银山矿现行采矿方法述评与改进途径.pdf

湖南有色金属 HNUNNAONFERORUSMTEAI另 第 15 卷第 l 期 1 9 9 9 年 l月 银 山 矿现行采才 , 方 法述 评与改进 途径 郑丰 江西铜业公司银山铅锌矿 , 德兴 , 334201 摘要介绍了银山矿现行主要采矿方法 , 针对其应用中存在 的几个问题 , 提出 了三种改进 途径 。 关键词 浅孔留矿法 存在问题改进途径 1 前言 银山矿已有4 0 a 的开采历史 , 采矿工艺 已先后应用了全面法 、 无底柱崩落法 、 有底柱 浅孔留矿法以及平底结构浅孔留矿法 。 经过 几十年的生产实践证明 , 平底结构浅孔 留矿 法的应用是较为成功的一种方法 。 本文就此 作一简单的评述 , 并对其存在的问题 , 提出完 善和改进的途径 。 度达s m左右 。 围岩多为绢云母千枚岩 , 少数 为闪长岩 、 英安斑岩和火山碎屑岩 。 矿石及 围岩中等稳固 , f一6 8 , 矿石体重d一3t /ms , 松散系数为1 . 5 8 , 矿石与围岩界限 比较分明 , 水文地质条件属简单类型 。 根据矿体赋存和矿岩特征 , 并结合井下 多 年来的采矿实践 , 采矿方案现行主要采用 平底结构浅孔留矿法 。 2 矿山开采技术条件 银山铅锌 矿整个矿田面积约9 . 0 9 km Z, 由银山 区 、 九区 、 北山区及铜硫区组成 , 呈南 西 一北东向, 延深约Z k口 。 矿床成因类型属火山期后中低温热液矿 床 , 矿体大 都呈脉状急倾斜薄 一 中厚 间 , 倾角 60 0 85 。 , 矿体走向 银山 区 以北北西 、 南 北和北东向为主 , 矿脉斜切片理产出 , 北山 区 以北东向为主 , 矿脉基本平行围岩片理 , 九区 以北东 、 北西西 、 北 西为主 , 矿 脉与围岩 片理 呈同步弯曲 。 矿体走 向长度在 10 0150 0m 之间 , 银山 、北 山区矿体延深较大 。 矿体厚 度 一般1一6 m , 其中银山西区铜硫矿带平均厚 3 采矿方法概述 3 . 1 矿块构成要素及采切工程布置 矿块沿走 向布置 , 矿房长度为5 07 0 m , 宽度为1一2 . sm , 阶段 高度为4 5 m或5 5m , 顶柱厚度4 sm 。 矿房底部沿矿脉掘进一条沿脉巷道 , 而 在其上盘或下盘围岩中掘进一条与沿脉巷道 平行的脉外巷道 , 两者相距5 7m 。 在上述 两巷道间每隔5 6m掘进一条装矿横巷 。 顺 路天井及小井分别布置在矿块的两端 , 相距3 4 m 。 当两井上掘至7 m高时拉通形成联 络道 , 其间 留下保护墩 , 其外侧的井作为回采 时的顺路天井 。 如果矿岩稳固性差 , 顺路天 井也可布置在上盘的脉外 。 采场的结构及尺 第 1 期 郑丰 银山矿现行采矿方法述评与改进途径 路 口贯通 , 利用上部 中段脉外运输巷道 将废 石 向下倾倒充填采空 区 。 3 . 5 主要技术经济指标列于表1 表1 主要技术经济指标 名 称单位指标 诩 旷 击 护 撼撼蒸蒸 5 5 5 0一70m { { { 8 2 3 122 4 内户 ,.ō O a01了八n l二 .几. 几 ō. 五 ō.且 卜一I , 产亚 图1 “平底 式浅孔 留矿法 ” 回采方案 l一脉外巷道 ; 2一装矿横巷 ; 3一沿脉平巷 ; 4一人行顺路天井 ; 5一上部中段沿脉巷道 ; 6一下部中段沦脉巷道 。 寸见图1所示 。 3 . 2 凿岩爆破及采场通风 使用YSP一4 5型凿岩机向 自由面方向钻 凿75 0 一8 5 0 的上向炮孔 , 炮孔排列形式视 采幅宽度排列成平行或 梅花型 , 爆破采用铁 松腊炸药 , 非电毫秒导爆管起爆 。 凿岩爆破 参数为 孔径必一4 0 , 孔深L 1 . 41 . 8 m , 最小抵抗线功一0 . 81 . Om , 眼距a一0 . 6 一. 0s m , 炸药平均单耗q一. 0 sn 峪八 。 采场通风采用压抽混合式 , 新鲜风流用4 kw的局扇从一端顺路天井压人采场作业面 , 另 一端顺 路天井底部安装一台7 . 5kw的抽 风机将污风抽出 , 由风筒送至回风巷道 。 3 . 3 出矿 采用Z一2 0 C电动装矿机 , 在采场底部进路 中将矿石直接装人 脉外运输巷道的矿车中 。 