中国岩金地采矿山采矿技术进展及研究方向.pdf

2 0 1 0年第 1 0期／ 第 3 1卷 黄金 GoLD 中国岩金 地采矿 山采矿 技术进展及研 究方 向 武宏岐 ， 李瑞祥 1 ． 贵州金兴黄金矿业有限责任公司； 2 ． 紫金矿冶设计研究院 摘要 中国黄金矿床经历 6 0多年开采之后 ， 目前仍然以岩金开采为主， 伴 生金及砂金为辅， 在 岩金开采 中， 仍然以地下开采为主， 露天开采为辅。在地 下开采三大类采矿方法 中， 以浅眼留矿采 矿法为主、 全 面和房柱采矿法为辅 的空场采矿 法到 2 1 世 纪初 期仍 占6 0％ 以上， 充填采矿法约 占 3 0％左右 ， 其余是崩落采矿法和其他组合采矿法。详述 了2 1世纪初期 中国岩金地下开采 工艺技 术特 点， 探 究了中国岩金地下开采采矿技术研究方向， 供采矿 同仁参考。 关键 词 采矿 方 法 ； 技 术特 点 ； 研 究方 向 ； 岩金 地 下开 采 中图分类号 T D 8 5 3 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 11 2 7 7 2 0 1 0 1 00 0 2 7 0 6 中国是东方文明古国 ， 黄金开采与使用约有 4千 余年历史 ， 是世界开发和使用黄金最早 的国家之一。 中国黄金工业 ， 也 曾有过辉煌 。历史上清光绪 l 4年 问 1 8 8 8年 产金 1 3 ． 5 t ， 居世界第五位 。尔后 以 开采砂金为主的黄金产量到刚解放时只有数吨， 但随 着 中国国民经济发展与急需黄金作外汇硬通货 ， 曾在 2 0世纪 7 0年代初期 ， 国家采取多种政策措施鼓励采 金 ， 全国各地掀起阵阵采金高潮 ， 黄金产量开始飙升， 1 9 7 3年超过历史最 高记 录； 2 0年 后的 1 9 9 3年 ， 中国 黄金产量首次突破 1 0 0 t 大关 ； 2 0 0 2年 ， 包括再生金 在内的黄金 产 量达 到 2 0 2 t ， 居南 非 3 9 5 t 、 美 国 2 9 9 t 、 澳大利亚 2 6 4 t 之 后列世界第 四位 ； 2 0 0 8 年产金 2 8 2 t 而居南非之上发展成为世界第一产金大 国 J 。进入 2 1世纪 ， 中国黄金工业生产仍 然以岩金 开采为主， 伴生金和砂金开发为辅 ； 而在岩金 矿山生 产中， 又以地下开采为主 ， 露天开采为辅。由于黄金 是贵金属 ， 国家一直提倡采用损失贫化指标均较低的 充填采矿法开采 。中国岩金矿山应用 三大类采矿方 法 、 3 0多种回采 工艺 ， 并且 ， 随着黄金价格提高 和开 采地质品位 降低 而崩落采矿法 的使用也有所 增加。 目前 ， 岩金矿山大多采用 以浅眼留矿采矿法为主 ， 全 面 、 房柱采矿法为辅的空场采矿法约占6 0％以上 ， 各 种充填采矿法约 占3 0％左右 ， 其余为崩落采矿法及 多种组合采矿方法。 中国已查明的矿产资源总量大 ， 约 占世界 1 2％ ， 居世界第三位 ， 见表 1 l 3 J 。其 中， 有 2 0多种矿产探 明 储量居世界前列。但中国矿产资源形势并不乐观 ， 人 均 占有量仅 为世界平 均水平 的 5 8％ ， 居世界第 5 3 位 ， 只有世界人均量的一半。按照与国际接轨的新的 储量标准 ， 2 0 0 3年末保有储量 、 资源量 4 6 3 4 t 与原 储量标准有一定 的概念误差 ， 可比性不强 ， 其 中 ， 独 立岩金矿山储量资源量 2 9 8 6 t ， 占总量的 6 4 ． 5％ ， 独 立砂金 4 9 3 t ， 占总量 的 1 O ． 6 9％ ， 伴生金 1 1 5 5 t ， 占 总量 的 2 4 ． 9％。 中国 黄金 资 源 保 有量 仅 为 世界 第八位 表 1 主要 国家矿产储 量潜在总值及排名 概述 墓 苫 蒌 ； 墨 萋 爱 1 ． 1 中国黄金资源种类 利用 ， 黄金产量绝大多数来源于岩金和伴生金矿山的 中国黄金资源种类 比较齐全 ， 黄金矿床分为岩 开采 。