第11期黄 金第23卷
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浅述留矿采矿法在我国的应用
郭建伟1,孙国飞1,朱扬明2
(1 长春黄金设计院;2 哈尔滨黄金设计研究院)
摘要:详述了我国黄金资源的特点,以及留矿采矿法的开采技术条件和采矿工艺,介绍了留矿采矿法在应用过程中存在的问题,以及改进后的多种变型方案,提出了留矿采矿法进一步完善和研究的方向。
关键词:黄金资源特点;留矿采矿法;变形方案
中图分类号:TD853 33+1 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(2002)11-0019-05
生金占13.7%;与火山沉积变质热液有关的伴生金占1.9%;与斑岩有关的伴生金占14.6%。按矿体倾角统计,缓倾斜矿床的储量占19%;倾斜矿床的储量占49%;急倾斜矿床储量占32%。按矿体厚度统计,极薄矿脉的储量占5.3%;薄矿体储量占63.4%;中厚以上矿体储量占31.3%。 矿体严格受构造控制,矿岩稳固性差,尤其是破碎带蚀变岩型矿体。按矿岩稳固程度统计,稳固的占28%;中等和中等以下稳固的占72%。
(3)品位分布不均。沿走向倾向变化大,品位变化系数一般在100%以上,并常伴有夹石和贫矿带,而且矿山实际开采品位逐年下降。
(4)矿床勘探程度低,可供设计利用的储量有限。
1 概 述
目前,我国岩金矿床开采,浅孔留矿采矿法占有相当大的比重,在急倾斜薄矿脉,矿岩中等以上稳固的岩金矿床开采中,它具有工艺简单,容易掌握,管理方便,生产能力较大,成本较低等优点,缺点是平场及处理松石工作量大,工人劳动强度大,同时大量矿石积压采场中不能及时放出,不但影响资金周转,而且还造成二次损失、贫化。
留矿采矿法经历了数十年的改进与完善,积累了不少经验,现有多种变型方案,并取得了较好的效果。据1989年黄金学会调查及近几年的统计情况,在岩金矿山采矿方法中,留矿采矿法占45%左右,并在今后相当长的一段时间内,不会下降很大,其原因在于: 岩金矿床以小型居多。据1989年底已探明矿区计算,大型矿床占4.8%,中型矿床占17.3%,小型矿床占77.9%;按20世纪90年代初岩金矿山数统计,大型矿山占4.1%,中型矿山占7 6%,小型矿山占88.3%。 根据我国人力资源比较丰富的特点及资金来源紧张的状况,近期难以达到较高的机械化开采水平,仍以人工出矿和电耙出矿为主,留矿采矿法适合上述特点。
3 留矿采矿法
3 1 适用开采技术条件
(1)留矿全面采矿法。 矿石和顶底板岩石为稳固或中等稳固,矿石不粘结,不自燃; 矿体倾角由缓倾斜到倾斜(26~55!),以倾斜矿体为主;∀厚度由薄至中厚的矿体,以薄矿体为主;#可用于形态较复杂,厚度和品位变化较大,以及底板走向和倾斜均有起伏的不稳定矿体。
(2)普通浅孔留矿采矿法。 矿岩基本稳固的急倾斜矿体; 一般适用于开采厚度0 8m以上,直至中厚的矿体;∀极薄矿脉多脉合采;#要求矿石不结块,不自燃。3.2 回采工艺
下面以电耙底部结构浅孔留矿采矿法为例,详述其回采工艺。
(1)采场构成要素:矿块沿矿体走向布置,走向
2 黄金地质资源特点
(1)矿床分布广,规模小。
(2)矿体赋存条件复杂。表现在: 形态复杂,产状多变。矿床以脉状、网状和透镜状居多,分枝复合,尖灭再现,膨胀狭缩现象严重。按矿床类型统计,裂隙充填含金石英脉型占24.5%;破碎带蚀变岩型占17.6%;细脉浸染状占5%;砂矿占12.6%;与热液有关的伴生金占10.1%;与矽卡岩有关的伴
收稿日期:2002-08-26
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长度一般为40~50m;矿块高度为中段高度,一般为40~50m;底柱5~8m,间柱6m左右,顶柱2~3m(见图1)
。
