南非金矿深部开采中的地压管理技术.pdf

2 01 3年 l 2月 第 4 2卷第 6期 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i n e e r i n g 41 南非金矿深部开采中的地压管理技术 Gr o u n d c o n t r o l t e c h n i q ue s o f g o l d mi n e s d e e p mi n i n g i n S o u t h Af r i c a 刘 绍 君 ， 胡 宪铭 1 ． 金诚 信矿业管理股份有 限公 司 ， 北京 密云 1 0 1 5 0 0 ； 2 ． 中国黄金集团公司 ， 北京 1 0 0 0 1 1 摘 要 目前 ， 南非的黄金产量有近 6 0 ％ 以上来 自2 5 0 0 m以下的地 下深部矿床 ， 最 大开采 深度 已经达到 3 7 7 7 m。深 部开采 中 所遇 到的技 术难题之一是地压 管理 ， 特别是岩爆监 测预 防。 多年 来 ， 南非金 矿在 深部 开采地 压管理 方面进行 了大量的研 究 ， 开发 了许 多实用技术 ， 积 累了丰富 的经验 。本 文介 绍南非金 矿深部 开采 的技 术条件 以及在 不 同条 件 下采取 的地压 管理 措施 和技 术特 点 ， 对我 国矿 山深部开采解决类似 问题 具有很好 的参考价值 。 关键词 南非金矿 ； 深部开采 ； 地压管理 Abs t r ac t Abo ut 6 0％g o l d pr o du c t i o n i n S o u t h Af r i c a c o me s f r o m t h e d e p o s i t s wh i c h a r e mo r e t h a n 2 5 00 me t e r s d e e p a t p r e s e nt ， a n d t he d e e pe s t mi n i n g i s 3 7 7 7 me t e r s u nd e r g r o u nd ．On e o f t h e t e c h ni c a l p r o b l e ms i n de e p l e v e l mi ni ng i s g r o u nd p r e s s u r e c o nt r o l ， e s pe c i a l l y t he mo ni t o r i n g a nd pr e v e nt i ng o f r o c k b ur s t ．Ov e r t h e y e a r s， a l o t o f r e s e a r c h wo r k s o n t he p r e s s u r e c on t r o l f o r d e e p mi n i ng h a v e be e n d on e， a nd ma n y p r a c t i c a l t e c hn o l o g i e s ha v e be e n d e v e l o pe d i n t he g o l d mi ne s o f S o u t h Af r i c a， a n d a b un d a nt e x p e r i e nc e h a v e b e e n g a t h e r e d ．Thi s p a pe r i nt r o d uc e d t h e de e p mi n i n g c o n di t i o ns ，t h e me a s ur e s a nd t e c h n i c a l f e a t u r e s o f un de r g r o un d pr e s s u r e ma n ag e me n t u n de r d i f f e r e nt mi n i n g c o nd i t i o ns o f S o u t h Af r i c a n g o