中国岩金资源的主要金矿床地质类型见表 2 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 7 0 6 作者简介 武宏岐 1 9 6 6 一 ， 男 ， 陕西岐山人 ， 采矿高级丁程师 ， 从 事岩金矿山采矿技术及企业 管理工作 ； 贵州省兴仁县 回龙镇紫木凼 ， 5 6 2 3 0 5 圈匝西 亘 黄 金 表 2 中国主要岩金矿床类型 1 ． 2 黄金 工业类 型 黄金工业类型是 以选冶工业生产利用为前提而 确定的， 它包括 下列几种 主要 为石 英脉 型金矿 床 吉林夹皮沟 、 辽宁五龙 、 山东玲珑 、 河北金厂峪 、 湖 南湘西、 豫陕小秦岭一带 ； 次要为破碎 带蚀变岩型 金矿床 中国 2 0世纪 7 0年代发现并探明确定的新工 业类型， 其总储量仅次于石英脉型金矿床， 山东焦家 、 新城 、 三 山岛、 岭南 、 尹格庄 ； 其他为细脉浸染 型金 矿床 黑龙江团结沟 ； 石英 一方解石脉型金矿床 吉 林鹁鸽砬子 、 广西叫曼 ； 矽卡岩型金矿床 湖北鸡冠 嘴 、 桃花嘴 、 鸡笼山 ； 糜棱岩型金矿床 江西金山、 广 东河台 ； 含砷 卡林型金矿 床 云南镇沅 ， 贵州紫 木 凼 、 水银洞 ； 氧化次生低品位型矿床 福建紫金 山金 铜矿 ； 铁帽型矿床 安徽新桥 ； 隐爆角砾岩型矿床 陕西太白 等。中国是世界上黄金工业类 型比较多 的国家之一 ， 而南非一般为含金 、 铀砾岩型金矿床 ， 并 呈巨板状从地表缓倾斜延深至地下 4～ 5 k m 4 J 。 2 黄金资源特点 1 黄金矿 床类型 多， 但缺 少世 界级大 型矿床。 中国黄金资源在地区分 布上是不平衡 的 ， 但类 型繁 多。据统计， 中国金矿产地 1 3 6 7处 ， 其 中小型产地 1 0 2 2处 ， 占全 国金矿产 地的 7 4 ． 8％ ， 遍 布全 国各 地 ， 探 明资源 总量 占全 国的 2 7％； 大 中型矿 区 3 4 5 处 ， 占全国金矿产地的2 5 ． 2％ ， 探明资源总量 占全国 的 7 3％ 。2 0 0 3年地质探 明资源总量大于 5 0 t 的矿 产地仅 9处 ， 不足总产地数的 1％。虽然 中国近年来 发现福建紫金山 0 ． 3 X 1 0 以上储量大于 2 5 0 t 、 甘 肃阳山 1 ． 01 0 以上储量大于 3 0 0 t 特大型金矿 床， 但是， 仍然没有一座超过数百吨黄金储量的高品 位 的世界级金矿床 。 2 资源分布广泛 ， 储量相对集 中。中国金矿分 布广泛 ， 据统计 ， 全 国 不包括台湾省 有 1 0 0 0多个 县 旗 有金矿资源 ， 资源分布很广。但 已探 明的地 质储量又很集中， 主要分布在山东 、 河南 、 黑龙江 、 吉 林 、 河北 、 陕西等 6省 ， 占全 国储量 6 8％， 其中胶东 、 小秦岭地区占3 8％ 。 3 金矿床 中富矿少， 中低 品位 居多。地质 品位 变化大 ， 贫富悬殊。根据最新 的资料统计 ， 目前全 国 生产矿山岩金地 质平均 品位不 足 51 0 ～。总 的来 看 ， 中国岩金矿山地质品位明显偏低 ， 富矿储量极少。 在开采的矿山中， 处理 品位在 1 01 0 以上仅有黑 岚沟 、 乳山、 水银洞等极少数的几座矿 山。 4 探采深度浅 ， 露采矿 山少。探 采深度大是 国 外金 矿规 模 大 的重 要 原 因。 目前 国外 开 采 超 过 1 0 0 0 m以上的矿山数量不少 ， 特别是南非 ， 矿 山的开 采深度已经突破 4 0 0 0 m ， 最深达 4 5 0 0 m 。而中国 岩金矿山的开采深度普遍在浅部 3 0 0 m以内 ， 部分 矿山可到 5 0 0 m， 只有像辽宁五龙 、 二道沟 ， 吉林夹皮 沟 ， 湖南湘西等矿山开采垂深超过 7 0 0 m以上。中国 岩金采用露天开采的不多 ， 而且数量还在减少 ， 目前 仅有福建紫金山金铜矿、 黑龙江乌拉嘎金矿等在继续 生 产 。 3 岩金地下开采技术现状与特点 3 ． 1 浅 眼 留矿采 矿法 3 ． 1 ． 1 基本情况 在 2 1 世纪初期统计 ， 中国有 2 5 t ／ d以上的生产 矿山 1 2 0 0多座 ， 其中 8 2 ． 5％为中小型矿 山， 即中小 型企业占中国岩金矿 山的绝大多数。