甘肃阳山某金矿床深部开采工艺分析.pdf

世界有色金属 2019年 9月上56 采矿工程 Mining engineering 甘肃阳山某金矿床深部开采工艺分析 付晓刚 （阿克塞哈萨克族自治县自然资源局， 甘肃 酒泉 7 3 6 4 0 0 ） 摘 要 阳山某金矿床位于秦岭东西向构造带南段， 矿体具成群成片展布特征， 沿走向和倾向变化较大， 为开采工艺的 选择带来了难度。 矿床充水因素包括第四系孔隙潜水和构造裂隙带水、 基岩裂隙潜水， 矿床充水因素较简单。 本文在对 矿区地质和矿床特征分析的基础上， 认为矿床矿体厚度变化大， 矿体形态较为复杂， 总体上属于缓倾斜急倾斜的薄矿 脉， 矿体空间位置变化较大， 不易使用充填采矿法、 崩落采矿法， 而应选用灵活性高和适应性强的空场开采方法。 关键词 金矿床 ； 开采工艺 ； 矿床地质 中图分类号 T D 8 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 - 5 0 6 5（2 0 1 9 ） 1 7 - 0 0 5 6 - 2 Analysis of deep mining process of a gold deposit in Yangshan, Gansu Province FU Xiao-gang Na t u r a l r e s o u r c e s b u r e a u o f A k s a y K a z a k A u t o n o mo u s C o u n t y , J i u q u a n 7 3 6 4 0 0 , C h i n a Abstract A g o l d d e p o s i t i n Y a n g s h a n i s l o c a t e d i n t h e s o u t h e r n s e c t i o n o f t h e e a s t - w e s t t e c t o n i c b e l t o f Qi n l i n g , a n d t h e o r e b o d y h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f a s w a r m o f p i e c e s , w h i c h c h a n g e s g r e a t l y a l o n g t h e d i r e c t i o n a n d t e n d e n c y , w h i c h b r i n g s d i f f i c u l t y t o t h e s e l e c t i o n o f mi n i n g p r o c e s s . T h e w a t e r - f i l l i n g f a c t o r s o f t h e d e p o s i t i n c l u d e t h e f o u r t h s y s t e m o f p o r e d i v i n g a n d t h e s t r u c t u r a l f i s s u r e b a n d w a t e r , b e d r o c k c r a c k d i v i n g , a n d t h e mi n e r a l d e p o s i t f i l l i n g f a c t o r i s s i mp l e . B a s e d o n t h e a n a l y s i s o f t h e g e o l o g i c a l a n d d e p o s i t c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e mi n i n g a r e a , t h i s p a p e r h o l d s t h a t t h e t h i c k n e s s o f t h e d e p o s i t b o d y i s l a r g e , t h e o r e b o d y f o r m i s mo r e c o mp l e x , a n d g e n e r a l l y b e l o n g s t o t h e s l o w t i l t - s h a r p t i l t t h i n mi n e r a l v e i n , t h e p o s i t i o n o f t h e mi n e r a l b o d y s p a c e c h a n g e s g r e a t l y , i t i s n