l d mi ne s， wh i c h pr o v i d e d r e f e r e n c e s for d ee p mi n i n g wi t h s i mi l a r p r o b l e ms i n Chi n a． Ke y wo r ds S o ut h Af r i c a g o l d mi ne； de e p mi n i n g； g r o un d c o n t r o l 1 前言 随 着全 球经 济 的不 断 发 展 ， 特 别 是 新 兴 经 济体 的快 速 崛起 ， 全球 金 属材 料 的需求 迅速 增 加 ， 从 而促 进 了世 界 范围的矿产资源开发速度不断加速。其结果是全球矿产 资源的加速消耗 ； 容易开采 、 易于开发利用的矿产资源迅 速枯 竭 ， 浅部 资 源迅 速 耗 尽 。不 得 不 转 向地 下 深部 资 源 的开发 利用 ， 特 别是 全球 的 黄金 开采 业情 况尤 为 突出 。 2 深部开采 2 ． 1 南非 深部 开采 情况 曾经 的世界 第一 产金 大 国南 非 ， 其 黄金 产 量 从 1 9 3 3 年 到 2 0 0 0年 曾 经连 续 6 O多 年保 持 在 4 0 0 t 以上 ， 甚 至 创 下超过 1 0 0 0 t 的纪录。据有关文献统计 以 ， 到 2 0世纪 9 0年 代末 期 ， 南 非 已经 有将 近 5 0 ％ 的黄 金产 量 来 自 2 5 0 0 m以下的深部地下矿床。而到 2 0 1 1年这一 比例上 升到 6 0 ％以上 ， 预计到 2 0 1 5年 ， 南非 5 0 ％的黄金产量将 来 自3 0 0 0 m 以下的超深矿床 ， 如图 1和图 2所示。其 中， 安格鲁 阿善提黄金公司的 Mp o n e n g金矿 ， 其开采深 度 在 2 0 1 1年 已经达 到 3 7 7 7 m。个 别 金 矿 的 规划 开 采 深 度 达 到 6 0 0 0 m。南 非 三 大 黄 金 公 司 在 南 非 境 内 的金 矿 的开采深度及产量情况见表 1 。 4 2 中国矿 山工 程 2 0 1 3 年 第 4 2 卷 、 嚣 丑 删 开采深度 ， m 图 l 南非金矿不 同开 采深度 的产量 比例 l l 0 6 0 丑 血6 4 0 { L 2 0 f l -”_ 、 --一19 9嗍7 计it 一 、 ＼ 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 00 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 【 x 】 4 0 0 0 4 5【 x 】 开采深度 ， m 图 2南非金矿不 同开 采深 度累计产 量比例 表 1 南非三大黄 金公 司在 南非境 内金矿的 开 采深 度及产 量 值 注 资料来 自各公 司年报 。安格鲁 和金 田公司 的数据为 2 0 1 1年实 际完成情况 ， 哈默尼公司为 2 0 1 2年数据 。 为 了应对 深部 开 采 带来 的诸 多 特殊 问题 ， 南 非 黄金生产 企业 及 其 相 关 行 业 开 展 了 多 种 形 式 的研 究 ， 在深 部开 采方 面开发 了一 系列实 用技 术 ， 积 累 了 丰富的经验。在 1 9 9 7年 ， 由南非兰德大学 、 南非科 学 与工业 研究 委员 会 采 矿 技术 分 会 、 南 非 矿业 协 会 以及南 非研 究开发 基金 共 同发起 了一个综 合性 研究 计划 “ 深 部 矿 山 ” 研 发 计 划 。该 计 划 集 中 了 南非矿 业界 产学研 的科 技 力 量 ， 利 用行 业 的 研 发基 金 ， 旨在为超深开采开发安全高效 、 经济合理开采技 术 。在该 研发计 划 之 下 ， 设 立 了深 部 矿体 地 质 勘探 与评 价 、 深 部矿 山规 划 设 计 、 深 部 竖井 设 计 与施 工 、 深部开采提升运输系统 、 超深井巷支护、 深部矿体采 矿 方法 、 深部 开采采 场支 护 、 岩 爆 监测 与预 警 、 通 风 制冷、 职业健康与安全等 1 4 5个 子项 目。