局部放矿时每次放出崩落矿石量的3 0 3 5 , 使回采作业面保持 1 . 82 . om 的作业 空间 , 存窿出矿时则实行 ” 均匀 ”、“强 出 ”作 业 , 以减少片帮或结块所造成的贫化 、 损失 。 3 . 4 空区处理 对于形态简单 、 稳定 性较好的采用封闭 法即将采空区底部的人 口处进行封闭 , 而对 于空区密集 、 体积大且 对下部 中段作业产生 危害的区域采用掘进充填溜井进行干式充填 法处理 , 即在矿房回采接近顶柱时 , 在矿房内 自下而上掘2 3个充填小井与上部 中段的进 采矿生产能力 采矿工班工效 采矿贫化率 采矿损失率 千吨采切比 采矿直接成本 t/d t /工 班 m/k t 元/t 3 . 6 存在的问题 平底结构浅孔 留矿法不失为一种很好的 采矿方法 , 但在开采过程中仍存在一些问题 , 概述起来有以下几点 1 . 从区域上看 , 北山 区矿体及其附近的 、 九区部分中深部矿体 , 因矿岩稳固性差 、 构造 发育 , 加上地压活动 , 以至造成采场底部经常 垮脱以及回采中片帮 、 冒顶频繁 , 贫化率高 , 二次破碎量大 , 因而很难采至设计高度 , 有些 甚至中途下采 , 矿产资源损失严重 。 2 . 从矿体的厚度变化上看 , 由于各区域 分布着部分矿体厚度达4 1 0 m不等的中厚 矿体 , 对于这类矿体采用平底结构浅孔留矿 法时因采幅过宽 、 暴露面积较大而形成采矿 场冒顶 、 片帮严重 , 加之深度增加地压增大 , 作业时对人员安全威胁大 , 同样造成上采困 难 , 有时甚至不得已只好采一盘而造成另 一 盘的大量损失 。 3 . 从矿石的性质上看 , 银山矿银山 区西 头绝大部分 中厚矿体含硫较高 , 矿石容易氧 化结 块 , 采用浅孔 留矿法势必会因回采周期 长而造成矿石结死 , 最 终导至存窿矿放不出 而损失惨重 。 采矿方法改进的途径 砂浆锚杆支护 的平底结构浅孔留矿法 方案 湖南有色金属 第 51 卷 该采矿方法主要适用 于矿体赋存中深部 且矿岩不太稳固的急倾 斜矿脉 见 图 2 。 即 在回采前 , 先在矿房底部 设计施工一排螺纹 钢锚杆 , 其原理是 在采场作业面上用Y T一2 7 钻钻凿与 围岩 片理垂直的锚杆眼 , 而后将 搅 拌好的砂浆水泥 砂一 1 l , 硅 浓度为 60 由注浆机通 过 注浆塑料管必内一 2 0 mm , 必外一 26 r nm 直接压人 眼内 , 充满后随 即将 螺纹钢插人眼内即可 。 锚杆参数为 锚 杆眼深L一 1 . 6m , 锚 杆眼距 a一 LO m , 锚杆 直径必 1 4 mr n 。 底部结构加设锚杆的目 的 是防止底部受应力集 中而发生破坏 , 避免放 矿过程中因底部失稳而造成整体的大脱帮 。 接着 , 矿房正式回采 , 其回采工艺与原采矿方 法相同 , 当采场上采至2 5 m左右时 , 考虑上盘 岩体处于双向受拉 状态 , 而下盘矿体又出现 压应 力集 中 , 因而常出 现围岩片帮 脱落现 象 。 过去只是采取控制采幅的手段 , 但效果 并不理想 。 从岩体力学的角度出发 , 采取锚 杆支护可以在采场上盘岩体内形成一根木撑 梁 , 控制上盘的暴露面 , 使上盘保持稳定 。 根 据这一原理 , 此 时又 在采矿场上盘加设两 排 锚杆 , 布置形式采用双排之 字形 , 其参数原理 同底部锚杆一样 , 随后再进行上采 。 由于上 的应力分布状态全部得以改善 , 以至矿采完 盘放完后 上盘仍会保持稳定 。 有效采取这条 途径对解决矿岩欠稳的矿体具有很大的指导 意义 。 4 . 2 平底结构 浅孔留矿一一中深孔削壁联 合采矿方法方案 五 该方法是采用平底结构 留矿法回采矿体 主脉 , 待矿房内存窿矿石放矿结束后 , 则在采 场底部的上 、 下两盘或一盘的装矿横巷 中进 行扩帮挑 顶 , 形 成2 . 2mX2 . 8m Z的凿岩巷 道 , 而后根据矿体厚度及装矿横巷长度布置 扇形中深孔进 行削壁 , 其总体凿 岩爆 破参数 为 采用YGZ一9 0型凿岩机 , 钻头直径必一5 5 川m , 排距1 . 2一1 . 6m 。 孔底距1 . 5一2 . 0m , 如图3所示 。 