进人 2 1世纪 ， 中国岩金矿 山由于矿体赋存条件 、 矿山规模 、 企业管 理及生产水平 、 技术现状等都非常适合空场采矿法 ， 因而 ， 以浅眼留矿采矿法为主， 全面、 房柱采矿法为辅 的空场采矿法仍然是生产发展之主流 。浅眼留矿采 矿法在 中国岩金矿 山生产中有那么大的比重 ， 其主要 原 因是矿体赋存状态 ， 即开采技术条件 比较合适。其 2 0 1 0 年 第l 0 期 ／ 第3 1 卷 匝耍 三 主要优点 一是采场结构 和回采工艺简单 ； 二是采准 工程量少 ， 坑木消耗小 ； 三是不需要复杂的设备 ， 所需 设备少 ； 四是便于生产 管理 ， 工人容易掌握 ， 技 术简 单； 五是采场生产能力较大 ， 工人作业劳动生产率较 高 ； 六是矿石块度小 ， 出矿效率高。采用此种采矿工 艺的矿山设备种类少 ， 投资小 ， 工程量少 ， 达产快。所 以， 它在中小型矿山， 特别是乡镇地方企业应用较多。 正是由于浅眼留矿采矿法具有上述特点 ， 可以预计今 后相当长的一段时间 ， 仍然是 中国岩金地下开采的主 要采矿方法 。 3 ． 1 ． 2 留矿采矿法工艺的改进和完善 在中国岩金矿山中， 采矿工艺往往要求适应矿脉 的变化 ， 所以， 在生产实践 中对 留矿采矿法工 艺进行 改进与完善。如 脉 内斜坡道 留矿采矿法 ；溜井式 留矿采矿法 ； 斜电耙道 留矿采矿法 ； 无矿柱留矿采矿 法 ； 控制爆破技术在采场落矿 中的应用。 3 ． 1 ． 3 浅眼留矿采矿法变形方案 正如上述 ， 浅眼留矿采矿法曾有悠久历史 ， 于 2 0 世纪 6 0年代 占统治地位 。目前 ， 有些矿山应用该法 时其采矿损失贫化较高 。为改变这一状况 ， 在长期生 产实践中， 不 少矿 山创造 了许 多适 应 矿体 变化 ， 且 “ 两率” 指标较好的变形方案 ， 并对其 回采 工艺与采 准结构进行改革 ， 使其更适合矿体 的开采技 术条件 。 如 局部充填留矿采矿法 ； 电耙出矿分段留矿采矿法； 全面留矿采矿法 ； 双层耙道 留矿采矿法 ； 水力 冲矿 留 矿采矿法H J 。 3 ． 2 充填采矿技术 充填采矿法是黄金工业大力提倡 的一种采矿方 法 ， 因为黄金属于贵金属 ， 并且 ， 中国黄金地质资源可 供利用的储量少 ， 它 的矿石价值高 ， 国家提倡应用采 矿损失率小 、 矿石贫化率低的工艺方法 ， 以提高地质 资源利用率 ， 提 高企业经济效益及社会效益。所 以， 岩金矿山地下开采充填采矿法所 占比例 ， 已由 2 0世 纪 8 0年代末期的 2 0％ ， 提高到 2 1 世纪初期 3 0％以 上 ； 黄金地质资源利用率也 由7 0年代 的4 5％提高到 8 0年代 5 0％左右 ， 2 1 世纪初期达到 6 7 ． 5％ ， 并有进 一 步提高的趋势 ， 但与发达国家达 8 5％相 比， 仍有较 大差距 。 3 ． 2 ． 1 干式充填 干式充填采矿技术包括 削壁充填与于式充填采 矿法 ， 主要在岩金急倾斜 薄与极薄石 英脉开采 中应 用 。它是一种工艺简单 、 出矿 品位高 、 不需要很多设 备的采矿技术 ， 在地方企业和乡镇矿山广泛应用 。在 这种采矿工艺 中， 主要有下面几种技术值得关注 。 1 提倡使用人工矿 柱。在 岩金 矿 山开采 中， 于 2 0世纪 8 0年代初期 发明一种用 钢筋 混凝土矿柱代 替矿石矿柱技术 ， 并且主要是置换矿石底柱而大面积 推广应用 。不论干式或削壁充填采矿法开采薄或极 薄矿脉矿山 ， 还是尾砂或尾砂胶结充填采矿法开采中 厚矿体矿山 ， 是否使用人工矿柱代 替矿石矿柱 ， 需研 究其经济合理性。 2 采场溜矿井结构改进。采场溜矿井的技术要 求包括 不能卡矿 ， 不能漏矿 ， 不能混入废石 ； 制造} 留 矿井的材料应轻便 ， 强度高 ； 构筑方便 ， 节省时间 ； 材 料来源广泛 ， 造价低廉 。中国岩金地下矿山最早使用 的是木材 包括 圆木与木板 制作 的溜矿井。8 0年代 末期木材价格上涨 ， 而逐步采用厚 3 m m钢板卷制成 圆形钢溜矿井代替。后来钢材涨价 ， 又发 明一种用 同 样长 度 7 0 0～8 0 0 mm 、 宽 度 2 0 0 mm 、 厚 度 3 0 mm 的 4块木板 、 上下各锯去 1 0 0 mm、 3 0 m m宽 的豁 口， 在采场作业 中上下相扣便形成一个密闭的方 形溜井。