o t e a s y t o u s e t h e f i l l i n g mi n i n g me t h o d , t h e c o l l a p s e mi n i n g me t h o d , b u t s h o u l d c h o o s e t h e h i g h f l e x i b i l i t y a n d a d a p t a b i l i t y o f t h e e mp t y f i e l d mi n i n g me t h o d . Keywords g o l d d e p o s i t s ; Mi n i n g p r o c e s s ; Or e d e p o s i t g e o l o g y 甘肃阳山地区位于松潘甘孜褶皱系之秦岭东西向构 造带的南段， 区内构造岩浆岩极为发育， 成矿地质条件优 越， 已发现金矿床 （点） 多处， 显示出巨大的找矿潜力 [1]。 阳 山地区地形地貌复杂，相对高差可达650m，山势陡峭，切 割较大， 为该区域的金矿资源开发与利用带来了困难。 本文 以阳山地区某金矿床为例， 分析该金矿床的深部开采工艺， 为推动该区域资源开发利用提供帮助。 1 矿区地质概况 研究区出露地层主要有 ①中元古界碧口群， 为一套浅 变质火山岩沉积岩建造， 与区内金矿化关系较密切 ； ②中 泥盆统三河口群， 为一套碎屑岩碳酸盐建造 ； ③下二叠统 为一套厚层灰岩、 白云岩、 砂岩组合 ； ④侏罗系位于矿区北 部及北东部， 为一套砂砾沉积岩。 矿床位于文县弧形构造带 内， 是该区域主要的区域性断裂构造， 呈大致平行展布的的 断裂系统，层间剪切带或者次级断裂在区域褶皱翼部较发 育， 是主要的金矿体赋存部位。 2 矿体特征 阳山某金矿床的矿床成因类型较为复杂， 矿石类型有蚀 变斜长花岗斑岩、蚀变千枚岩、蚀变砂岩和蚀变灰岩4类。 矿体走向与区域大断裂走向基本一致， 呈北东东向展布， 矿 体倾向南，倾角较大，一般大于50。矿体厚度变化较大， 厚者可达20余米，薄者约4m，矿体沿走向方向具有明显 的分段富集规律， 在垂向上具有平行等距分布的特征。 总体 上， 矿体分布受断裂构造控制明显， 在平面上呈舒缓波状展 布， 在垂向上呈脉状产出 [2]。 此外，矿床中矿体具有成群成片分布的特点，即虽然 矿脉数量极多，但是矿体位置变化较大，这为深部开采带 来了难度。根据矿脉分布规律，初步划分305、 311、 360和 370四个矿脉群。其中， 305矿脉群标高从1740m标高至 2200m标高均有矿体产出。 3 深部采矿工艺分析 3.1 矿床充水因素分析 阳山地区位于嘉陵江流域之白水江的支流， 河流从矿区 西侧流经矿区， 是矿区范围内最大的河流。 矿区地表水变化 较大， 具有随季节性暴涨暴跌的变化规律。 此外， 矿区地形 坡度变化较大， 对地表水的自然排水极为有利， 综合矿床地 质构造特征及补给特征， 认为该矿床充水因素主要包括两个 方面 一是矿区地表低洼区域分布有面积较大的黄土堆积 物、 残坡积物等， 通过下渗作用形成了孔隙潜水 ； 二是构造 裂隙带水和基岩裂隙潜水。 3.2 深部采矿方法分析 深部井下采矿过程主要包括三个方面 一是采准工作， 即通过一系列的深部巷道掘进， 准确的确定拟开采区域 ； 二 是切割工作， 即将采准区域进行切割， 开辟自由面、 落矿空 间等， 为开采矿石奠定基础 ； 三是回采工作， 是采矿活动的 收稿日期 2 0 1 9 - 0 8 作者简介 付晓刚， 男， 生于1 9 8 9 年， 甘肃敦煌人， 本科， 工程师， 研究 方向 采矿工程。 2019年 9月上 世界有色金属57 采矿工程 Mining engineering 核心， 将矿石从深部岩块中采掘出来的过程。 金属矿山的资 源与开发方式以井下开采为主， 随着采矿工艺的不断完善， 逐渐形成了不同的采矿模式， 如充填采矿法、 崩落采矿法和 空场采矿法等 [3]。 其中， 充填采矿方法是以回采工作为推进， 将采空区及时填满充填料的方式，为了维护采空区的稳定 性， 有时采用支架配合的方式进行充填 ； 崩落采矿法是随着 回采工作不断推进， 把采矿过程中不断崩落的围岩充填在采 空区的方法 ； 空场采矿方法是将矿块分割成矿房、 矿柱， 在 进行回采工作， 先开采矿房， 后开采矿柱。 3.3 深部采矿方法选择 甘肃阳山某金矿床成因类型属于破碎带蚀变岩型金矿 床， 矿石类型有蚀变斜长花岗斑岩、 蚀变千枚岩、 蚀变砂岩 和蚀变灰岩4类。 该矿床矿石类型较为复杂， 导致难以准确 的划分围岩与矿石的准确界线， 此外， 矿床由数百条矿脉组 成， 矿体形态在走向上变化较大， 常见驾驶或者高品位的石 英脉出现， 加之不同矿脉中有用组分含量变化较大， 矿体在 走向上和垂向上厚度变化较大， 具有平行排列， 尖灭再现的 特征。 