参与该课 题计划的研究人员多达 2 5 0余人 ， 截止 2 0 0 2年累计 投入研发资金 6 5 2 0万兰特 约 1 0 3 0万美元 。 另外 ， 深部开采 的课题 ， 在全球矿业领域越来越 受到重视， 在南非等矿业发达国家的主持下， 迄今已 经 召开 6次深 部开 采 的国际学 术研讨 会 。 2 ． 2 我 国 的深部资 源开 采情 况 我 国的情 况 也 不例 外 ， 深 部资 源 开发 具 有很 大 的潜力 可挖 。尽管 目前 我 国黄金工业 对 黄金资 源 的 开发利 用大 多数还 停 留在 1 O 0 0 m 以上 ， 1 O 0 0 m 以下 资源的勘查开发基本上还是刚起步 ， 甚至包括其它 金 属 矿 山开 采 深 度 超 过 1 O 0 0 m 的也 为 数 不 多 。 其 中 ， 云南 会 泽 铅 锌 矿 开 拓 深度 1 5 7 8 m， 目前 采 矿 深度 达 1 3 0 0 m； 辽 宁 红 透 山 铜 矿 开 采 深 度 已 达 1 2 0 0 m； 辽宁本 溪思 山岭 铁 矿正 在 施 工 的 竖 井 深度 设计为 1 5 0 3 ． 9 m。过去十多年 ， 探明资源消耗非常 快 ， 近几年每年平均消耗地质资源大约 5 0 0 t 以上。 所 以 ， 加强 对深部 资 源 的勘 探 和 开 发利 用 意 义 非 常 重大 。首先 ， 这 是应对 浅部 资源加 速消 耗 ， 维 持 黄金 工业可持续发展 的需要。其次， 在 已有矿 山开发深 部资源， 可以最大限度地利用和发挥现有基础设施 和矿山开采系统的作用 ， 减少矿山基本建设投资 ， 提 高整个行业 的整体效益。但是 ， 我 国黄金工业 ， 乃至 整个矿业领域 ， 对深部开采技术研究较少 ， 更重要 的 是缺乏生产建设的实践经验。充分了解和研究国外 矿 山深部 开采 的案 例 ， 特别 是 南 非 金 矿深 部 开 采 的 技术 开发 和应用 ， 对 于 我 国黄金 资 源 深部 开 采 技 术 的开 发具有 非 常重要 的意义 。 2 ． 3深度 开采分 类 根据矿床在不 同开采深度所面 临地压的问题 ， 第6 期 刘绍君 等 南非金矿深部开采中的地压管理技术 4 3 国内一些专家将矿山开采深度分为四大类 。 1 开采 深度 小 于 3 0 0 m， 称 浅 部 开 采 。在 此 深 度 内采 矿 时 ， 一 般 地 压 显 现 不 严 重 。 即使 发 生 地 压 活动 ， 也属静压问题 ， 易于处理 。 2 开采深度 为 3 0 0～5 0 0 m， 称为 中等 深度开 采。在此深度 内采矿时， 根据矿体赋存条件 、 矿岩 的 物理 力学 性质 ， 在 掘进 采准 巷 道或 开拓 的过 程 中 ， 可 能发生轻度岩爆 ， 如岩石弹射等现象 。 3 开 采 深度 在 5 0 02 O 0 0 m 为深部 开 采 ， 在 此 深度下开采 ， 存在 由于地压产生的严重应力灾害 的 危险 ， 地热 、 通风对开采作业构成重要影响。 4 开采深度超过 2 O 0 0 m为超深开采 ， 岩体开 始 向塑性 发展 ， 原 岩应 力呈 现 流体压 力 特征 。 而南 非则 把上 述分 类 分 别 确定 为 1 O 0 0 m 以 内为 浅 部 ； 1 0 0 0～2 O 0 0 m 为 中等 深度 ； 2 0 0 0～ 3 O 0 0 m为深 部开 采 ； 3 O 0 0 m 以上 为 超 深 开 采 。南 非 有 的专家认为 3 5 0 0 m以上为超深开采 。 3 南 非金矿深部开采 的工程技术条件 根据 美 国地 质 调查 局 的数 据 ， 南 非 黄金 的基 础 储量为 3 6 O 0 0 t ， 储量为 6 O 0 0 t ， 居世界第一位 ， 约 占 全球黄金资源储量的 4 0 ％。 南非 9 8 ％的黄金 矿床分布于德兰省 和 自由省 交界处的维特 沃特斯兰德盆地 Wi t w a t e r s r a n d ， 简 称兰 德盆 地 。