广东高要河台金 矿在采场两端用水泥砂浆 胶结1 ． 0 m块石形成 隔离墙 ， 留出宽 1 ． 5～2 ． 5 m的空 间作为干式充填采场 的溜 矿井 ， 无论使 用 3 0 k W 电 耙出矿或人工出矿 ， 效果极好 。 3 采场铺垫材料 。这种 材料应具备 下列特点 ①足够强度 ； ②材料来源广泛 ； ③便于提升运输 ； ④能 多次重复使用 。岩金矿 山曾使用最广泛的是 矿山选 矿厂替换下来的各种规格废 旧运输胶带 。实践证明 ， 无论是人工出矿 ， 还是耙 矿绞 车出矿 ， 或是 电动铲运 机 出矿 ， 应用效果都相当不错。这是岩金地下开采干 式充填技术 的一大特点 J 。 3 ． 2 ． 2 尾砂充填 尾砂充填采矿技术主要应用于中厚矿体 、 矿岩不 十分稳 固的低品位岩金矿山。其原因 一是由于矿石 品位不太高 ， 采用胶结充填时成本不合理 ； 二是 因为 其矿岩稳固性要求充填体强度不太高 ， 但是 ， 由于开 采深度较大 、 或地 面有公路通过 、 或地 面是丰产农 田 和村庄等原因而需要采用充填采矿法。然而， 即使使 用尾砂充填其充填体上面也需要胶结厚 0 ． 5 m胶结 层 ， 便于采场出矿与降低采矿损失贫化 。其主要工艺 技术有 1 采场隔墙技术。矿体平均厚 度较大 ， 采场垂 直矿体走 向布置 ， 采场之间间隔回采 ， 所 以， 采场之间 须有足够强度的隔离墙 。其 目的 一是使相邻采场回 采成为可能， 并减少矿石损失 ； 二是尽 可能提高后采 采场作业 的安全性 ； 三是减少后 采采场充填 尾砂混 入 ， 降低矿石贫化。中国岩金矿 山先后使用过下述几 种隔离墙 ①用尼龙编织袋袋装尾砂筑垛 ； ②在采场 两侧挖宽 1 ． 0～1 ． 5 m而深度见底然后胶结充填隔离 墙； ③采用粗细钢筋立柱编网再挂苇箔的柔性隔离 墙 ； ④厚 0 ． 5 m素混凝土隔离墙等。 圃臣西 黄 金 2 泄水构筑物。分级尾砂充填 ， 其质量分数最 高仅 6 5％ ， 所以有大量水需从采场渗滤出去 ， 必须有 泄水构筑物。最早使用钢板围成直径 1 ． 0 m圆筒， 里 面焊上角钢或圆钢 ， 外面钻孔 ， 并包裹麻袋片 ， 当作采 场泄水井并兼作行人通风井。此外 ， 有的矿山用方木 与木板架设方形泄水井。山东招远尹格庄金矿研制 成功增强塑料泄水管外缠 2层土工布， 并在 2层土工 布之问包 1层 苇箔 ， 属 国内首创 ， 并 申请 新型 发 明 专利 m 。 3 负压脱水技术。分级尾砂充填采场使用负压 脱水 ， 可大大加快脱水速度 ， 减少密闭墙静水压力 ， 提 高充填能力和尾砂利用率 。其原理是利用水射流技 术 ， 由于改变管径而形成负压 ， 从而带动采场多余 的 水快速流出。该装置有 3个功能 一是 自然脱水； 二 是负压脱水 ； 三是过滤材料清理。此装置由长春黄金 研究院研制成功 ， 并在辽宁五龙金矿 四道 沟分 矿应 用 ， 申请了发明专利 。 3 ． 2 ． 3 尾砂胶结充填 尾砂胶结充填采矿工艺于 2 0世纪 8 0年代初期 ， 在中国岩金矿山开始应用。当时使用国产设备， 采场 分一 步 与二 步 回采。 由于 胶 结 料 质 量 分 数 仅 达 6 5％， 并 因采场脱水慢等原因， 使充填料水泥离 析， 分层现象严重， 充填体强度达不到要求 ， 导致二步采 场不敢揭露充填体 ， 留下 0 ． 5～1 ． 0 m矿石隔墙 ， 增大 采矿损失 ； 尾砂混入矿石中 ， 造成大量贫化。初期应 用此技术 ， 采矿损失率高达 1 5％ 一2 1 ． 8％， 矿石贫 化率 1 7 ． 8％ ～ 2 6 ． 0％。为解决此问题 ， 矿山与研究 单位曾多次试验。尾砂胶结充填技术 ， 必须解决好采 场脱水问题 ， 才能提高充填体的质量。揭露 5 r n高采 场的充填体强度要求达到 1 ． 0 MP a以上 ； 揭露5 0 m 高则要达到 3～ 4 MP a 。其主要技术有 1 高压风造浆技术。尾砂造浆设计采用风水联 动， 使尾砂流态化 。但是 ， 在使用时常造成喷嘴堵塞 与损坏 ， 因而多用高压水造浆 ， 又导致充填体质量分 数和强度不高。