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(3)凿岩爆破:一般矿山使用YSP-45型和YT-27型风动凿岩机在采场内凿岩,B22合金钎杆,一字型硬质合金钎头,上向炮眼深度多为1.5~1.8m, 38~42mm,眼距0.6~0 8m。根据矿体厚度炮眼排列可为之字形或梅花形,根据采场长度用1台或2台凿岩机凿岩。爆破使用铵油或硝铵炸药,导爆管和火雷管起爆。
(4)矿石运搬:为满足采场工作空间要求,采场需放出爆下的三分之一矿石,由底部结构用耙矿绞车耙出,回采结束,进行大量放矿。
(5)矿柱回采:采场的顶柱和间柱与上采场底柱一起回采,采场矿石放空之前,在间柱联络道上用YGZ-90型导轨式凿岩机凿中深孔,顶柱凿下向孔,底柱凿上向孔。采场放空后,用毫秒差,半秒差或秒差导爆管起爆。
(6)空区处理:留矿采矿法空场一般进行嗣后废石充填处理。废石来自本中段或其它中段掘进工程,个别矿山通过与地表相通的井巷或专用钻孔从地表采石充填;然而更多矿山的采空区是自然冒落,不予处理。
(7)主要技术经济指标(见表1)。
图1 电耙道底部结构留矿采矿法示意图
(2)采切工程:下盘脉外布置电耙巷道,每隔4~5m布置平底出矿斗穿,在靠矿一端布置下盘出矿溜井及电耙行人井。在矿房两边掘进脉内探矿与采准天井,直通上中段,在采准天井中,每隔5m左右向两侧矿房掘进联络道,并以平底堑沟开始切割与采矿工作。
矿块生产能力
/t∃d
-1
表1 普通浅孔留矿采矿法主要技术经济指标
矿山名称招远小西南岔夹皮沟五龙二道沟乳山金厂峪
采矿工效/t∃工班
-1
采切比/m∃kt
-1
采矿损失率
/%8~1510~1315~206 6~3010~159.74.88
采矿贫化率
/%20~4030~4035~4513~4030~351923.67
炸药消耗/kg∃t
-1
木材消耗/m∃t
3
-1
采矿直接成本/元∃t
-1
35~4535~5050~6050~12040~525050~150
6~105.07.111~16.57.915.017.43
25~4031.320~251843.51410~15
0.42~∃0.50.370.50.48~0.550.380.480.32
0 0030.00450 00350.00270.0040 0030.0006
6.254.248.08
6.485.373.23
3 3 人工矿柱
近年来,留矿采矿法已向无矿柱开采方向发展,这是降低采矿损失率,提高资源利用率的一个重要手段。矿体厚度大于3m的岩金矿山,大都采用下盘脉外巷道运输,矿柱可用中深孔回采。脉厚小于2m的岩金矿山,大都采用脉内采准,除部分矿山用顺路井进行矿房回采外,一般都留有矿石顶、底柱或间柱,这些矿柱回采率低或难以回收。为此,为了降低采矿损失率,除了自始至终贯彻自上而下,由上盘向下盘的回采顺序和减少矿柱损失外,对于品位较高的矿体(按目前金价,品位一般在6~8g/t以上),4 存在主要问题
与其它采矿法相比,留矿采矿法存在如下问题:(1)机械化程度低,采场生产能力及采矿工效受到限制,主要回采作业包括凿岩、装药、撬顶、平场等工序均由人工完成。出矿作业主要通过漏斗或电耙运搬,生产能力除受到耙矿距离的限制外,还要求电耙坑道平直。如果改进底部结构,采用铲运机出矿,回采作业采用先进设备完成,则采场生产能力可以提高,采矿工效也随之增大。
(2)采矿损失、贫化大。在应用留矿采矿法开采,%
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~56%,矿石损失率平均在10%以上,矿石贫化率有的高达40%左右。
(3)矿柱未及时回收、空区不及时处理。
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半截矿块,若用普通留矿采矿法回采,须利用高漏斗颈办法解决,这样做采切工程量大,并容易造成放矿卡斗事故,因此根据矿体形态,采用斜电耙道留矿采
矿法回采。应注意的问题是首先要用坑探工程探清矿体形状及其它开采条件,其次耙道倾角不能大于30!,以避免发生耙矿事故,
耙道尾部应设通风井。
5 留矿采矿法的改进与完善
目前,留矿采矿法仍是我国中小型与地方岩金矿山普遍应用的一种采矿方法,近年来针对矿体的
