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摘要:根据土根曼苏铜矿床的赋存条件和资源状况,结合矿山开采技术条件采用平底结构浅孔留矿法,解决了我矿薄矿体开采矿石的贫化和损失等问题,取得了一定的经济效益。实践证明是一种适合我矿特点的有效方法。
关键词:铜矿床;平底结构;浅孔留矿法
1 引言
土根曼苏铜矿位于新疆维吾尔自治区阿克陶县内,矿区地处昆仑山脉西段,帕米尔高原的北部,地势南高北低,矿区最高海拔3800米,最低2620米,相对高差1180米,山高且陡,地形切割强烈,植被不发育,覆盖率极低。矿区距314国道1585千米处约6千米,为简易公路,交通条件较为便利。
2 采区地质概况及开采技术条件
该采区由I-2、I-3、I-4、I-5矿体组成,其中I-2、I-3矿体规模最大,I-4、I-5矿体次之。现主要开采I-2、I-3矿体。该矿属同生层控砂岩型铜矿床,叠加有轻微热液改造富集。矿体大多数为不连续的小型透镜矿体。单个矿体的形状不规则,一般呈似层状和透镜状,膨大缩小现象明显。矿石主要有角砾状、稀疏浸染状、条带状及团块状构造。矿石中除铜之外还伴生有银、铁等金属。
I-2矿体平均走向为100°~256°,走向长约400m,倾角一般为49°~88°矿体厚度一般为0.81m~8.64m,平均厚度2.82m。沿倾向自下而上,矿体厚度逐渐变薄,矿石品位逐渐变高。
I-3矿体平均走向为90°~268°,走向长约1200m,倾角一般为42°~90°矿体厚度一般为0.37m~18.52m,平均厚度3.39m。沿倾向自下而上,矿体厚度逐渐变薄,矿石品位逐渐变高。
矿体与围岩接触界线明显,矿石与围岩坚硬,顶、底板的稳固性均在中等以上。矿石的平均体积质量为2.56t/m3。矿区水文地质简单,干燥少雨,地表迳流受季节降雪控制甚为明显,流量变化大。有一地表水体从矿区中部流过,水体为土根曼苏河,长约12km,流量受季节性降水控制,在采区最低标高以下,对采矿无影响。
3 采矿方法的选择
由于该矿属新建矿山,前期地质工作程度相对较高,但是矿体受构造破坏较严重,只有边采边探,探采结合,因此选择合理的采矿方法,对合理开发矿产资源致关重要。根据该矿床的赋存特点、矿石价值及矿岩稳固条件,拟初步选择分段崩落采矿法和浅孔留矿采矿法,经过对两种采矿方法技术经济比较,结合矿山生产规模及现有技术装备情况,最终选择了平底结构浅孔留矿采矿法,该采矿方法工艺简单,便于施工,采切工程量小,矿块回采率高,矿石贫化容易控制,对矿体的变化适应性强,实践证明是一种适合我矿特点的有效方法。
4 矿房布置及构成要素
矿房沿矿体走向布置,矿块长度50m,中段高度40m,间柱宽6m,顶柱厚5m~6m,不留底柱,采幅为矿体厚度。沿矿体掘进拉底,作为前期探矿和采矿空间,在矿体的下盘距矿体65m处,沿拉底走向掘进脉外运输道,在运输道内每隔6m掘进出矿进路与矿房联通,作为探矿和采矿时出矿通道。在矿房两侧出矿进路内沿矿体倾向向上掘进通风行人天井,沿天井垂直方向向上每隔6m~7m掘进联络道与矿房联通,满足采矿通风行人需要,矿房布置如图1所示。
5 回采工艺及主要技术经济指标
5.1 回采工艺
(1)矿块回采。沿矿体倾向自上而下依次回采,首先回采矿体最上一个中段的矿房。如需两个中段同时回采,只有当上一个中段采完2~3个矿房以上时,才允许回采下中段第一个矿房,上中段矿房必须超前下中段矿房100m以上距离。
(2)采准、切割。利用矿房两侧原探矿天井及天井联络道做行人、通风天井,拉底作为采矿空间。
(3)落矿。在矿房内,用YSP45型凿岩机打向上斜炮孔,炮孔仰角75°左右,崩落矿石。炮孔直径Φ38~42mm,药卷直径Φ32mm。炮孔深2.2m,炮孔间距0.50m,炮孔排距1.0m,每次共爆破36个炮孔。爆破落矿采用2#岩石乳化炸药,4m延期半秒导爆管雷管起爆。
(4)矿房通风。新鲜风流经脉外运输巷道进入天井,再由天井联络道进入矿房,新鲜风流清洗工作面炮烟后,污风由回风天井排至上中段回风巷,经回风巷排出地表。