一 皿 里rwe卜 s e we s e s e e s卜 丫 一 一 皿 一 卫卜 p小们少协r附今哪 加 . 皿 3气 丁. . 丫丫州 州 否否 一 _ 滩滩 z/ / / / / / r I 1 1 1 J I I I 图2 “砂浆锚杆支护”平 底式浅孔留矿方案 l一脉外巷道 ; 2一装矿横巷 ; 3一沿脉巷道 ; 4一人行顺路天井 ; 5一上部中段沿脉巷道 ; 6一沿脉巷道 ; 7一砂浆锚杆 图3 “矿房一 削壁回采法 ” 1一脉外巷道 ; 2一装矿横巷 ; 3一扇形中深炮孔 ; 4一沿脉巷道 ;5一 人行顺路天井 ; 6一上部中段沿脉巷道 ; 7一沿脉巷道 这种方法作业比较安全 , 回采工艺简 单 。 削壁布孔较为灵活 , 可以双削 , 也可 以单 肖 J , 可以沿走向连续削壁 , 也可以选段削壁 。 该方法主要适用于矿体产状稳定 , 矿体倾角 在6 5 “ 以上的任何中厚矿体 。 4 . 3 平底结构的分段空场法方案 l 该方案主要适用于矿体含硫较高 , 矿块 易氧 化结 死且矿岩欠稳固的急倾斜中厚矿 体 , 采场的布置 , 矿块构成要素及结构尺寸见 图4所示 。 第 1 期 郑丰 银山矿现行采矿方法述评与改进途径 9 表 2主要经济技术指标对比表 项目原浅孔法方案 I 方案 l 方案 l 矿块生产能力z t . d 一 1 6了 . 8 721 . 75739611- 采矿工效/ t 工 . 班 一 1 11 . 5xl . s了一2 . 531507 千吨采切比/ m kt 一 1 0511 . 08 41 . 41 02 . 3 采矿贫化率/ 16 . 114 . 0815 . 5619 . 93 采矿损失率/ 15 24 . 19 . 601 . 02 采矿直接成本/元 f l 17 . 2471 . 4551 . 6 620 . 94 注 采矿直接成本由材料消耗 、工 资及工资附加费组成 , 不包括运 矿 、 选矿以及 期间的管理费用 。 理攻 1广 目 岁 褚 .日 把 I一I l l l、, , 比比似刀呼 } } } 叮叮L 8 0 mmm { { { { {鬓鬓 处理 , 即在上部中段掘进几条充填巷道 , 并在 与采空 区连续端的一侧打一个倾角为5 0 。 的 溜渣 槽下放充填料 , 充填料为上部中段掘进 的废石 。 通过井下生产试验表明 , 该方 案具有回 采强度 大 , 劳动生产率高 , 坑木消耗量小 , 采 矿成本低 , 回采作业安全等优 点 , 它 的缺点 是 采切 工程量大 , 贫化率较高 , 但它与平底 结构浅孔留矿法相比更趋向于经济合理性 。 图4 “平 底式分段空场法 ”回 采方案 l一脉外巷道 ;2一 装矿横巷 ;3一分凿横巷; 分段凿岩巷道 ; 4一切割横巷 ; 5一扇形中深炮孔 ; 6一人行顺路天井 ; 7一切割天井 ; 8一沿脉巷道 ; 9一上部中段沿脉巷道 采场底部结构 布置同浅孔留矿法一致 , 只是装矿横巷长度设计为8一 1 3 m 。 回采时 , 先在各分段的切割天井两侧拉切割槽 , 然后 沿矿房长度以矿房 中央切割槽为自由面进行 后退式回采 , 沿矿房高度自上而下分段回采 , 采矿工作线正台阶形状 , 即上分段始终超 前 下分段一排炮以上 。 凿岩爆破参数为 采用 YGZ一90型凿 岩机 , 孔径 必一5 5 r n刀n , 排距 切割槽 1 . sm , 回采炮孔1 . 6m , 孔底距1 . 6 .22m , 孔深41 5 m , 装药系数控制在0 . 7 5 左右 , 崩矿步距簇4 . sm 。 采用BQ一 1 0 0型装 药器充装铰松腊粉药 , 用非电毫秒导爆管起 爆 。 出矿基本同浅孔 留矿法一致 , 但可一次 性大量 出矿 。 空 区处理采用事后充填的方法 5 对改进方案的评价 1 . 不仅不削弱平底结构浅孔留矿法本身 所具有的优越性 , 而且使其能灵活应用于不 同开采条件下的采场回采 。 2 . 可以使矿产资源得到有效的回收 , 提 高了矿山经济效益 。 3 . 改 善了 回采中的作业条件 , 保 障了作 业人员的安全 。 4 . 改进后的主要经济技术指标见表2 可以得到不同程度的提高 。 