6 mm 钢 板 制 作 ， 直 径 0 ． 8 ～1 m， 高 1 ． 2 m。 2 ． 3 回采工 艺 1 采场落矿。采场采用浅孔落矿 ， 采用 7 6 5 5型 凿 岩机 或凿 岩 台 车凿 岩 ， 2 岩 石乳 化 炸 药 、 起 爆器 引爆导爆 管 的方式起 爆 。孑 L 深 2 ～2 ． 7 m， 最小 抵抗 线 0 ． 7 ～0 ． 8 1T I ， 孔距 0 ． 5 ～ 1 ． 0 m， 顶板 采 用水 平 孔 爆 破 顶 眼光 面爆破 保证 采场 顶板成 拱形 。 回采顺 序采用 自中下盘至上盘进行落矿， 落矿高度为 2 m， 使采场充填面至顶板高度不超过 4 ． 5 m。 2 采场 出矿 。采 场排 险结束后 ， 进行 出矿 ， 出矿 采用 0 ． 7 5 m。 或 1 ． 5 m。 铲运 机作业 ， 矿石 倒人顺 路 溜矿井 ， 放入 1 ． 2 IT I 。 或 2 ． 0 I 1 3 ．。 矿车， 由电机车运输 至提 升系统 ， 提 升至地 表 。 3 采 矿 方 法 改进 的 必要 性 随着开 采深 度 的增 加 ， 地压 活 动 日益 强 烈 ，当 前采 矿方法 逐渐暴 露 出 了以下 几方 面的 问题 l 7 。 l _】 。 1 矿柱 损失 大 ， 导致 采矿 回收率 降低 。 2 深部 地压 活动强 烈 ， 导致 采场 安全 系数降低 ， 支护量和成本增加 。 3 机械化作业水平低， 人劳动强度较大。该 采矿 方法 由于采 用 的是 脉 内工 程 采 准 ， 下盘 没 有供 大 型设备 出矿运 输行 走 的通 道 ， 导致 大 型设 备利 用 率低 ， 工人 劳动 强度较 大 。 4 由于没有 脉外 溜井 ， 机 械设备 调 动不灵活 ， 分 段平 巷 只作为下 放 材料 和人 行 的通 道 ， 没有 发 挥 相 应 的作用 。 5 多 中段 同时作 业 ， 采场 通风 效果差 。 4 改进 后 的采矿 方 法 针对该矿的矿体赋存条件， 为克服该矿山 目前 采矿方 法 的缺 点 ， 提 高矿石 回收 率 ， 研究 了一种 高效 的采矿 方法 ， 即机 械化 盘 区两步 骤 上 向水 平分 层 充 填法 。采矿方 法见 图 1 。 4 ． 1 盘 区布 置及结构 参数 将矿体划分为盘区， 以盘区为 回采单元组织生 产 。盘 区垂 直走 向布 置 ， 长 度 为 8 0 r n ， 宽 度 为 矿体 厚度 。中段 高度 8 0 m， 中段 问设 一 个 生 产 副 中段 ， 分段高度 2 0 m。 盘 区分 矿房 和 矿柱 进 行两 步骤 回采 ， 矿房 和 矿 柱垂直矿体走向布置， 宽度 1 o ～1 2 m， 长度为矿体 厚 度 。先 采一 步骤矿 房 ， 后 采二 步骤矿柱 ， 矿房 采用 胶结 充填 ， 矿柱 采 用 非胶 结 充 填 。一 步骤 矿房 连 续 采 高 4 0 m 后 ， 进行 回采二 步骤 矿柱 作 业 ， 连 续采 高 4 0 m 后 ， 接而转 为矿 房作业 ， 直 至接顶 上 中段 ， 最后 再 进行 二步骤 矿柱 回采 。 每条分段 巷道 承担 6 ～7 个 分层 的 回采 工作 ， 采 场第一 个分 层控 顶高度 4 ． 5 m， 采 完后 充 填 3 m， 留 有 1 ． 5 m 作 为 下 步分 层 回采 的爆 破 补 偿 空 间 。盘 区留 l O ～ 1 5 r 1 顶 柱 ， 不 留底 柱 。盘 区 间柱 根 据 两 侧充填 体性 质 确 定 ， 若 两 侧 均 为 胶 结 充 填 ， 不 留 间 柱 ， 其 他情 况则 留 3 m 间 柱 。待盘 区 回采 结束 后 用 进路 法 回收顶柱 。 4 ． 2 采 准切 割 采 准切割 工程 主要 包 括分段 巷道 、 分 层联 络道 、 矿石溜井、 废石溜井、 采场 回风充填天井 、 通风泄水 井 、 溜井 联络 道和拉 底巷 道等 。 第 6期 逄铭璋 某金矿深部开采采矿方法 的研究 与改进 ．I 一 ，A A A ． ‘ ． ● * 砖 B B A B A B ． 一 ＼ _ ． Ⅲ Ⅱ一Ⅱ 图 例 一 I 一分段巷道 2 一中段沿脉运输巷道 3 一充填回风 井 4 一矿石溜井 5 一分层联络道 6 -胶结充填体 7 一非胶结充填体 8 一回风巷道 9 一盘区间柱 1 l 1一泄水通风井 1 l 一穿脉运输巷道 l 2 一采准斜坡道 图 1 机械化盘 区两步骤上 向水平分层充填法示意图 Fi g ． 1 S c h e m a t i c di a g r am o f m i ni ng m e t ho d 溜井和分段巷道均布置在下盘脉外 ， 分段巷道 通过采准斜坡道联通 ， 从分段巷道掘分层联络道通 向矿体。在采场中部上掘充填 回风天井 ， 随着采场 向上 回采顺路架设泄水井 ， 人行泄水井位于下盘岩 石 中 。 4 ． 3回采作 业 凿岩 爆 破 凿 岩 用 B o o me r 2 8 1单 臂 凿 岩 台 车 ， 炮孔水平布置 ， 炮孑 L 直径 4 2 I T i m， 炮孔深度 3 ． 5 I T 1 ， 炮孑 L 网度 0 ． 8 m1 ． 0 m， 凿岩设备效率 2 5 0 m／ 台 班 。炸药 采用 2 岩 石 乳 化 炸 药 ， 非 电 导 爆 系 统 起 爆 ， 爆 破后需 加 强通 风 ， 以尽快 排 出爆 破 炮烟 。 出矿 采用 E S T～1 0 3 0电动铲 运机 出矿 。采 场 矿石 由铲运机运到各分段矿石溜井 ， 经溜井下放 到 中段运输水平 ， 装入 4 m。的矿车， 通过 1 0 t 架线 电 机车 运到 主矿 石溜井 内。 5 主要技 术经济指标对比 采矿方法改进前后的技术经济指标对比见表 1 。 表 1 主要技术经济指标对比 Ta b l e 1 Co mpa r i s i o n o f ma i n t e c h ni c a l a nd e c o n o m i c al i ndi c a t o r s 6 结 论 1 由于采用了较为先进 、 高效的采掘设备 ， 虽然 采切 工程量 较原 方 法 有所 增 加 ， 但 大 大提 高 了盘 区 的生产能力 ， 减轻 了工人的劳动强度。 下 转第 1 8页