赋存条件,研究并采用了一些变型方案,并取得了成功,现就几个典型方案简述如下。
(1)脉内斜坡道留矿采矿法(见图2)。在采场一端掘一条脉内探矿井,用无底柱下盘脉外装岩机出矿,从探矿天井一端后退式布置两个矿房并采用
阶梯式连续回采。
图3 静态留矿采矿法示意图
图2 脉内斜坡道浅孔留矿采矿法示意图
1∋围岩 2∋矿体 3∋斜坡道 4∋天井 5∋矿石 6∋漏斗
(2)静态留矿采矿法(见图3)。适用于围岩稳固性较差,矿石品位较低采用其它方法经济上不合算的急倾斜薄矿脉回采。该采矿法特点是在采场中央架钢溜井、用人工手推车或2DPJ-30型耙矿绞车把采下三分之一矿石从溜井放出,以此减少部分放矿对围岩的破坏。实践证明,该采矿法能够使总损失率控制在10%以下,总贫化率控制在20%以内。
(3)斜电耙道留矿采矿法(见图4)。回采边远
图4 斜电耙道留矿采矿法示意图
(4)水力冲矿留矿采矿法(见图5)。适用于下陡上缓的矿体,下部矿石由电耙放出,采到倾角缓处,大部分矿石靠采场内电耙耙运,采场采完后,靠自重放出大部分矿石,不能放出的部分利用水力强制放出。水力冲矿工艺是借助于高压水射流把采场
内矿石冲到底部漏斗的一种方法。
图5 水力冲矿工艺图
∋ 2∋∋ 4∋ 6∋ 7
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(5)无矿柱留矿采矿法(见图6)。该采矿法使用的前提条件:下盘脉外运输,每隔一个中段打一层0.5~1.0m厚的钢筋混凝土底板;空区嗣后用废石或尾砂充填,平底结构出矿,斗距5~6m,矿房中央布置一个探矿与通风天井,两侧设行人顺路井。
该采矿法的技术关键:一是在沿脉平巷回采1.5m厚第一分层矿石暂不运出,打完第二层炮眼后
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出净第一分层矿石,然后在出矿进路与下盘交接处用块石或砖砌好漏斗隔墙,安装好漏斗后,再爆下第二分层;二是当矿房回采至距上中段采场底板3.0~3.5m时,可在矿房两端顺路井上口,架设牢固的安全平台,由顺路井顶板掘3.0~3.5m天井与上中段采场底板相透,然后由顺路井后退式用YSP-45型凿岩机凿岩,眼深2.7~3.2m,
把最后一层矿石所
图6 无矿柱留矿采矿法示意图
有炮眼凿完,分段爆破,回收全部顶柱。
6 留矿采矿法应用前景
留矿采矿法在我国当今经济发展阶段中仍有一定前途,所以仍需对其进行不断地研究、改进,以提高其作业的安全性、开采的节能性、应用的经济性。6 1 留矿采矿法变型方案
由于岩金矿床赋存条件千差万别,为了扩大其应用范围,通过实践,留矿采矿法与其它采矿方法相结合而产生了一系列变型方案。
(1)留矿全面采矿法(见图7)。这是一种留矿采矿法与全面采矿法相结合的变型方案,其特点是用留矿堆作凿岩爆破的工作台,局部和大量放矿均
用耙矿绞车在采场内进行。
围岩从采场中耙运放出。应用条件是:急倾斜极薄
矿脉(0 4~0 7m),矿岩中等稳固以上。此法与削壁充填采矿法相比,可少削围岩,降低采矿成本;采矿工效较高,采场生产能力较大,空区需嗣后充填。(3)局部充填留矿采矿法(见图8)。此法是留矿采矿法与干式充填采矿法相结合的方案,用于回采急倾斜薄而矿岩中等以下稳固的矿体,或极薄矿脉开采中,以解决矿岩混采贫化率较高的问题。具体方案:矿块沿走向布置,其长度视矿岩稳固性而定,底部漏斗间距视采场中废石充填井规格而定,充填到撑木结构之充填井中的废石,既起支撑采场作用,又可降低采矿贫化,提高出矿品位。
图8 局部充填留矿采矿法示意图
图7 文峪金矿电耙出矿留矿全面采矿法示意图
6 2 机械化水平
留矿采矿法的所有回采作业,只有凿岩与出矿局部实现机械化,其余如撬顶、平场、支护、顺路井架设等都是手工作业,这妨碍了岩金矿床留矿采矿法
(2)选别回采留矿采矿法。这是留矿采矿法与削壁充填采矿法相结合的变型方案,其特点是把矿
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夏甸金矿提升系统优化与应用
郭建军1,2,江国建3,汪宗文3