随着“ 九五” 黄金科技攻 关项 目研 究， 改风水联动为单纯高压风造浆， 并设计 出新型压 风流态化喷嘴 已申报实用新型专利 ， 砂仓 内沉积 尾砂 ， 经 1 ～3 h活化后放砂 ， 在搅拌筒与水和水泥混 合后 ， 使 充填料质量 分数在短 时间 内达到 7 2％ ～ 7 6％ ， 使尾砂胶结充填技术达到一个新水平 。 2 高水固结技术。高水材料加分级尾砂或高水 材料与全尾砂胶结充填技术 ， 在中国岩金矿山曾经取 得不少科技成果 ， 从此在世界范围内中国首先开创了 应用新型充填材料的时代。但是 ， 后来因为各种各样 的原因而未能长久坚持下来 ， 在整个黄金系统包括原 来第一家使用 的山东焦家金矿也不再使用 ， 高水固结 技术成为昙花一现的科技成果_ 1 引。 3 ． 3 崩落采矿法 崩落采矿法为一步骤回采 ， 是以崩落围岩实现采 场地压管理 的采矿方法， 以达到控制地压之 目的。崩 落采矿法可分为单层崩落 、 分层崩落 、 分段崩落、 阶段 崩落采矿法等。单层和分层崩落采矿法应用浅眼落 矿 ， 一次落矿量小 ， 工艺过程较为复杂 ， 但采矿损失贫 化小。分段和阶段崩落采矿法应用 中深孔或药室爆 破落矿 ， 一次崩落矿量大 ， 生产能力高 ， 但是 ， 损失贫 化较大。岩金矿山不提倡应用崩落采矿法 ， 但随着开 采地质品位 日益降低 ， 以及比较容易回采的矿床 日渐 减少 ， 而赋存状态极其 复杂 的岩金矿床开发 ， 崩落采 矿法也逐渐被人们所接受。中国第一座全部应用崩 落采矿法的矿 山是陕西太白金矿 ， 除山东玲珑金矿采 用下向分层崩落之外 ， 近年应用最多的是 中深孔无底 柱分段崩落采矿法。其主要有如下几个问题 。 1 分段高度确定。无底柱分段崩落采场 的分段 高度确定主要是依据矿体开采技术条件 ， 其次是矿山 生产能力与所使用 的矿 山机械。根据 目前国内外矿 业开发情况来看， 分段高度有越来越大的趋势 ， 但是 ， 作为岩金矿山， 超大型生产矿山也就是每天处理矿石 量数千吨， 这相对于有色金属矿 山来说 ， 也只是小 型 或中小型。分段高度确定方法对于岩金矿 山来说 ， 要 根据具体情况进行具体分析 ， 并且 ， 主要是根据矿体 水平厚度和倾角来确定 ； 一般来说 ， 很少有垂直矿体 走向布置凿岩与出矿进路之开发条件 ， 如果矿体水平 厚度在 2 0 I l l 左右 ， 为 了降低采切工程或在脉 内沿矿 体走 向布置双进路 矿体稳 固者 ， 或使用单进路菱 形布置矿块 矿体破碎者 。所有这些都说 明分段高 度不宜过高 ， 一般为 8～1 0 m ” 。 2 凿岩爆破参数选择与优化 。凿岩爆破参数是 无底柱分段崩落采矿法一项非常重要 的技术参数， 它 与采矿损失率 、 矿石贫化率有关 ， 与出矿效率和采场 生产能力也有关 ， 与采矿成本及企业 经济效益更有 关。其优化 目的是提高效率 ， 降低 消耗 ， 增加效益。 无底柱分段崩落采矿法 ， 其落矿方式主要为中深孔落 矿 ， 凿岩采用带雪撬行走机构的 Y G Z一 9 0型钻机 ， 采 场出矿一般采用小型电动或柴油铲运机 ， 小型矿 山也 有使用人工手推车出矿方式。所 以， 为了提高生产效 率要求矿石块度适中， 不能有太多的大块 ， 但是 ， 又要 求矿石不能过于粉碎而造成粉矿过多 。为此， 在使用 中深孔分段凿岩爆破的矿山， 一般都应进行凿岩爆破 参数优化试验。优化方法有 2种 ①爆破漏斗现场试 验法 ； ②凿 岩爆破参 数类 比法 J 。岩金 矿 山大都使 用类 比法 ， 其优点 一是节省时间 ； 二是简单易行 ； 三 是节省大量费用 、 人力 和材料。因此 ， 它可为更 多岩 2 0 1 0年第 1 0期／ 第 3 1 卷 金矿山采用 。但是 ， 一般矿 山选用后在生产实践 中要 根据具体矿岩地质条件而对炮孔直径 、 抵抗线 、 孔底 距 、 单位炸药消耗量 进一步优 化 ， 以便达到安 全 、 高 效 、 低成本采矿原则 。 3 切割槽形成 方法。对 于 中深 孑 L 爆破来 说 ， 切 割槽 的好坏将直接关 系爆破效果 。它是 崩落采矿法 应用成败之关键 。爆破空间的大小与体 积必须满 足 中深孑 L 爆破的需要 ， 即使是挤压爆破条件其覆盖矿岩 也要有 1 5％的空隙体积 ， 所 以， 每次矿石爆破之后必 须出矿一定数量才能再行爆破 ， 否则 ， 将会 出现立槽 、 悬拱或其他需要彻底处理 的事故。