(5)矿房出矿。每班落下的矿石,通过耙渣机出矿,出矿量不能超过当班采矿量的30%,将矿房作业空间保持在2.5m以内,为下一个班采矿作业创造一个安全可靠的作业环境;当整个矿房完全采完后,由采矿专业技术人员验收矿房回采情况,确定顶板安全无隐患后通知出矿人员开始大量放矿,大量放矿阶段,每个矿房出矿量为200t以上。
(6)矿房地压管理及平场。矿房日常的地压管理工作,首先是采矿凿岩工严格按采矿设计打眼爆破,炮眼布置要合理,顶板装药时孔底装上缓冲的纸皮,反向起爆,这样一来会减少炮孔对顶板和岩帮的冲击破坏,防止产生大量松石、浮石;控制好矿房顶板形状(一般要求留成拱形顶)和采幅块度。其次是派出安全员对矿房范围内的顶板进行敲帮问顶工作,一般每班安排2名人员巡回检查矿房内的顶板和帮壁,进行清顶排险作业处理浮石。矿房的平场主要由凿岩爆破工进行,并由凿岩工指挥出矿,以确保矿房内正常凿岩。
(7)二次破碎。大块矿石的二次破碎在矿房内进行,每次爆破后,由凿岩爆破工对矿房内的矿石进行检查,对于块度大于300mm的矿石,在矿房内就地破碎,块度小于300mm的矿石,由出矿工在出矿进路内破碎。大量放矿阶段,矿房内原则上不允许放炮,放炮工作会导致矿房顶板出现裂缝产生松石,最终会留下安全隐患导致部分矿石留在矿房不能运出。
(8)主要技术经济指标。采场平均生产能力,90t/d;矿房回采率86%;矿石贫化率11%;千吨采切比12m/Kt。
6 评价
我矿根据矿体变化大,地质构造较复杂,矿体连续性差的特点,采用平底结构浅孔留矿采矿法,大大提高了矿石的回采率,有效地控制了矿石的贫化,使公司获得了较好地经济效益。经过生产实践证明对厚度小于3m的薄矿体是一种行之有效的采矿方法。该采矿方法的试验成功,对加快整个矿山的开发,具有重要的意义。由于该矿的矿体赋存条件复杂,矿体产状变化极大,单一的采矿方法不能满足现场生产的需要,多种采矿方法并存是必然的。
参考文献:
[1]王运敏,现代采矿手册[中册].北京,冶金工业出版社,2012。
[2]解世俊,采矿手册[第四卷].北京,冶金工业出版社,2006。
[3]张德明,新编矿山采矿设计手册矿床开采卷[下].北京,中国矿业大学出版社出版,2007。
[4]解世俊,金属矿床地下开采[第2版].北京,冶金工业出版社,2011。
[5]陈国山张爱军,矿山地质技术.北京,冶金工业出版社,2013。
关键词:铜矿床;平底结构;浅孔留矿法
1 引言
土根曼苏铜矿位于新疆维吾尔自治区阿克陶县内,矿区地处昆仑山脉西段,帕米尔高原的北部,地势南高北低,矿区最高海拔3800米,最低2620米,相对高差1180米,山高且陡,地形切割强烈,植被不发育,覆盖率极低。矿区距314国道1585千米处约6千米,为简易公路,交通条件较为便利。
2 采区地质概况及开采技术条件
该采区由I-2、I-3、I-4、I-5矿体组成,其中I-2、I-3矿体规模最大,I-4、I-5矿体次之。现主要开采I-2、I-3矿体。该矿属同生层控砂岩型铜矿床,叠加有轻微热液改造富集。矿体大多数为不连续的小型透镜矿体。单个矿体的形状不规则,一般呈似层状和透镜状,膨大缩小现象明显。矿石主要有角砾状、稀疏浸染状、条带状及团块状构造。矿石中除铜之外还伴生有银、铁等金属。
I-2矿体平均走向为100°~256°,走向长约400m,倾角一般为49°~88°矿体厚度一般为0.81m~8.64m,平均厚度2.82m。沿倾向自下而上,矿体厚度逐渐变薄,矿石品位逐渐变高。
I-3矿体平均走向为90°~268°,走向长约1200m,倾角一般为42°~90°矿体厚度一般为0.37m~18.52m,平均厚度3.39m。沿倾向自下而上,矿体厚度逐渐变薄,矿石品位逐渐变高。
矿体与围岩接触界线明显,矿石与围岩坚硬,顶、底板的稳固性均在中等以上。矿石的平均体积质量为2.56t/m3。矿区水文地质简单,干燥少雨,地表迳流受季节降雪控制甚为明显,流量变化大。有一地表水体从矿区中部流过,水体为土根曼苏河,长约12km,流量受季节性降水控制,在采区最低标高以下,对采矿无影响。
3 采矿方法的选择