兰 德 盆 地 长 约 2 8 0 k m， 宽 1 4 0 k m。世 界几 大黄 金生 产 商 ， 如 安 格 鲁 、 金 田 、 哈莫 尼 的大 型 金矿都集 中在这一 区域。该地 区共有 7个矿 田， 主 要产 金 的矿 山约 3 5座 。其 中金 田公 司 的得 律 方 丹 金矿 ， 现在 的年产量约 7 0 t 左右。 绝大多数矿床产于独特的古砾岩型金铀矿床 ， 属于元古代原始地 台坳陷及原始地槽坳陷区的含金 或含金一铀砾岩金矿 ， 是世界各类金矿中储量 、 产量 最大的矿床类 型。矿石矿物以砾岩为 主， 少量为石 英岩 。南非这种砾岩型金矿床 的特点是矿体连续 ， 倾 角 较 缓 ， 厚 度 较 薄 一 般 12 m， 大 多 数 不 足 1 1T I ， 品位较高且 比较稳定 一般为 6～2 5 g ／ t 。如 图 3所示 ， 兰德型金矿床延伸达数千米深 ， 主要含金 矿层为上部 的文特斯 多普 接触型矿脉 V e n t e r s d o r p C o n t a c t R e e f ， 简称 V C R 和下部与之平行分布 的碳 质主导型矿脉 C a r b o n L e a d e r R e e f ， 简称 C L ， 倾 角 1 0 ～ 3 0 。 ， 大部 分矿体的倾角在 2 0 。 左右 。矿体 形状 为板 状 ， 上 下 盘 围 岩 也 多 呈 板 状 ， 岩 石 比较 坚 硬 ， 稳 固性 较 好 。 明竖井 明竖井 ．文特 斯多普 接触型 矿脉 ． ／ 百 竖 井r 蒜 耋 薹 盲 竖 井 碳 质 主 导 脉 、 ≤ 芸 誊 ； j ； 、 图 3 南非兰德型金矿脉开采条件示意 图 由于兰德型金矿床的特性极大地限制 了大规模 机 械 化采矿 方 法在南 非 金矿 开采 中的应 用 。在 南非 金 矿 开采 中应 用 最 为 广 泛 的 采 矿 方 法 为 长 壁 式 开 采 ， 这 种方 法原 来是 薄煤 层 开采 的主要 方 法之一 ， 南 非将其移植到黄金开采 中开发了许 多变形方案 ， 但 基 本 原理 没有 本质 上 的改变 。在 采场 凿岩 采用 手持 式风动凿岩机 ， 出矿用传统的电耙 ， 中段运输采用有 轨 电机车。在南非深部开采中应用比较普遍 的采矿 方 法 如 图 4、 图 5所示 。 平面图 ‘ ’． 蠢i ． ． ● ● -T 五 啪f， 1 I肾I ” 1 距 2 2 c m孔距 一 剖面图 图 4逆 倾 向 推 进 的 长 壁 式 盘 区采 矿 法 4 南非金矿深部开采 的地压管理及 岩 爆监测预 防技术 据统计 ， 在南非的黄金矿山， 由于岩爆和岩石 冒 落事故造成 的工伤人数 占全部 工伤事故 总人数 的 2 5 ％ ， 而 其 中 5 0 ％ 的死亡 事故 与岩 爆 和 冒落有 关 。 对于深部 开采 的岩爆 问题 ， 南非一些金矿早在 2 0世 纪 5 0年代 便 开始 有计 划 的研 究 。但 当时 的主 要 目的是为采矿方法 、 井巷掘进服务 ， 研究的范围仅 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ l 2 3 4 5 蔼掰 鞠嘲裔翘 4 4 中 国矿 山工程 2 0 1 3 年 第4 2 卷 电 A⋯A剖面图 非 比例 耙矿道E 互习 废石墙 m 轨道 J溜井 图 5 逆倾 向推进的长壁式盘区采矿法 限于局 部地 压显 现情 况 的监 测 与治理 措施 。 比如采 场局部卸压 技术 、 井巷支 护与监 测技术 等。7 0年 代 ， 微震技术开始引入对岩体应力活动 的监测 ， 并很 快 得到 广泛 应用 。8 O年代 ， 有 的研 究者 将 次声 技 术 应用到对岩体的监测 中。到了9 0年代 ， 大部分金矿 的开采深度超过 2 O 0 0 m， 深部岩体的地压管理 问题 日渐 突出 ， 因而也 加 速 了各 种技 术 的开 发 与综 合 应 用 。其 中南非的安格鲁黄金公司还成立了专门从事 岩爆研究的机构 。