爆破切割槽形成 方式有 ①切割天 井扩槽 法。这是 最常用 的一种方 法 ； ②浅眼留矿法。采用普通浅眼留矿法落矿而形成 一 个大爆 破 的空 间， 这在 有 色金 属矿 山应 用较 多。 ③ 中深孑 L 爆 破一次成井法 。钻凿 1 7个 中深孑 L 其 中 装药 1 6个 炮 孑 L 一次 分 段爆 破 形 成 切 割 天井 之 方 法 。④ 斜天井掏槽 法。利用倾 斜天井首先 使用 浅眼逐步扩大， 到一定时候采用 中深孔扩槽而形成。 ⑤楔形掏槽法与利用废 旧巷道或 冒落空区掏槽法等。 它们 都 有 一 定 的使 用 条 件 ， 但 效 果 一 般 不 十 分 理想 ] 。 中国黄金工业现在正在或将要应用无底柱分段 崩落采矿法 的生 产矿 山有 山东夏 甸 、 仓 上 ， 河 南前 河 ， 广西那林 、 金牙， 云南镇沅 ， 新疆 阿希等金矿 ， 并有 逐渐扩大使用 的趋势。这是 由于 中国开发黄金地质 品位越来越低之缘故。无底柱分段崩落采矿法随着 铲运机的出现 自 2 0世纪 5 0年代于瑞典基律纳铁矿 发明和应用 以来 ， 在世界各地得到广泛应用 。其原因 是作业安全 、 生产 能力大 、 机械化程 度高 、 采切成本 低 、 在一个 中段可以有多条进路 同时作业 。现在 中国 地下矿 山广泛应用崩落采矿法 ， 初步统计 ， 铁矿 山崩 落采矿法采出的矿石量 占地下采出矿石总量的 8 5％ 以上 ， 有色金属矿山约 占3 5％。 4 岩金采矿技术研 究方 向 金属矿床深部开采的定义 ， 各国不尽相同。中国 采矿手册 规定 开采 深度 5 0 0～9 0 0 m为深 部开 采 ， 深度大于 2 0 0 0 m为超深开采 ； 而美国则认为 ， 所 谓深 部 开 采 通 常 解 释 为 5 0 0 0英 尺 ， 即 相 当 于 1 5 2 4 m； 南非 深部金矿开采 ， 是 指平均作 业深度 在 1 6 0 0 m以上 。岩金 矿 山 进 入 2 1世 纪 以后 采 矿 方 面 所 出现的首要问题是深井开采所面临 的各种各样之 问题 ， 因为 ， 这些矿山越来越 多， 包括吉林夹皮 沟， 辽 宁五龙 、 二道沟 ， 河北金厂峪 ， 河南文峪 、 秦岭 ， 山东玲 珑 、 尹格庄 、 金青顶 、 望儿山， 湖南湘西等 ， 并有增加趋 势 ， 开发井深最大达到 1 3 2 0 m。其主要特点是高应 力 、 高井温 、 高井深 。 4 ． 1 岩爆形成与预防 岩爆是在高应力岩层进行开挖时 ， 由于岩石破坏 了岩体周围的力学平衡 ， 围岩中产生 了应力集 中而使 岩石发生脆性破坏并伴随能量释放的动力失稳现象。 它在深井开采中经常发生并 具有较大危 害性 的工程 地质灾害。岩爆是深井开采 中的一种 自然现象 ， 早在 1 7 3 8年英 国某 锡矿 自记 录到世界 上第一 次岩爆 以 来 ， 岩爆现象就一直 困忧着所有矿 山开采或 矿业开 发。南非早于 1 9世纪就进行含金砾岩金矿缓倾斜薄 矿脉深井开采 ， 采深都在 I 6 0 0 m 以下 ， 岩爆发生每 年已经夺去很多矿工 的生命 ， 所以 ， 1 9 4 8年便 开始进 行预防岩爆课题的研究工作 ； 中国最早于 1 9 3 3年辽 宁抚顺胜利煤 矿就有 岩爆 记录 ， I 9 7 6年 辽宁红透 山 铜矿也发生过岩爆 ， 岩金矿山于 2 0 0 6年才记 录到因 采场作业面发生岩爆而导致工人重伤事故。岩爆形 成与发展有其 内因和外 因。内因是岩体本身所具有 的岩爆力学性质 ， 如果本身没有这个性质 ， 那么外因 怎么作用也不会发生岩爆 ， 仅可以破坏 。 岩爆预测方法主要采用 比较容易实现 自动化和 可以远距离传输及监测的岩体声发射判据法 ， 采用声 发射与微震监测技术是行之有效的。该技术是 2 0世 纪 3 0年代末期 由美国 L ． 阿伯特及 w． L ． 杜瓦尔发现 的， 尽管这一监测技术应用于矿山岩体稳定性监测只 有 3 0多年的历史 ， 但世界各 国对这一技术重要性的 认识和应用越来越多。 目前 ， 各 国逐渐把这一技术作 为一种监 测 预 警 手段 ， 确保 地 下 工程 及 矿 井 生产 安 全 。 