杨树金矿采矿方法综述.pdf

黄金 GoL D 2 0 0 9年第 1 0期／ 第 3 0卷 杨树 金矿采矿 方法综述 张军胜 ， 王军民‘ ， 郭树林 ， 任玉东 1 ． 辽宁金凤黄金矿业有限责任公司； 2 ． 长春黄金研究院 摘要 总结 了金凤公司 原杨树金矿 生产和实践 中应用的几种采矿方法。结合 中段运输 系统 改造， 设计 了适合杨树金矿床 开采条件 的下盘双运输巷道 系统以及“ V ” 形工作 面推进全面采矿法 ， 解决 了制约矿山生产能力的运输和采矿方法等问题。 关键词 顺倾斜“ V” 形工作面； 下盘双运输巷道 ； 全面采矿法 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 2 1 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 11 2 7 7 2 0 0 9 1 O一0 o 2 4 0 5 杨树金矿 辽宁金 风黄金矿业有 限责任公 司前 身 ， 下简称金凤公司 建于 1 9 9 6年， 原为乡镇企业 ， 现 已开采十余年。矿山原来开采基本上是借鉴辽宁青 城子铅锌矿的经验所形成的开拓系统和采矿方法 ， 但 是金矿床的成因类型、 矿体赋存条件与铅锌矿床有很 大的区别 ， 且矿体上下盘围岩 、 节理及断裂等构造 、 矿 体倾角变化等与铅锌矿还有很 大区别。矿 山过去采 矿又没有成型的采矿方法 ， 局部矿段 曾先后采用类似 浅孔留矿采矿法 、 全面采矿法 、 房柱采矿法等 ， 由于开 采方式的制约， 生产效率低， 采矿成本高， 矿石贫化损 失较大， 安全性差。对这些存在的问题 ， 金 凤公 司成 立后 ， 经过近几年的摸索与试验 ， 逐步形成了在矿体 不同赋存条件下的采矿方法方案 ， 并充分发挥不同采 矿方法各 自的优点 ， 与新形成的下盘双运输巷道系统 有机结合 ， 形成适 合杨树金矿床地质 条件 的采 矿方 法 ， 满足了矿山规模经营的需要 。 1 矿床地质 与矿体 地质特征 杨树金矿床赋存于青城子推复滑脱面东侧 ， 榛子 沟背斜末端， 南临大顶子花岗岩 ， 东有尖山子断裂 ， 在 厚层盖县组黑云片岩下盘与大石桥组上部附近的构 造带 中。该矿床属于中低温热液充填型金矿床 ， 矿体 以含金黄铁矿为主要特征出现 ， 矿床勘探类型为Ⅲ一 Ⅳ类型。 I号矿体为矿 山开采的主要矿体 ， 矿石主要为硅 化破碎蚀变岩， 矿体赋存于辽河群盖县组三段五层的 接触部位 ， 矿体呈 “ ” 形产 出， 西部走 向 7 0 。一8 0 。 ， 倾 向 N N W， 倾角 l 5 。 ～3 0 。 ； 中部走 向 3 2 0 。 ， 倾 向 N W， 倾角 2 0 。 ～3 0 。 ； 东部走 向 4 5 。 ， 倾 向 N W， 倾角 2 0 。～ 3 0 。 。控制矿体长度断续约 6 0 0 n l ， 控制斜深 3 5 0 1T I ， 矿体 厚 度 1 ． 0 2～2 8 IT I ， 平 均 厚 度 4 ． 6 1 i n ， 品 位 6． 5 6 g ／ t 。 矿体顶底板 围岩主要为大理岩 、 矽线石云母变粒 岩和黑云母变粒岩。矿体顶板矿岩界线比较清楚 ， 底 板矿岩界线大多不清 。区内矿体顶板 围岩为大理岩 占7 0 ％ ， 稳固性较好 ； 顶板为片岩 的占 3 0 ％ ， 稳 固性 差 ； 片层间多为石墨， 胶结性差 ， 顶板暴露面积不能大 于8 O m ， 否则容易冒顶 。 矿岩主要物理力学参数 矿岩普 氏系数f8～ 1 2 ， 矿岩松散系数 1 ． 5 ， 矿石密度 2 ． 6 4 t ／ m 。 2 采矿方 法沿革 杨树金矿建矿初期 ， 主要 以卖块矿 为主进行巷 采 ， 没有形成统一的采矿方法 。至 1 9 8 9年后才着手 聘请技术人员 ， 同时派 出人员培训 。2 0 0 1年 以前用 过全面采矿法 、 房柱采矿法等 。一直以来没有找到适 合杨树金矿床的采矿方法 ， 由于所应用 的采矿方法采 场结构参数和工作面推进 的落矿方式不尽合理 ， 加上 原镇办企业的无充无采和开拓巷道混乱 ， 造成原采矿 方法存在较多问题 。 