留矿全面采矿法在某金矿的研究与应用

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有　色　矿　冶

Vol．３５．№５

October２０１９

)文章编号:１００７－９６７X(２０１９０５－２１－０３

留矿全面采矿法在某金矿的研究与应用

王洪锐,王子云,张永华,沈成平,吴永久,张碧辉

()辽宁科技学院资源与土木工程学院,辽宁本溪１１７００４

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摘　要:分析了采矿方法选择的基本要求及影响因素,结合某金矿的地质状况及开采技术条件,充

分考虑各方面因素,选取了技术上可行、经济上合理的采矿方法并进行了采矿工艺的设计.期望对采矿方法选择和优化有所借鉴.

关键词:采矿方法,留矿法,全面法,留矿全面法中图分类号:TD８５３．３３　　　文献标识码:A

　　空场采矿法是生产效率较高而成本较低的采矿

方法,在国内外各类矿山得到了广泛的应用.空场先采矿房,后采矿柱,开采矿房时用矿柱及围岩的自然支撑力进行地压管理,开采空间始终保持敞空状态.留矿采矿法和全面采矿法便是空场采矿法的两种典型方案.这两种方法都适用于围岩中等稳固以上、矿体厚度中厚以下的矿体.但留矿法适用于急倾斜矿体,便于矿石运搬和放矿;全面法适用于微倾斜、缓倾斜矿体.对于倾角介于缓倾斜和急倾斜之

]１

,采矿法的基本特点是[将矿块划分为矿房和矿柱,

２　采矿方法的选择

采矿方法,简而言之就是从矿块中采出矿石的

方法,是地下采矿设计非常重要的内容.在进行矿床开采设计时,必须根据矿床的地质和采矿技术条件,选择出最优的、适合该矿床的采矿方法.正确选择采矿方法对矿山生产有着极其重要的作用,适宜的采矿方法不但可以提高矿山的劳动生产率、矿石回收率,并在保证安全生产的前提下降低采矿成本及后续选冶费用.

２．１　采矿方法选择的基本要求２

在进行采矿方法选择时,首先要保证工人在开

[]

间的矿体,则需要综合利用这两种采矿方法的优点,对矿床进行科学有效的开采.

１　矿床地质概况及开采技术条件

采过程中安全生产和有良好的作业条件,保证矿山能够安全持续地进行生产.同时,要保证所选的采矿方法贫损指标小、回收率高、矿石质量好,这对于充分、合理地开采地下矿产资源非常重要.另外,要尽可能选择生产能力大、劳动生产率高的采矿方法.比如,减少多阶段作业,以利于生产管理和实施强化集中开采.在采矿方法方案比较过程中,不仅要考虑矿石回采成本,还要考虑矿石加工成本,以达到最好的综合经济效益.

２．２　采矿方法选择的主要影响因素影响采矿方法选择的因素很多,主要包括地质

]２

.矿床地质条件对于采条件、开采技术经济条件[

体上下盘围岩稳定,呈脉状产出,矿石品位较低.矿区构造以断裂为主,褶皱次之,且断裂构造控矿作用明显.矿石结构构造较简单,结构以半自形－他形粒状结构为主.近矿围岩主要有花岗岩、石英砂岩和细粒闪长岩.矿体连续性较好,夹石不发育.

矿床为隐伏矿体,位于当地侵蚀基准面以下,属裂隙直接充水矿床.目前地表水与地下水相互联系较小,矿区水文地质条件中等.

矿区工程地质勘探类型属第二类块状岩类,块状构造,一般岩体稳定性较好.矿区地形地貌条件简单,矿体埋藏深度大稳定性较好.矿区工程地质条件复杂程度为中等.矿区地表自然现状良好,环境地质条件复杂程度为中等.

,某金矿矿体平均厚度３米,平均倾角为４矿５°

矿方法选择有直接影响,起控制性作用,因此必须具备充分可靠的地质资料,才能进行采矿方法选择.开采技术经济条件主要包括地表是否允许陷落、加工部门对矿石质量的技术要求、技术装备与材料供

().项目编号:L２０１９lkc－０５yj

;项目编号:∗基金项目:２０１９年度辽宁省省级大学生创新创业训练计划项目(２０１９１１４３００５１)２０１９年度辽宁省教育厅科学技术研究项目

,作者简介:王洪锐(男,汉族,辽宁鞍山人,辽宁科技学院２１９９８—)０１７级采矿工程专业在读本科生.

∗∗收稿日期:２０１９－０６－１８

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有　色　矿　冶　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第３５卷

应、技术管理水平等.影响采矿方法选择的因素在不同的条件下所起的作用也不同,必须针对具体情况,全面、综合考虑后选出最优的采矿方法.２．３　采矿方法的选择

对矿床地质条件进行了调查研究,取得足够的有关数据及对开采技术经济条件了解清楚之后,即可根据上述基本要求选择采矿方法.

(法优化与选择系统”登记号:进行２０１９SR０１３６５７０)本文利用笔者开发注册的计算机软件“采矿方

矿方法基本结构示意图见图３.

采矿方法初选.该采矿方法优化与选择系统是一款用来对采矿方法进行优化与选择操作的系统,该系统能够对采矿方法方案录入、编辑、优化操作.并可以根据矿区信息来对其方案进行最优匹配选择操作.系统极大的提高了用户对矿区采矿方案的选择效率.初选给出了五个备选的采矿方法,如图示.

１所图采矿方法初选

在初选的基础上１　,利用优化系统对备选的采矿方法进行进一步优化选择,如图２所示.