由于该矿属新建矿山,前期地质工作程度相对较高,但是矿体受构造破坏较严重,只有边采边探,探采结合,因此选择合理的采矿方法,对合理开发矿产资源致关重要。根据该矿床的赋存特点、矿石价值及矿岩稳固条件,拟初步选择分段崩落采矿法和浅孔留矿采矿法,经过对两种采矿方法技术经济比较,结合矿山生产规模及现有技术装备情况,最终选择了平底结构浅孔留矿采矿法,该采矿方法工艺简单,便于施工,采切工程量小,矿块回采率高,矿石贫化容易控制,对矿体的变化适应性强,实践证明是一种适合我矿特点的有效方法。
4 矿房布置及构成要素
矿房沿矿体走向布置,矿块长度50m,中段高度40m,间柱宽6m,顶柱厚5m~6m,不留底柱,采幅为矿体厚度。沿矿体掘进拉底,作为前期探矿和采矿空间,在矿体的下盘距矿体65m处,沿拉底走向掘进脉外运输道,在运输道内每隔6m掘进出矿进路与矿房联通,作为探矿和采矿时出矿通道。在矿房两侧出矿进路内沿矿体倾向向上掘进通风行人天井,沿天井垂直方向向上每隔6m~7m掘进联络道与矿房联通,满足采矿通风行人需要,矿房布置如图1所示。
5 回采工艺及主要技术经济指标
5.1 回采工艺
(1)矿块回采。沿矿体倾向自上而下依次回采,首先回采矿体最上一个中段的矿房。如需两个中段同时回采,只有当上一个中段采完2~3个矿房以上时,才允许回采下中段第一个矿房,上中段矿房必须超前下中段矿房100m以上距离。
(2)采准、切割。利用矿房两侧原探矿天井及天井联络道做行人、通风天井,拉底作为采矿空间。
(3)落矿。在矿房内,用YSP45型凿岩机打向上斜炮孔,炮孔仰角75°左右,崩落矿石。炮孔直径Φ38~42mm,药卷直径Φ32mm。炮孔深2.2m,炮孔间距0.50m,炮孔排距1.0m,每次共爆破36个炮孔。爆破落矿采用2#岩石乳化炸药,4m延期半秒导爆管雷管起爆。
(4)矿房通风。新鲜风流经脉外运输巷道进入天井,再由天井联络道进入矿房,新鲜风流清洗工作面炮烟后,污风由回风天井排至上中段回风巷,经回风巷排出地表。
(5)矿房出矿。每班落下的矿石,通过耙渣机出矿,出矿量不能超过当班采矿量的30%,将矿房作业空间保持在2.5m以内,为下一个班采矿作业创造一个安全可靠的作业环境;当整个矿房完全采完后,由采矿专业技术人员验收矿房回采情况,确定顶板安全无隐患后通知出矿人员开始大量放矿,大量放矿阶段,每个矿房出矿量为200t以上。
(6)矿房地压管理及平场。矿房日常的地压管理工作,首先是采矿凿岩工严格按采矿设计打眼爆破,炮眼布置要合理,顶板装药时孔底装上缓冲的纸皮,反向起爆,这样一来会减少炮孔对顶板和岩帮的冲击破坏,防止产生大量松石、浮石;控制好矿房顶板形状(一般要求留成拱形顶)和采幅块度。其次是派出安全员对矿房范围内的顶板进行敲帮问顶工作,一般每班安排2名人员巡回检查矿房内的顶板和帮壁,进行清顶排险作业处理浮石。矿房的平场主要由凿岩爆破工进行,并由凿岩工指挥出矿,以确保矿房内正常凿岩。
(7)二次破碎。大块矿石的二次破碎在矿房内进行,每次爆破后,由凿岩爆破工对矿房内的矿石进行检查,对于块度大于300mm的矿石,在矿房内就地破碎,块度小于300mm的矿石,由出矿工在出矿进路内破碎。大量放矿阶段,矿房内原则上不允许放炮,放炮工作会导致矿房顶板出现裂缝产生松石,最终会留下安全隐患导致部分矿石留在矿房不能运出。
(8)主要技术经济指标。采场平均生产能力,90t/d;矿房回采率86%;矿石贫化率11%;千吨采切比12m/Kt。
6 评价
我矿根据矿体变化大,地质构造较复杂,矿体连续性差的特点,采用平底结构浅孔留矿采矿法,大大提高了矿石的回采率,有效地控制了矿石的贫化,使公司获得了较好地经济效益。经过生产实践证明对厚度小于3m的薄矿体是一种行之有效的采矿方法。该采矿方法的试验成功,对加快整个矿山的开发,具有重要的意义。由于该矿的矿体赋存条件复杂,矿体产状变化极大,单一的采矿方法不能满足现场生产的需要,多种采矿方法并存是必然的。
参考文献:
[1]王运敏,现代采矿手册[中册].北京,冶金工业出版社,2012。
[2]解世俊,采矿手册[第四卷].北京,冶金工业出版社,2006。
[3]张德明,新编矿山采矿设计手册矿床开采卷[下].北京,中国矿业大学出版社出版,2007。
[4]解世俊,金属矿床地下开采[第2版].北京,冶金工业出版社,2011。
[5]陈国山张爱军,矿山地质技术.北京,冶金工业出版社,2013。