从 2 0 0 1 年开始 ， 金凤公司与长春黄金研究院合 作分别在不同中段 、 矿体顶板围岩分别为大理岩和片 岩矿段选择使用了大跨度全面采矿法 方案 I 及小 跨度全面采矿法 方案 Ⅱ 和小跨 度房柱采矿法进行 现场试验 ， 在回采工艺中采用顺倾斜工作面推进的方 式 、 分层回采中上分层一次凿岩 、 分段爆破的方法 ， 达 到了“ 强采强出” 的目的， 提高 了矿块生产能力 ， 降低 了损失贫化。 3 采矿方法 实践 3 ． 1 顺伪倾斜推进大跨度壁式全面采矿法 1 应用 空场采矿法 的基本条件 。矿石和 围岩 稳 固， 采 空 区在 一 定 时 间 内， 允许 有 较 大 的暴 露 面 。 I 号矿体符合上述条件 ， 矿段矿体倾角 1 5 。 ～ 收稿 13期 2 0 0 90 72 0 作者简介 张军胜 1 9 6 3 一 ， 男 ， 陕西泾阳人 ， 高级工程师 ， 总工程师 ， 从事岩金采矿技术及管理工作 ； 辽宁省凤城市青城子镇 ， 1 1 8 1 0 7 2 0 0 9年第 l 0期／ 第 3 0卷 2 5 。 ， 顶板围岩为大理岩 ， 矿体厚度 4～5 m。以矿柱 为界， 沿走向划分矿块 ， 在矿块 中央布置 1条切割上 山与上下中段贯通 ， 该上山兼作通风、 行人 、 凿岩爆破 自由面和耙运、 出矿巷道 ， 在矿段 中部切割上 山处经 过溜矿井与中段运输巷道相连， 该溜矿井把矿块划分 成上、 下两个部分 ， 上 、 下两部分有独立 的出矿系统 。 采场内以上山为界将采场划分为两个回采工作面 ， 凿 岩爆破沿切割巷一侧 4 5 。 角顺倾斜推进 ， 由于跨度较 大 ， 借切巷位置一侧布置 1台 7 ． 5～1 5 k W 电耙沿走 向方向耙运矿石至耙道 ， 采场 内形成倾 向方 向为主， 走 向辅助耙运的“ 纵横” 耙矿方式 ， 提高了采场矿石 运搬能力。 2 采场构成要素。矿块沿走向布置 ， 长 5 0 m， 中段高度 3 0 m。为便于出矿 ， 在运输巷穿脉内矿块 中部位置上掘规格为 1 ． 5 m 2 ． 6 m的接力溜井与切 割上山贯通将 矿块划分 为上 、 下两 采场 ， 每个 采场 3 5 4 5 m， 底柱高 3 ． 5～ 5 ． 0 m， 矿柱尺寸 4 m4 m， 间距 1 O～1 5 m。 3 采准切割工程布置。采准切割工程主要包 括 切割上山， 联络道、 拉底巷道 ， 溜矿井 、 出矿穿 、 漏 斗及人行通风井 、 电耙硐室、 切割井等 j 。首先在切 割上山一侧 ， 每隔 l 0～1 5 m掘联络道 兼作 电耙硐 室 至矿房位置 ， 在切割上山端部沿上 山 4 5 。 角掘切 割拉底平巷 ， 切割平巷沿矿体底板掘至矿块边界 ， 规 格 2 ． 3 m 2 ． 0 m； 然后在切割平巷 与上 山交界处向 上掘切割天井至矿体上盘边界 ， 作为上层矿落矿时的 自由面。 4 回采工作。在一个矿块 内先采上部采 场后 采下部采场， 上部采场结束后可大量出矿 ， 下部采场 可进行一分层回采。矿体厚度小于 3 m时 ， 将矿体全 厚一次回采 ； 矿体厚度大于 3 m时， 分两层 回采。一 般情况下 ， 先采下分层再采上分层 ， 下分层采用水平 孔落矿而上分层采用上向炮孔多排微差集 中爆破 的 方式进行落矿 ， 总体采场 回采由上而下后退式 回采， 局部工作面推进方式均沿斜 向 4 5 。 角由上而下进行 ， 其优点是回采下分层不需要护顶 ， 顶板暴露的时 间 短 ， 采用 7 6 5 5型凿岩机钻凿水平孔落矿 ， 工作面分层 厚度 2 ． 02 ． 5 m， 然后采用 Y S P一 4 5型凿岩机钻凿 上向炮孔集中爆破落矿 ， 矿体较厚时6 m 可分几 层逐层 回采 ， 采下的矿石一部分 留作 回采下一分层 的 工作平台， 另一部分用 电耙运出采场 ， 即相似于浅孔 留矿采矿法回采工艺 ， 待全部落矿结束后 ， 采场 内可 大量出矿。这样的回采方式工作面大， 可预先打好一 分层上向炮孔 ， 采用多排分段微差非电导爆起爆方式 进行几次爆破。实践证明， 此种方法凿岩爆破生产率 显著提高， 爆破效果良好 J 。 