6 结束语 平底结构浅孔 留矿法作为矿山的主要采 矿方法保证了矿山生 产的持续性发展 , 但对 该方法作进一步 的完善和改进 , 无疑为矿山 带来了巨大的经济效益和社会效益 。 然而 不 能否认也随之会出现一些新的问题 , 比如对 含硫较高易结块的薄矿脉采用分段空场法 , 下转第29页 第 1 期 陈志强 论降低长沙什 j 一 竖摧渣含什的主要途径 4 . 将沸腾焙烧 中产 出的粗尘进行第二次 焙烧 。 1 998 年以来 , 还原煤中固定碳含量较过 去已有很大提高 , 碳倍数偏低的频次较过 去 大大减少 ; 沸腾炉的溢流口高度基本保持 在 9 00 r nr 。左 右 ; 鼓风量 降到了7 200一7400 m “ /h 。 这些措施的采用已取得明显的效 果 。 从表1可知 , 19 98年上半年的渣含锌已降 到了5 . 5 2 , 这也进一步证实了 上述分析的 正确性 。 率 , 降低团矿中的硫含 量 - 特别是与锌结 合成化合物的硫 的含量 , 那么 , 在竖罐炼锌的 其它工艺技术条件继续满足工艺要求的条件 下 , 可以使竖罐渣含锌大幅度降低 , l a 可 多 回收几百t锌金属 , 增加数百万元的效益 。 参考文献 6 结语 如果长沙锌厂提高团矿的碳倍数合格 张驾 , 等 . 重 有 色金属 冶炼手册铅锌秘卷北京 , 冶金 工业出版社 , 19 9. 6 黄吴钦 , 等 . 长沙锌厂 工业普查分析报告 , 长沙 长沙锌 厂 , 19 92 . 陈新民 . 物理化学 . 北京 冶金工业出 版社 , 198 7 . 收稿日期 1998 一 06 一20 E f f 日沈ive w娜优 R咖ci g n h t e AmO n Uto fZi n c i nVer ti。习Di sti ll而O nF妇In别男8吨 A加切以 此巴刃n so f K叮, o油 Ch e ng Zhlq迫ng c 初艰如 艺沁凡犯姗 , C地呼加 匕也岛a Pp e r , a c c o r 山9 t oh t e r C U 曲 七pr阅uc山n O C n山山n o f c a u,。g a 吨 即卫。u nto f n n cin ve r场洛l d沾山lai tonfu ra ne C s吨 zc m s m e li n tgby v er t 此已 此山山 n fu r 毗 e , zm e m 出g 4 10 013 Ch仙脚。 z mc Fa c忱犷y , h t e a uh t or a na l悦 奴 m创叮 and d j义u ,泥5 h e t l l旧m wa y ’s o f rd eu c哪 h e t 即口ou n. t , 月 呷月 、,佣入, ,咧,, , ,,, 月,傀 、, 份,徐 ,污 ,份甲. ,, , , 、, 份 、, 份,价 ,份 、, 弓,份 、,油 .偷守份口份泳 . 、,袖 . ,,. ,口. 祖口移口 、引 份守召 ,价., 、州.、洲份口. 州. 上接第5页 n Ii t砚 ACi h eVeme ns t in Clljna ,5 De e 砰a e Mi n 吨 Te Ci h l o l飞y R晓君盯ch出ldFut U e r W o水 Xe t 切 n争l l u i C枷瞬彻 了能翻迈e of 皿如瑰凡效切幼 A b劝 扭dT比钾户汀d已祀 映 h e t 公公坛时 a c址e , ’ e me s n t i nCh止8、 d e e p弓a e 切 Jll坦g 坡助d o g y r巴祀挂比h U Sh c8 S 又胶 n L 几山山ng 碗 co l l e Co t r m阅 el , n团旧“ i l fi t ng meh t。妇 a团r e m ot e 一c 皿t r dle d sys t e m e比 du r七9 t b e e妙h t i v f e一yea r Pl a n 助d训i n t s O u t h t e p阳 blem s e 二污比19 i nh t epr已祀nt d e e P哭a n I I U I U g t e C恤o l og y l长旧犷ch 皿dh t e f u t切阳wo rk . 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