特别是计算机模拟技术 的迅速发 展 ， 极大地促进了岩体力学理论在地压管理方 面的 应用。微震技术 、 数字通信技术 的不断升级， 为地压 活动研 究 和 岩 爆 监 测 与 预 防提 供 了 坚 强 的 技 术 支 撑 。现在 ， 南非的深部开采金矿基本上都建立 了完 善 的岩 震监 测 系统 ， 可 以及 时 观测岩震 情 况 ， 采 集岩 震 数据 ， 以便技术 人 员 对 岩 体地 压 活 动 进 行分 析 判 断 ， 并 且定 期提 出分 析报告 ， 提 出采取 地 压管理 措施 的建议 。 南 非黄 金矿 山深 部开 采地 压管理 研究 的 主要特 点 如下 。 1 注重 宏观 研究 与 微 观研 究 的 结 合 。首先 从 深部矿体所处的原岩应力环境入手 ， 通过理论分析 和实 际测定 ， 对矿 区 深部 的原 岩应 力 场 分 布 进行 数 字描述 ， 建立 相应 的数学 模 型 ， 作为 整个 矿 区地 压管 理 的基 础 。 2 将 地 压 管 理 研 究 与 矿 区 地 质 工 作 结 合 起 来 。专 门研 究矿 床 及其 围岩 中 断层 、 节理 、 裂 隙 、 弱 面 、 夹 层等 各种地 质构 造对 应力分 布 、 岩 震传播 的影 响 ， 以及这些地质构造在岩体开挖活动中的变化情 况和表现形式等。 3 详细研究开采活动与地压活动的联系。深 入研 究开 采活 动与 岩震 的关 系 ， 二 者在 时 间 、 空 间上 的变化情 况 。为此 ， 对 开采 工 艺 的每个 环 节 前 后岩 体 中的岩 震情况 进 行 连续 观 测 ， 特 别是 爆 破 落 矿前 后 的岩震 变化 情 况 。从 而找 出开 采 活动 几 小 时后 、 几天后 ， 岩震和岩体地压的变化规律 ， 以及开采活动 在空间上对岩震和地压分部 的影响范 围， 进 而为采 场 顶板维 护 和岩爆 防治提 供技术 依据 。 4 采 取 多种措 施 强化 采场 顶 板 维护 。 由于 南 非金矿床 的特殊地质赋存条件 ， 其采矿方法基本上 以长壁式 为 主 ， 采 场地 压 活 动 的破 坏 性危 险主 要 是 顶板闭合 ， 如图 6所示。为了应对这种情况 ， 南非金 矿在深 部开采 中对采 场采取 了多种 支护方 式 。 除 了必须 预 留的 间柱 、 顶底 柱之 外 ， 采 场支 护主要 用 传 统 的木 垛 支 护 、 枕木一 混 凝土 枕 交错 的复 合垛 支 护， 木垛又分为空心垛和实心垛 ， 见图 7 。局部还采 用液压支柱临时性 支护 ， 以便对开挖后的顶板提供 快 速支 撑 。 图 8是一种钢管与坑木 的复合型点柱， 将坑木 车削后 套入 钢管 ， 坑木 比钢管 略长 ， 这样 可 以利 用坑 木 的柔性 ， 便 于使 点柱 紧密地 与顶底 板接 触 ， 外 套 的 钢管既可以增加点柱的强度 ， 又能防止坑木的腐烂。 这种点 柱一 般用作 永久 性支 护措施 。 根 据 调查 研 究情 况 ， 南 非金 矿 深 部 开采 中岩爆 的主要表现形式有 5种 工作面爆裂， 如图 9所示 ； 断层滑动； 岩墙接触错动； 矿柱垮塌 ； 采空区冒落。 为 了应 对工 作 面爆 裂 的情 况 ， 可 以采 取 卸 压爆 破的措施 。即在工 作 面 回采之 前 ， 先 在 矿 体 下 盘 按 照一定 角度 打一个 中深 孔 ， 进 行预先 爆破 ， 以此部分 图 6 采场破坏形式示意图 第6 期 刘绍君 等 南非金矿深部开采中的地压管理技术 4 5 a实心垛 b 宅 心垛 复合实心垛 图 7 南非金矿采场顶板支 护方式示意图 经 削的蚓木 壁厚4 mm、 直径 1 5 0 m m的钢管 图 8 复合点柱示 意图 图 9 工作面爆裂示意 图 木枕 混 凝 士枕 地释放集 中在工作面的应力 ， 使 回采工作在较小 的 应力环境下进行 ， 从而保证 采场作业 的安全 ， 如 图 1 0所 示 。 图 1 0 工作面 卸压爆破示意 图 5 对我 国金 矿深部开采 的启发 通 过对 南非 金矿 深 部开 采技 术 的发 展过 程与 工 程技术在实际应用 中特点 的了解 ， 对照我 国矿山的 开 采技术 现 状 ， 可 以得 到 以下 几个 方 面启 发 和认识 。 