图通过分析可知,２该金矿矿体上下盘围岩稳定　采矿方法优化

,呈脉状产出,矿石品位较低,因此可以考虑选择空场采矿法;从矿体厚度来看,该金矿属于薄矿体,既适合留矿采矿法,也适合全面采矿法;但是从矿体倾角来看,该金矿属于倾斜矿体,既不适合留矿法借助重力放矿,也不适合全面法工人在底板作业.因此可以考虑将留矿法和全面法二者结合,即把留矿法崩落的矿石暂留在矿房的回采工艺及全面法的顶板管理

技术和矿石运搬方法有机结合起来[

３]

矿法、全面法的特点,因此命名为留矿全面法.由于兼具留.该采

图３　留矿全面采矿法示意图

５—１————间柱—回风巷道;６———存留矿;２———顶柱;３———天井;４—

——联络道;９———未采矿石;７———;１装矿进路０—

——矿柱;８—

——回采空间;．　采矿方法设计

１　采场结构参数

采场结构因矿体的产状和厚度不同而不同.由于矿体厚度薄,一般沿走向布置矿房;矿块长取决于矿岩的稳固程度和矿体的厚度,设计矿块长阶段高取决于矿岩的稳固程度及倾角,产状稳固倾５０m;角较大时可采用较大的阶段高度,设计阶段高m６０

薄矿体取;

矿块顶柱取决于矿体厚度体厚度、间柱回采方法等因素２m;间柱宽度取决于矿,一般４~６m,该矿属,设计间柱宽石稳固程采过程中留在矿房中的矿柱可以是不规则的５m度及矿,.其数回量、形状、间距比较灵活.

．２　采准、

切割工作采准的主要任务是划分矿块并形成矿块内的矿石运搬、行人、通风、材料运送等开采系统.由于该金矿为贵重矿石,为提高矿石回采率,减少坑道维护工作量,采用脉外采准,即把沿脉运输巷道布置在矿体下盘脉外,沿此巷道每隔一定距离掘进装载巷道连接脉内沿脉巷道;脉内沿脉巷道作为拉底层,可直接向上回采.在同一阶段每隔一定距离掘进天井,既可行人也可通风;为了连通矿房,在天井高度方向每隔一定距离布置联络道通向矿房.

切割的主要任务是为矿块的回采提供自由面和补偿空间,并形成受矿的底部结构.该采矿方法的切割工程主要是形成拉底层.拉底平巷沿矿体走向方向布置在矿房底部,为后续的爆破和放矿创造条件.

．３　回采工作

回采工作从拉底层开始,沿矿体倾斜方向自下

３３３３第５期　　　　　　　　　　　　王洪锐等:留矿全面采矿法在某金矿的研究与应用

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而上分层进行,分层高度２~２．采用上向孔或５m,水平孔落矿.每一分层工作面采用梯段布置.回采工作主要包括凿岩爆破、通风、局部放矿、撬毛平场与二次破碎及整个矿房落矿完毕后的大量放矿.()凿岩爆破:凿岩在矿房内的留矿堆上进行,１采用Y钻凿上向孔,钻孔直径３T－２７型凿岩机,８~４２mm.炮孔排列形式根据矿体厚度和矿岩坚硬程度确定,该矿矿石坚硬,厚度小,采用之字形排列,如图４所示.爆破采用乳化炸药、非电导爆管起爆,.每米炮孔崩矿量约为２．５~３t

溜放.这种底部结构不留底柱,矿石不易堵塞,结构尤为简化.

()撬毛平场与二次破碎:平场就是将局部放４

矿后凹凸不平的留矿堆表面整平,以便在其上继续作业.平场的同时,应将顶板和两帮已松动而未落下的矿岩撬落,以保证后续工作的安全.二次破碎可与撬毛平场同时进行.

()大量放矿:矿房所有分层全部落矿后,即可５

进行大量放矿.此时矿房暴露空间很大,应及时检查矿体上盘围岩的稳固情况,必要时要对局部欠稳固区域进行锚杆加固.

３．４　矿柱回采与采空区处理

应用空场法回采矿房后,还残留大量矿柱,应及时回采.为保证矿柱回采工作的安全,在矿房大量放矿前,应打好顶柱、间柱中的炮孔,放出矿房中全部矿石以后,再爆破矿柱,一般先爆间柱,再爆顶柱.考虑到安全因素,矿房中的矿柱一般不予回采.采空区一般不处理,回采结束后,封闭采空区,任其自然崩落.

()通风:新鲜风流从上风向天井进风,通过天２

井的联络道进入工作面,清洗工作面后污风由矿块另一侧的天井排出.为防止风流短路,应在进风天井的上口设置风门.采场通风示意图见图５所示.

图４　炮孔之字形排列

４　结　论

通过矿山生产实践可知,留矿全面采矿法底部结

构简单,采切工程量小,开采倾斜薄矿脉较为实用.但如果围岩稳定性不好,在最终大量放矿过程中,往往会有大量废石混入,增加了矿石的贫化率;同时也会增加顶板管理的难度.另一方面,在应用此方法开采贵重金属矿时,应在保障安全的前提下加强对矿柱

图５　采场通风示意图

的回收,以期更有效的开发利用矿产资源.

参考文献:

[]金属矿地下开采[冶金工业出版社,１　陈国山．M]．北京:２０１５．

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[]金属矿床地下开采[冶金工业出版社,２　谢世俊．M]．北京:[]岩金矿床地下开采方法[西安:陕西科学技术出版３　刘　力．M]．

社,１９９５．

()局部放矿:每次爆破落矿以后,为了保证后３

续工作有足够的作业高度,必须放出本次爆破落矿/量约１３体积的矿石量.采下的矿石自重溜放到装随着装岩机不断装载,矿房内留存的矿石跟随自重车巷道内,用装岩机装入下盘沿脉平巷的列车内.

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