4 ． 2 深 井通 风 降温 技术 中国金属 矿山深井通 风技术研究是 于 2 0世纪 8 0年代开始的， 因为 ， 只有在这个 时期某些金属矿 山 才进入深部开采 ， 如辽宁红透山 、 云南大红山 、 甘肃金 川 、 安徽冬瓜山等矿 山。 南非 、 印度等国家的矿 山在 1 9世纪末期或 2 0世 纪初期就已经进人深井开采阶段 ， 其开采深度远远超 过了 1 6 0 0 m_ 2 。它们采取通风降温技术 已经解决 不了问题 ， 因而必须采用制冷降温技术。中国深井通 风技术的研究前提 一是大多数矿井是 2 0世纪建设 的 ， 后期经过多次技术改造而达到现在的生产能力或 生产深度 ， 很多工程无法改造 ； 二是开采深度是逐渐 增加的 ， 所 以， 其开拓 系统 、 通风系统 、 提升系统等存 在问题也 日积月累， 其技术改造难度很 大； 三是大多 数矿山开采深度不足 1 3 0 0 m或 1 6 0 0 m， 按照 国外 已经成功应用 的技术 ， 即利用许多矿山都有 的靠近地 表低温岩层 该地 区年平均温度上下 预冷入风流 ， 并增加矿井 的通风风量或提高入风速度来达到降低 黄金 山 或 单 位常常 采 用的 一 种通 风降 温 技术 改造 [ 嘉 冶 金 研 究 所 金 的 选 矿 [ M ] 北 京 冶 金 工 业 出 版 方法 2 。 [ 2 ] 研究院 ． 辉煌五十年 长春黄金研究院发展纪实 可 以 预 言 ， 中 国 在 2 1 世 纪 初 期 很 少 能 达 到 或 超 [3 ] 竿 编 辑 部 - 中,2 00国8 ’自 然 资 源 丛 书 [ M ] ． 北 京 中 过 2 0 0 0 m深的矿井 ， 所以， 在中国使用制冷通风技 ． 境科 版也 1 9 9 6 t 术 在 近 一 个 时 期 可 以 不 必 开 展 试 验 研 究 。 如 果 在 一 譬 寻 地国 嚣 訾 譬 或 鸯 巷 进 行 _5 _ 矿 山 采 矿 现 状 及 发 展 方 向 ⋯ ． 黄 金 技 术 信 息 ， l9 93 作 业 ，也仅可能开展局部制冷技术的试验应用。 1 3 。 [ 6 ] 姚香． 关于深井开 采技 术 问题 探讨 [ J ] ． 黄金 ， 1 9 9 8 ， 1 9 2 1 7 5 结 语 吴肇元 德． 中国岩金矿 床留矿法开采 述评 [ C E 中国已经查明的黄金地质资源仅占世界第八位 ， 山技术研讨会论文集 北京 万国学术出版社， 然而 ， 2 0 0 8年产金量却超过南非而成为全球第一 ， 其 [ 8 1 ‘ 岩金地下矿山充填采矿若干技术问题的探讨 N B I 一 是 中 国 在 近 十 几 年 掌 握 了 世 界 上 几 乎 [9 ] 墨 ．‘{ 场 铺 垫 材 料 的 选 择 ⋯ ． 有 色 金 所有黄金矿石 精矿 难选 冶技术 ， 并 国产化、 工程 属 矿山部分 ， 1 9 9 9 3 2 1 2 3 ． 化 ，但 还 没 有 系 列 化 、 标 准 化 ； 二 是 黄 金 开 采 地 质 品 位 m 詈 曼 充 填 采 矿 法 的 应 用 和 创 新 随着 时间推 移越 来越 低 ． 由冈 『J 解 放 时大 于 1 0 X 1 0 。 。。 ． [ 1 1 ] 韦 华南， 郭树林， 金家瑞， 等． 负 压强制脱水新技术的研究及应 到 目 前3 1 0 ～ 上 下 ， 3 v g - 、 尾 矿 、 低 品 位 矿 、 难 ． 瑟六 届 全 国 采 矿 学 术 会 议 文 集 北 京 中 国 矿 业 杂 开发矿回收利用 ， 地质资源利用率不断提高； 三是 中 [ ] 崔 仑 ， 王剑波 ， 韦华南 ， 等 提 高立式砂仓放砂浓度 的研究 ⋯‘ ,1 9 9 8 , 1 9 6 2 0 - 2 2 ． 国黄金工业有 一 个非常显著特点为大量矿产金来 自 [ 1 3 ] 袁 积余， 关家志， 曾早祥， 等． 全尾砂单管路自 流输送胶固 充填 中 小 企 业 ，产 金 超 过 1 5 t 的 矿 山 只 有 1 座 ， 产 金1 ． 0 t ] 鍪 髯,册17第1 1四 册16 ． 北 京 冶 金 工 业 以上也 仅 3 5个 ， 5个 国 内知 名黄 金集 团 中国黄 金集 出 版社， 1 9 9 0 ． 