具体落矿方式及凿岩爆破参数见图 1和表 1 。 5 采场矿石运搬。大跨度全面采矿法回采的采 l 一炮眼2 一联络道3 ～ 电耙道4 一 电耙 图 1 下分层水 平凿岩炮 眼布置 图 场 ， 在切割巷道溜井处沿倾 向布置 1台 3 0 k W 电耙 ， 主电耙 ， 耙运矿石到溜井 ， 在切割上山联络巷内沿 矿体走向位置再布置 1台 7 ． 5～1 5 k W 电耙 ， 其作用 是把采下远离主耙道的矿石集中耙运至主耙道附近 ， 提高出矿效率， 同时清理主电耙不能承担的靠近工作 面的矿石 ， 为凿岩创造必要的工作面 见 图 1 。耙运 矿石的效率 ， 通过在 3 3 6采场 、 3 2 3采场 、 3 2 4采场、 4 0 7采场等应用 ， 矿块生产能力达 6 5 ． 9 5 t ／ d ， 全面改 变了过去普通全面采矿法采矿台效大而矿块生产能 力低的矛盾。当然， 影响矿块生产能力的还有开拓运 输系统 ， 即出矿系统与矿块结构是否协调 ， 在此不再 累述 ， 后面着重介绍。 表 1 采矿凿岩爆破作业爆破参数 参数 工程炮孑 L 排距／炮孔间距／ 密集 系数 度 堵塞形式 6 采场顶板管理。当采场顶板 为大理岩时 ， 顶 黄金 盘稳固， 局部节理 ， 断层较发育地方采用留 自然矿柱 就可维护顶板 ， 如 3 3 6采场 ， 矿房 内自然矿柱规格 为 3 m X 3 m， 矿柱间距 1 O一1 5 m。若顶板为石墨片岩 ， 破碎硅质岩或顶板结构发育时 ， 需对采场上盘进行维 护 ， 主要采用 自然矿柱 、 水泥锚杆联合支护 。当出现 石墨片岩顶板或破碎顶板时 ， 要随着回采工作面的掘 进 ， 紧跟工作面按设计 的网度安装锚杆 ， 锚杆 网度为 产 、 、 ． - 2O 0 o 1 ． 2 m x 1 ． 2 m； 特别破碎时锚杆网度 0 ． 8 m0 ． 8 m， 并辅 以金属带或网度为 1 m X 2 m、 规格为 3 0 m m 5 0 m m的金属 网进行支护。 同时 ， 采用水泥锚杆支护 的主要原 因是锚杆加工 简单 ， 安装方便 ， 锚 固力大 ， 成本低 ， 围岩发生振动 时 相对运 动小 ， 不易失 效 ， 锚 杆基本 结构 和参 数见 图 2 。 o 一 I 一 1 5 0 啬 豳件1 图件2 l 一托盘2 一档浆环3 一杆体4 一托盘 图 2 锚杆结构 图 3 ． 2 小矿房顺倾斜“ V ” 形工作面推进全面采矿法 小矿房顺倾斜 “ V ” 形工作 面推进全 面采 矿法 实 质是房柱采矿方法 的变形 ， 矿房跨度小 ， 矿块 中部从 切割上山接力溜井位置在矿体 内沿走 向方 向打一分 段巷道与另一切割上 山贯通形 成上采场的主要耙矿 巷道 见图 3 ， 矿房内的矿石经倾向方向的电耙耙至 分段巷道内， 再由沿走 向方 向电耙耙运至溜矿井 ， 采 场内的矿石需经二次搬运。该采矿方法在杨树金矿 4 0 7采场、 4 0 8采场试验应用 ， 效果理想 ， 适应性较强 ， 出矿效率也较好， 但采切比较大， 成本较高， 小矿房顺 伪倾斜“ V” 形工作 面全面采矿法主要应用 在上盘岩 石为石墨化片岩、 破碎硅化变质岩及上盘破碎 、 裂 隙 节理发育的矿体 中， 基本矿块结构参数 见图 3 、 回 采方式、 凿岩爆破 、 采场地压管理基本与顺伪倾斜推 进大跨度壁式全面采矿法相类似 ， 在此不再赘述。 小矿房 “ V ” 形 工作面推进全面采矿法是金凤公 1 一人行通风井2 一 电耙硐 室3 一采场溜矿井4 一脉外运输巷道5 -- J A z t h 6 一间柱7 一 上采场溜矿 井8 一 副中段9 一 出矿穿 图 3 小矿房顺伪倾斜“ V” 形工作面推进全面 采矿法示意图 司与长春黄金研究 院合作进行的一个采矿方法试验 项 目， 经过两年多试验研究形成 的优化方案 ， 通过对 工作面推进方式的改变， 采用爆力运搬和分层大规模 非电毫秒微差爆破技术应用 ， 使采场台效和矿块生产 能 力 由 过 去 的 3 0 ～4 0 t ／ ， 台 班 提 高 到 目 前 5 0～ 6 5 t ／ ／ 台班 ， 加强 了对矿房的“ 强采强出”， 矿石 贫 化率下降 了 2 ％， 千吨采切 比增加 1 8 ％ ， 其主要技术 经济指标见表 2 。 