1 深部 开 采 涉 及 的技 术 问题 范 围广 、 影 响 因 素复杂 ， 决不能简单地认 为仅是地压和地热的问题。 否则 ， 只能解决局部的问题， 更不能适应深部开采的 迅速发展 。因此 必须进 行全 面 的调 查研究 ， 从工 程地 质条件 、 开采技术 、 工程技术 标准 、 生产建设 安全 、 环境 保护和职业健康等各个方面进行综合考虑。南非 的 “ 深部矿山” 技术开发计划的实施值得参考和借鉴。 2 应该充分发挥社会协作 机制的作用 ， 不 能 仅靠一两家研究机构单打独斗。应该通过矿业技术 联盟或者其它形式的协作机制 ， 统一组织研究力量 ， 制定 详细 的 开发研 究 战略 和计 划 ， 明确分 工与 职责 ， 分步实施 ， 定期检查 。以期早出成果 ， 服务行业 。 3 因为深 部开 采 涉及 许 多 工程 技 术 标 准 问题 和生产建设的安全问题 ， 需要通过行业提 出， 建议相 关部门尽快组织专家研究制定相应的工程技术标准 和安 全 规 程 。如 竖 井设 计 、 提 升 机 、 钢 丝 绳 ， 深部 制 冷 、 通 风 、 排 水 等 。 [ 参考 文献 ] [ 1 ] P i c k e r i n g R G B ． D e e p l e v e l m i n i n g a n d t h e r o l e o f R D [ J ] ． T h e J o u r n a l o f t h e S o u t h A f r i c a n 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， Se p t ／Oc t ， 1 9 96 1 7 31 7 6． [ 2 ] Wi l l i s P H ． T e c h n o l o g i e s r e q u i r e d f o r s a f e a n d p r o fi t a b l e d e e p l e v e l g o l d m i n i n g ， S o u t h A fr i c a [ J ] ． C I M B u l l e t i n ， 2 0 0 0， 9 3 1 0 3 6 1 5 11 5 4 ． [ 3 ] D u r r h e i m R J ， D i e r i n g D H ． T h e t r a n s f e r o f k n o w l e d g e p r o d uc e d b y t he DEEPMI NE Re s e a r c h Pr o g r a mmeA c r i t i c a l e v a l u a t i o n[ J ] ． T h e J o u r n a l o f T h e S o u t h A fr i c a n I n s t i t ut e o f Mi ni n g a nd Me t a l l u r g y，J u l y ／Au g us t ，2 0 02 2612 68 ． [ 4 ] 胡社荣等 ． 千米以上深矿井 开采研究 现状 与进 展 [ J ] ． 中 国矿 业 ， 2 0 1 1 ， 7 1 0 51 1 0 ． [ 5 ] 深部开采深度分类 、 开 拓与采 准． 选 矿技术 网． h t t p ∥ WWW． mi ni ng l 2 0． c o m／ht ml ／08 0 8／ 2 00 8 081 8 1 2 2 98． a s p ． [ 6 ] S c h w e i t z e r J K， J o h n s o n R A． G e o t e c h n i c a l c l a s s i fi c a t i o n o f d e e p a n d u l t r a d e e p [ J ] ． M i n e r a l i u m D e p o s i t a ， 1 9 9 7 ， 3 2 3 3 53 4 8 ． [ 7 ] D i e r i n g D H ．