团 公 司 ， 山 东 黄 金 集 团 有 限 公 司 ， 山 东 招 金 集 团 有 限 [ 15 1 鬈 纂 翥 委 囊 黑 破 公司 ， 紫金矿业集团股份有限公司， 灵宝黄金股份有 [ 1 6 ] 张 青松， 郑成英， 邓志高． 那林金矿凿岩爆破参数优化方法探 限 公 司 产 量 约 占 一 半 1 0 o t ， 其 他 企 业 约 1 0 0 t ， 其 E 17 ] 享 HI ． 一 次,2成0 0 9井 技3 坝 铁 矿 采 矿 中 的 应 用 余是伴生金及再生金 ， 并且 ， 这种状况因为行政地域 ⋯ ． 黄金科学技 术， 2 0 0 5 ， 1 3 1 6 7 6 9 ． 原 因 还 要 存 在 很 长 一 段 时 间 ； 四 是 5 大 黄 金 集 团 都 兼 竿 曩 器 露 矿 法 若 营非金矿、 也都上市融资 ， 由于市场经济还不十分 [ 1 9 ] 古 德生， 李夕兵． 现代金 属矿床开采科学技术[ M ] ． 北京 冶金 发 达 ， 近 年 互 相 不 能 兼 并 ， 也 没 有 一 个 集 团 自 身 产 金 [ 2。 ] 孝 天 斌 ． 国 内 外 岩 爆 研 究 现 状 综 述 [ J ] ． 长 江 挚 _ 。 ． ， E 2 1 ] 餮 蓬 辉19 9．6国 4内 外2深4 -井 2 降8 ． 温 技 术 研 究 和 进 展 ⋯ ． 云 南 冶 大 部 分 集 团 公 司 未 能 在 国 外 金 融 市 场 上 市 ，更没有足 , 2 o。 o 5 7 。 0 ． 。 。⋯ ⋯ 。 一 够资本 、 技术 、 设备 、 人才与管理能力大规模开发 国外 [ 2 2 ] 预冷人风流技术研究与应用[ J ] 金属矿山， o o 黄金或其他矿业。这也是世界黄金生产第一大国的 [ 2 3 ] 田 显高， 姚香． 2 1 世纪中国 黄金企业发展方向[ J ] ． 金属矿山， 一 种非 正常 现象 。 。 。 一 ‘ M i n i n g t e c hn i c a l pr o g r e s s a nd r e s e a r c h d i r e c t i o n o f r o c k g o l d un d e r g r o u nd mi n i ng i n Ch i n a W u Ho ng q i ，Li Ru i x i a ng 1 ．G u i z h o u J i n x i n g G o l d Mi n i n g I n d u s t r y C o ． ， L t d ． ； 2 ．Z ij i n D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e o f Mi n i n g a n d Me t a l l u r g y Ab s t r a c t I n t h e l a s t mo r e t h a n 6 0 y e a r s，t h e g o l d mi n i n g i nd u s t r y i n Ch i n a i s ma i n l y r o c k g o l d mi n i n g，wi t h a s s o c i a t e d g o l d a n d p l a c e r g o l d a s s ub s i d i a r y ．Th e r o c k g o l d mi n i n g i s ma i n l y un d e r g r o u n d mi n i n g，wi t h o p e n p i t mi n i n g a s s u b s i d i a ry ．Op e n s t o p e me t ho d，wh i c h i s d o mi na t e d b y s h a l l o w- h o l e s h r i n k a g e me t h o d a n d wi t h o v e r a l l me t h o d a n d r o o m p i l l a r me t h o d a s s u b s i d i