以上几种方案均是在原开拓运输 系统下进行试 验的， 从局部上看， 矿块结构参数、 采矿工艺和采场顶 板管理都得到了优化； 但从总体上看， 矿块生产能力 没能达到最佳 的要求 ， 采场结 构参数还需进 一步完 善 ， “ 强采强 出” 的理念必须从开拓运输及 出矿系统 的改造 中才能进一步得以实现。 黄金 笔者认为 ， 在矿体赋存条件变化较大的矿山 。 不 能只应用一种采矿方法 ， 而应该考虑几种采矿方法 的 组合应用 ， 从而在开采过程中达到效率高 、 成本低 、 劳 动强度小等适合矿山 自身条件的采矿方法。综合杨 树金矿矿体的赋存条件而形成 的双运输巷道 出矿系 统 ， “ V ” 形工作面推进全面采矿法综合 了各方面 的优 点 ， 取得了较好 的应用效果。 [ 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 8 4 ． [ 2 ] 采矿设计手册 编写 委员会 ． 采矿设计手册 下册 [ M] ． 北京 中国建筑工业 出版社 ， 1 9 8 6 ． [ 3 ] 王志学 ， 郭 明春 ， 郭 树林 ， 等． 缓倾 斜薄一 中厚 矿体 高效开 采技 术应用研究 [ J ] ． 黄金 ， 2 0 0 5 ， 2 6 9 2 63 1 ． [ 4 ] 王军 民， 郭树林． 缓倾斜矿体采 场顶板维护试验 研究 [ J ] ． 黄金 ， 2 0 0 4， 2 5 1 O 2 52 8 ． Su mma r y o f mi n i n g me t ho ds i n Ya n s hu g o l d mi n e Z h a n g J u n s h e n g ，Wa n g J u n mi n ，Gu o S h u l i n ，Re n Yu d o n g 1 ．L i a o n i n g如 n g G 0 Mi n i n g I n d u s t r y C o ． ， L t d ． ； 2 ．C h a n g c h u n G 0 R e s e a r c h I n s t i t u t e Ab s t r a c t T h e mi n i n g me t h o d s a p p l i e d i n the p r o d u c t i o n a n d e x p e r i me n t i n J i n f e n g c o mp a n y a r e c o n c l u d e d ． Co mbi n i n g wi t h t h e mi d s e c t i o n h a u l a g e s y s t e m r e f o r ma t i o n，t h e ‘ ‘ V” t y p e wo r k i n g f a c e o v e r a l l mi ni n g me t ho d，whi c h d r a ws o r e f r o m t h e b o t t o m o f f o o t wa l l c i r c l e h a u l a g e l a n e wa y，i s p r o p o s e O． Th e mi n i ng me t h o d p r o b l e ms，wh i c h r e s t r i c t t h e p r o d u c t i o n c a p a bi l i t y，a r e s o l v e d． Ke ywo r d s a l o n g i n c l i ne “ V” t y pe wo r ki ng f a c e；f o o t wa l l c i r c l e h a ul a g e l a n e wa y；o v e r a l l mi n i n g me t ho d 编辑 邢万芳 ． 