因此， 在开采该矿床过程中需要采用灵活性和适应性较 强的采矿方法。 此外， 阳山某金矿床矿体整体厚度较薄， 矿 体厚度及形态变化较大， 矿体倾角变化较大， 综合属于缓倾 斜急倾斜矿体。 综合考虑该矿床矿体、 矿石等特征， 选择 空场采矿法。 3.4 空场采矿方法 空场采矿方法具有较强的灵活性和适应性， 主要适用于 矿体变化较大的深部采矿工艺。 空场采矿方法将矿块分割成 矿房和矿柱两部分， 在回采工作中首先开采矿房， 再开采矿 柱。 空场采矿法的特点包括 一是在开采矿房过程中， 必需 依靠矿柱、 围岩的自身强度支撑采空区的稳定性， 开采场地 是以敞开的形式存在 ； 二是当矿房开采完成后， 为了防止采 空区面积过大而产生突发性冒落等事故， 及时的对矿柱进行 开采工作， 并充填采空区， 一般来说， 开采矿柱与充填采空 区是同步进行的， 或者为了有效的改善矿柱开采条件， 可以 将矿房先用充填料充填， 再采用其他辅助采矿方法对矿柱进 行回采。 阳山某金矿床矿体厚度变化较大，总体上属于薄矿脉， 对于空场采矿法中薄矿脉的开采方式主要有两种形式， 一是 混采法， 即将矿石与围岩一起开采， 提高了采矿工作效率和 简化了采矿工艺， 但是显著的贫化了矿石品位； 二是分采法， 即将矿石与围岩分开， 只开采矿石， 对矿石品位不造成明显 的贫化， 但采矿工艺较为复杂。 阳山某金矿床的矿体厚度变 化较大， 总体上矿体属于薄矿脉， 并且往往出现品位较高的 石英脉， 此时若采用混采法， 极易使得矿石品位显著贫化 ； 若采用分采法， 不仅采矿效率低， 而且由于矿脉较薄， 使得 回采工艺难以掌握， 加之该矿床围岩与矿石难以准确界定开 采界线 ； 若采用掏切式开采方式， 可以有效的避免矿脉薄等 因素造成矿石贫化以及回采工艺难以准确把握的问题。因 此， 阳山某金矿床采用上山矿掏切式采矿方法， 具体工艺包 括以下几个方面 （1） 矿块划分。 阳山某金矿床中矿脉具有成群成片出现 的特征，其中305号矿脉群产出标高位于1470m2200m， 307号矿脉群位于1490m1740m标高， 314号矿脉群位于 1410m1970m标高， 313号矿脉群位于1710m2020m标 高， 340号矿脉群位于1520m2000m标高， 311号矿脉群 位于1000m2140m标高。 由上统计数据可知， 矿体产出标 高变化较大， 为开采带来了难度。 根据矿床矿体产出空间位 置， 在矿块划分过程中， 按照一定的采矿标高， 按照探矿上 山划分， 再根据矿体走向布置， 本次选择的矿块阶段高度为 30m40m， 长选择20m40m。 （2） 采切工作。阳山某金矿床围岩和矿石均较为稳固， 但矿体厚度变化较大，根据矿石及围岩稳固性能本次选择 预留矿柱直径为2m3m ；矿体沿走向变化较大，因此本 次选择沿走向方向每隔6m8m掘凿岩上山，与上阶段平 巷通达。矿体倾角一般大于50，因此，在确定布设矿房 时根据矿体倾角、矿体厚度等基本现状进行布置，目的在 于便于回采工作的开展，本次选择沿倾斜面将矿房分割成 2 ～段。 （3） 回采工作。回采工作是开采过程的核心，一般在 矿房回采中采用自下而上的方式和分步距开采的方式进 行。回采工作首先开始于凿岩工作，在岩块两侧分别开采 出 1m 宽的矿脉各一条，再进行掏采余下的 2m 矿石，采用 这种采矿方式不仅为爆破提高了效率，而且有效的减少了 采矿阻力。 综上所述， 阳山某金矿床虽然矿床规模大， 适宜机械化 程度高的大规模开采模式。 但矿体厚度变化大， 矿体形态较 为复杂，总体上属于缓倾斜急倾斜的薄矿脉，矿体空间 位置变化较大，矿体赋存最低标高为1000m，最高标高为 2200m， 矿体之间的间距较短， 仅几十米， 因此可采用一条 运输巷道， 为矿石的开采提供了方便。 4 结语 综上所述， 常见的深部采矿方式包括充填采矿法、 崩落 采矿法和空场采矿法， 不同的开采方法具有不同的适用条件 和优势， 针对某一具体的金属矿山， 资源分布特征分布也存 在较大差异， 如何选择哪种方法开采， 要结合矿山地质构造 以及矿床地质特征综合考虑选择。 阳山某金矿床矿体厚度变 化大， 矿体形态较为复杂， 总体上属于缓倾斜急倾斜的薄 矿脉， 矿体空间位置变化较大， 因此， 该矿床的开采不易使 用充填采矿法、 崩落采矿法， 而应选用灵活性高和适应性强 的空场开采方法。 [1] 魏居珍,刘云华,王海林,王志军,滕飞,韩一筱,田润青.西秦岭阳山 金矿床地球化学特征及成因探讨[J].黄金,2017,38028-14. [2] 肖倩茹,何政伟,沈睿文,林静,杨秋萍.甘肃阳山金矿床矿石特征及 成因意义[J].地质通报,2018,37071338-1345. [3] 李 石 桥 , 沈 睿 文 , 郭 俊 华 . 阳 山 金 矿 床 开 采 技 术 条 件 分 析 [J]. 黄 金,20050118-21.