U l t r a d e e p l e v e l m i n i n g --f u t u r e r e q u - i r e m e n t s[ J ] ． T h e J o u r n a l o f T h e S o u t h A fr i c a n I n s t i t u t e o f Mi ni n g a nd Me t a l l ur g y， Oc t o r be r， 1 9 97 2 4 92 5 6． [ 8 ] M o s e n t h a l H G ．S t o p i n g i n Wi t w a t e r s r a n d g o l d m i n e s d u r i n g t h e p a s t f o r t y y e a r s[ J ] ． T h e J o u r n a l o f T h e S o u t h A fri c a n 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 ， 1 9 9 0， 9 0 9 2 4325 5． [ 9 ] Wi l l i s P H ． T e c h n o l o g i e s r e q u i r e d f o r s a f e a n d p r o fi t a b l e d e e p l e v e l g o l d m i n i n g [ J ] ． C S I R B u l l e t i n ， J a n u a r y ， 2 0 0 0 1 51一l 5 5． 下转第 5 2页 5 2 中国矿 山工程 2 0 1 3 年 第4 2 卷 表 1 使用水 力分级 机和 旋流 器生产指标对比 表 2旋流器代替分级机前后直接费用情况对 比 注 指标对 比是 2 0 1 1年 7月 2 1日至 2 0 l 3年 2月 2 0与 2 0 0 9年 6 月 2 6日至 2 0 1 1年 7月 2 0日指标之差 。 段磨 矿 细度提 高 近 4 ％ ， 由于 一 段磨 矿 改 善 ， 二段 磨 矿 的细度 也增 加 2 ％ 以上 ， 扫 选 浓度 也 有 所提 高 ， 在 原矿品位降低 的情况下 ， 浮选回收率基本持平 ， 尤其 是 由于 旋流 器故 障 率 大 幅降 低 ， 设 备 运 转 率 和处 理 能力 提 高 ， 整个 选 厂一年 多处 理 4万多 吨矿 石 ， 在 原 矿品位有所下降的情况下 ， 回收率基本维持不变 ， 精 矿 品位 和精矿 折 价 系数 有 所 提 高 ， 运 输 成本 反 而 下 降 ， 给企 业带来 的效益 明显 。 2 生 产 成 本 情 况 。 为 了 了解 生 产 成 本 情 况 ， 对前后两段生产的分级设备材料消耗和电力消耗情 况进行统计分析 ， 如表 2所示 。 根据镇沅选矿厂三年多的生产数据统计 ， 选厂 将分 级 机改 为旋 流器后 ， 由于使用 砂泵 功率 较 大 ， 电 耗将 比分级机 的电耗 有 较 大 幅 度增 加 ， 但 材料 消 耗 反而大幅减少 ， 两者相比， 使用旋流器的全年使用费 用低 于分 级机 2万多 元 ， 如 果 再 考 虑使 用旋 流 器 每 年多 处理 的矿 石 量 ， 在 云南 镇 沅金 矿 2 0 0 0 t ／ d选 矿 厂 ， 使 用旋 流器 作 为第一 段磨 矿作 业 的分级 设备 ， 既 各项生产成本指标 费用对 比／ 元 材料消耗／ 元 包 括分级 机新 大轴 l 根 、 修 复大 轴 1根 、 衬板 、 螺栓 、 尾 部支撑 座 等 ； 旋 流器 系统 砂 泵 叶 轮 、 盖板 、 轴承 、 前后护板 、 填料箱 、 螺栓 、 蜗壳 等所有材料 动力消耗／ 元 5 2 7 3 6 4 2 3 4 0 2 总体相差／ 元 注 费用对 比是 2 0 1 1年7月 2 1日至2 0 1 3年 2月2 O与2 0 0 9年 6 月 2 6日至 2 0 1 1年 7月 2 0 H费用之差。 