主 } } _ { } _ { }_ 主 }{ l { S { H H } 啪{ } ￡ { } _ { H S { } { } { ． } { }u 主 } u - 主 }{ } } } - H } _ { } _ } _ { } } } } } _ {- } _ { } _ { ￡ { S { } _ { }_ { H } } - { ￡ { } } _ { } } 欢迎订 阅 2 0 1 0年 矿 山机械 半月刊 矿山机械 为半月刊。中文核心期刊， 中国科技核心期刊， 历届全国及机械系统优秀科技期刊 ， 标准大 1 6开， 每月 1 0日和 2 0 13出版， 邮发代号 3 6 2 1 ， 正文平均 1 2 8页 ， 全年超过 6 0 0万字的信息量。可与当地邮局或直接 向本刊社广告发行部订阅。 含邮费定价 1 5 ． o o元 ／期， 全年 3 6 0 ． 0 0元。主要栏E l 如下。 采 掘介绍采矿与掘进用设备的最新应用技术。如 各类采矿 煤 机具 采矿 煤 机、 刨煤机、 采石设备 、 刮板输送机、 掘 进机、 凿岩机及台车、 爬罐、 钻机、 钎具、 制钎设备、 装药 车 机 、 水射流等 、 各类支护设备 支架 柱 、 锚杆 、 混凝土搅拌和喷射 机、 钢丝网纺织机等 、 各类矿用通风设备等。 铲 装 运介绍可行走类装载机运输设备和部分固定装载设备的应用技术。如 各类铲运机 、 大型装载机、 挖掘机、 推土 机、 自卸车、 矿车、 卡轨车、 堆取料机、 给料机、 翻车机、 辅助车辆 、 清理设备等。 提 绞绍提运设备的最新应用技术。如 各类提升机 、 绞车、 架空索道、 单轨吊、 天车等。 连续输送介绍不间断输送设备最新技术。如 各类带式输送机、 斗提、 输送泵 、 管道等。 破 磨介绍物料破碎 、 研磨设备的最新应用技术。如 各种各类破碎机、 磨机 、 超细粉磨设备 、 碎石设备等等。 分 选介绍物料选别和分离 级 设备的最新应用技术。如 各种各类筛分设备、 浮选设备 、 跳汰机、 风选设备 、 浓密机、 浓 缩机、 离心机、 干燥机 、 除尘设备、 搅拌机、 除杂设备等等。 通用介绍矿山开采与矿物处理设备通用的最新应用技术。如 设计制造和使用维护技术、 传动液压和控制技术、 测试技 术、 材料、 内燃机 、 空压机、 油泵、 通用件、 矿业机械概论等等。需说明的是 ， 与上述各栏 目设备直接相关的辅助通用技术 ， 仍归入 相应栏 目。 经验介绍技术革新和使用维护经验， 包括设计制造和设备管理中的小经验， 涵盖了以上各栏 目的设备 ， 以适用短小为本 栏目特色。 专题综述以开拓读者视野为宗旨， 综述前沿科技理念 、 发展趋势及行业意义 ； 行业热点和重大事件， 市场分析。创新创造 科学与方法、 科技哲学 、 实例、 行业科幻等。 绿色矿业综述安全、 职业健康、 节能节资与环保、 绿色设计 ； 遗留物回收、 再造工程 ； 新能源等。 企业之窗综述行业企业管理、 科研开发、 市场开拓等； 企业在这方面的成功经验。国内外行业企业 c I案例等。 专业人生无论你有成果成功与否， 背后的心路历程必是给行业内现在的人和后来的人们珍贵的启迪 ， 必是对行业附加的 贡献 。欢迎 自述 。 短信息短篇报道国内外相关政策法规、 行业动态、 新技术新产品信息、 人事及机构变动等。 在兄弟报刊上题录式指引与行业相关的其它刊物的最新重要文献。 行业印象以摄影、 美术、 随笔、 书法等等形式描述行业内的人与事、 景与物 ； 行业老照片、 行业史、 行业故事等。 地址 4 7 1 0 3 9 河南省洛阳市涧西区重庆路 总机 0 3 7 9 6 4 0 8 7 8 1 2 传真 0 3 7 9 6 4 0 8 7 8 6 8 广告 0 3 7 9 6 4 0 8 7 8 1 2 6 0 9 ； 640 8 7 7 8 8 发行 0 3 7 9 6 4 0 8 7 8 1 2 6 0 1 E m a i l k s j x s i n a ． t o m或 x b j b 1 6 3 ． t o m 网址 h t t p ／ ／ w w w ． k s j x ． e o m． c n