(1 山东招金集团公司;2 山东科技大学;3 招远市夏甸金矿)
摘要:夏甸金矿充分利用现有的提升系统,将相邻两矿区提升系统统筹考虑,进行优化,应用取得了良好的经济效益和社会效益。
关键词:提升系统;优化;应用
中图分类号:TD53 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(2002)11-0023-03
1 引 言
夏甸金矿建矿初期,由于所探明的地质储量较小,设计生产规模仅为100t/d。随着探矿工作的不断进展,地质储量大幅度增加,在采选方面进行了几次较大的改造,日处理能力已达到600t/d。其中七号矿区的地质储量占全矿地质储量的80%以上,而现有提升系统提升能力只有200t/d左右,较大程度上制约了七号矿区生产能力的提高,同时与之相邻的北耩矿区的提升能力明显过剩。矿山充分利用现有提升系统,在两矿区-230m水平进行贯通,将两矿区合二为一,较好地解决了提升能力不配套的问题,同时为其它主要生产系统的优化提供了条件。
收稿日期:2002-06-18
2 七号矿区与北耩矿区开采及其提升系统现状
(1)北耩矿区。北耩矿区主要回采(脉一支脉,采用竖井开拓,井筒断面形状为圆形, 3.6m,提升机型号为JK-2.5-2/11.5,电机功率180kW,最大提升速度为6.65m/s,正常提升速度为4.7m/s。提升容器为2轻型双层罐笼,配重为平衡锤,最大提升深度为365m。提升能力为450t/d以上。由于北耩矿区的地质储量与设计之初有所出入,实际出矿能力仅为100t/d左右。
(2)七号矿区。七号矿区一期工程为侧翼下盘竖井开拓,井筒断面为圆形, 3 2m,提升机为GKT2)2)1-20型,电机功率110kW,2#双层铝合
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作者简介:郭建军(1967-),男,山西阳泉人,采矿高级工程师,在读博士,主要从事矿山采矿技术、管理工作;山东省泰安市岱宗大街223号,山
东科技大学研究生处博士2002,271000
的进一步完善与发展。应加强留矿采矿法中小型采矿设备应用,如撬顶与锚杆安装机,液压凿岩台车,铲运机等一系列机械的试验研究与应用,使之逐步适应于我国目前的矿山作业水平。6 3 矿柱回采及空区处理
留矿采矿法属于空场采矿法。我国岩金地下开采的矿山,每年要形成150万m的空区及造成12万t矿柱矿量永久损失,为此矿柱回采与空区处理应作为今后进一步完善与发展留矿采矿法的一个研
3
究方向。
矿柱回采可以采用无矿柱留矿采矿法工艺,其次可以用人工矿柱代替矿石矿柱,尤其矿石品位中等,矿脉连续的矿山。
新建矿山应足够的重视空区处理,并且要做到处理及时,方法适当,不要等到采空区已构成威胁再去处理;主要采用充填、崩落、隔绝封闭及开天窗等方法处理。
TheapplicationofshrinkagestopingmethodinChina
GuoJianwei1,SunGuofei1,ZhuYangming2
(1 ChangchunGoldDesignInstitute;2 HarbinGoldDesignandResearchInstitute)
Abstract:ThefeatureofgoldresourcesofChina,thetechnologyandminingconditionofshrinkagestopingmethod,theproblemsexistedintheapplicationofthismethodandeveryvarietyoftype changeprogramafterimprovementofthistechnologyaredescribed.Thefurtherperfectionandresearchesofthismethodareproposed.
Keywords:featureofgoldresources;shrinkagestopingmethod;type changeprogram
(编辑:邢万芳)