大 幅提 高 了设 备 的运 转 率 ， 也 极 大地 提 高 了企 业 的 经 济效 益 。 3 投资费用分析。当时所购 3 m双螺旋分级 机 的价格 是 2 0 0多万 元 ， 加 上厂 房 、 基础 、 安装 等 ， 仅 水 力 分级 机 的基 建 投入 超 过 3 0 0万元 ， 而 整 个旋 流 器设 备 、 砂 泵 、 支 架 加安 装 不超 过 1 0 0万元 ， 两者 相 差 2 0 0多 万元 ， 在一 次投 资 方 面水 力 旋 流器 也 比分 级 机有 较大优 势 。 6 结语 对 于 地 处 偏 远 山 区 的 云 南 镇 沅 金 矿 来 说 ， 2 O 0 0 t ／ d 选 矿厂 的一 段磨 矿 分 级设 备 采 用 水 力旋 流 器代替分级机是成功的。旋流器生产虽然电力消耗 比分级 机高 ， 但分 级机 的维护 、 保养 费用 远高 于旋 流 器 ， 两 者基本 可 以抵 消 ， 而采用 旋流 器带来 的设 备运 转率提高和设备处理能力提高， 大大提高 了选厂的 处 理矿 石量 ， 从 而提 高 了企业 的经 济 效 益 。如 果再 考 虑设 备基建 费 用 ， 旋 流器 要 比水 力 分 级 机 具 有 巨 大优势 。所 以 ， 不 要局 限于传 统工 艺选择 传统设 备 ， 要 从 现代技 术和 实际 出发 ， 要 勇 于打破 常规 ， 以企业 效 益 、 生产管 理 为出发 点 ， 为企 业 的长远 发展考 虑 。 [ 参 考 文献 ] [ 1 ] 选矿设计手册 编委会． 选矿设 计手册 [ M] ． 北京 冶 金 工 业 出版 社 ， 1 9 8 0 ． 1 5 81 6 7． [ 2 ] 贵金属 生产技术实用手册 编委会． 贵金属生产 技术 实用手册 上 册 [ M] ． 北 京 冶 金工业 出版 社 ， 2 0 1 1 ． 6 3 4 6 4 4 上接 第 4 5页 [ 1 O ] B r o w n E T ． P r o g r e s s a n d c h a l l e n g e s i n s o n l e a r e a s o f d e e p mi n i n g[ M] ． D e e p Mi n i n g 2 0 1 2 ， I S B N 9 7 8 0 98 061 5 4 8 7 12 4． [ 1 1 ] O g a s a w a r a H， S a t o S ， S ．N i s h i i ， N ．S u mi t o mo e t a 1 ． S e mi c o n t r o l l e d s e i s mo g e ni c e x pe r i me n t s i n S o u t h A fr i c a n d e e p g o l d m i n e s[ J ] ． T h e J o u r n a l o f T h e S o u t h Afri c a n 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 ， Ma y ／ J u n e， 2 00 2 2 432 50． [ 1 2 ] A． M． Mi l e r ， S ． M． S p o t t i s w o o d ． S t r o n g g r o u n d m o t i o n a n d s i t e r e s p o n s e i n d e e p S o u t h A fr i c a n m i n e s[ J ] ．T h e J o u r n a l o f T h e S o u t h A i c a n I n s t i t u t e o f M i n i n g a n d Me t a l l u r g y， Au g， 20 0 5 51 5 5 24．