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[摘 要]本文主要阐述了铜锌矿简要几种采矿方式,并对铜锌矿目前采场贫化管理提出控制措施,以提高采场管理和贫化控制水平。
[关键词]采矿、特点、分类、贫化、控制
中图分类号:Y85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0368-01
一、采矿简介
采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。一般指金属或非金属矿床的开采,广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。采矿工业是一种重要的原料采掘工业,如金属矿石是冶金工业的主要原料,非金属矿石是化工原料和建筑材料,煤和石油是重要的能源。多数矿石需经选矿富集,方能作为工业原料。
采矿科学技术的基础是岩石破碎、松散物料运移、流体输送、矿山岩石力学和矿业系统工程等理论。需要运用数学、物理、力学、化学、地质学、系统科学、电子计算机等学科的最新成果。采矿工业在已基本达到的高度机械化基础上,通过改进综采设备的设计、造型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度等,将进一步提高其生产能力和设备利用率。同时矿井在提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节将实现自动化和遥控。地下和露天矿都将实现计算机集中自动管理监控。有的国家已将机器人试用于井下回采工作面,开采对人员损害较大的矿种。另一方面,随着人类对地下矿产的不断开采,开采品位由高到低,资源紧缺,迫使使用低品位矿产,选择适当的采矿和选矿方法,进行综合采选、综合利用,提高矿产资源的利用率和回采率,降低矿石的损失率和贫化率。采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、废石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素,对环境、土地、大气和水质等造成危害,一直是人们关心的课题。各国研究环保问题中进一步提出了资源的长期利用问题,特别着眼于废渣、废石、废液的重复使用、破坏后土地复用等。制订强有力的法律,采取有效措施确保矿山环境。
二、铜锌矿的采矿方式
1、上向分层充填法
将矿房或矿块在垂直高度上水平地或倾斜地划分分层,由下向上逐层回采。每采完一个分层,随即进行充填。并在充填体中顺路构筑放矿溜井和行人天井(兼作泄水井用)。在矿块中布置充填天井,用来下放充填料;有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。回采过程是凿岩、崩矿、出矿、架设行人天井和矿石溜井,建造隔墙,充填和铺盖胶结底板等。水力充填时每一分层充填料上部均铺盖强度较大的胶结底板,以减少出矿时矿石的贫化和损失并提高出矿效率。靠近矿柱建造隔墙,将松散充填料与矿柱隔开,为下一步回采矿柱创造良好的条件。该法用于开采矿石稳固而围岩不稳固的矿体。矿石和围岩均不稳固时,可用微倾斜(倾角7°~10°)进路回采,使水力充填或胶结充填材料能自流接顶。矿石中等稳固时,也可用锚杆加固顶板矿石。铜锌矿矿现阶段由于受低压影响,为控制采场围岩稳固,目前应用上向充填采矿法采矿的采场较多,
2、留矿采矿法
将采下的大部分矿石暂留矿房内,工人站在矿石堆上作业,主要用于开采围岩和矿石都稳固的急倾斜薄及中厚矿体。本法结构简单,采准工作量小,易于掌握。将矿块划分矿房和矿柱,在矿柱中掘进天井,从天井下部向上每隔4~5m掘联络道与矿房连通,供通风、行人、运料之用(见天井掘进)。在矿房下部开掘放矿漏斗。自漏斗水平开始拉底,形成回采工作面。开采薄矿脉时,常用横撑支柱或框式支架架设天井、平巷及底部放矿结构,不留底柱和间柱。矿房自下而上用浅眼分层落矿。每次落矿后通过底部放矿漏斗口放出约1/3的崩落矿量,称部分放矿。其余暂留矿房内,使矿石堆表面与工作面之间保持高2m左右的工作空间。部分放矿后,平整矿石堆表面,继续落矿,直至矿房回采完毕,然后将暂留矿石全部放出,称最终放矿或大量放矿。在回采矿房过程中,暂留的矿石经常移动,因此对围岩只起部分支撑作用。围岩容易片落时,将增大矿石贫化。减小矿房尺寸,用锚杆加固顶板或用支架支撑围岩,可减少片落。目前铜锌矿属深部开采,地压应力较大,目前此种采矿方式应用较少。
3、阶段矿房采矿法
矿房以全阶段或划分分段回采,用水平或垂直分层落矿,崩落的矿石利用自重从底柱中的出矿巷道运出。矿房采完后,用不同方法回采间柱、顶柱和上阶段的底柱,同时处理采空区。本法适用于开采矿岩稳固的倾斜和急倾斜
厚矿体。垂直分层落矿时,有分段凿岩和阶段凿岩两种方案。
分段凿岩阶段矿房法 又称分段采矿法,特点是掘进分段巷道,将矿房划分为分段,用中深孔落矿。目前铜锌矿应用中深孔的采场也比较多,但一般也进行嗣后进行充填,以防止对后期采矿地压对周边采场的影响。目前铜锌矿采用的中深孔崩落法采场较多。
四、采场贫化的控制与对策
1、贫化概念
贫化指标是反映矿山生产管理水平和经济效果的一项重
要技术指标,特别是对窄脉采场的品位逐渐的降低、采选成本控制的一个重要指标,认真分析贫化损失率产生的原因,采取切实可行的措施加以严格控制尤为重要。
2.铜锌矿目前窄脉采场贫化概述
现阶段铜锌矿窄脉采场作业地点较多,矿脉东西走向,矿体平均宽度为3m以下,一般倾角在50°~60°矿体缓倾斜极为严重,分层采过程中矿脉分支复合,夹石较多。
采场在设计中对采幅和回采贫化损失率缺乏合理的指标,矿体脉幅偏大对于部分矿块,倾角小于50°或由60° 变化到40°,设计与凿岩回采时,只能根据矿体的倾斜角度来进行开帮,随着开帮面积的增大,上采时针对顶板矿体进行缩小。即是如此,有的无法跟矿上采或造成放矿困难,致使贫化损失率成倍增长。出现错失矿体的断裂判断失误,造成多采废石、多丢矿及采矿夹石的混入,难于分采,只能随矿石一起采下。
3.影响贫化率、损失率因素分析
(1)由于设计采矿场过长,矿石圈定不合理,造成丢矿或采落废石,加大了矿石损失贫化率的增高。
(2)巷道施工中造成的贫化损失切割阶段主要是在施工人行井、跨巷道小井,不能完全揭露矿体,上采前大量扩帮造成贫化,而且由于扩帮造成暴露面增大,上采时上盘围岩极易脱落, 圈定采幅有执行,因现场作业条件的不同,实际施工后会与圈定时不一致,炮眼的排列、间距、角度如没有遵照设计的网度,分不清矿体倾斜方向,朝矿体上盘倾斜凿岩,矿房的脱帮冒顶,围岩较松软和回采强度较低至使围岩大量脱落,这样一来又一次形成贫化。
(3)由于窄脉矿体分支复合矿体情况不清,在分层采过程中会存在损失矿体。
4.合理组织生产降低贫损指标
按设计要求严格控制采幅正确指导回采。上采与回采阶
段及时跟踪现场避免施工不当造成贫化、损失。
(1)分层采和回采过程中,施工前现场要有采矿、地质技术人员对帮壁、顶板用红漆圈定开帮和采幅的边界。(即实际采幅最小2m,最大不得大于3m),随着矿体的倾角进行调整,圈定时应避免斜向上盘,丢下盘。中途遇斜交断裂错失矿体,应及时合理地缩短采矿场;防止出现贫化率的增高如矿体存在尖灭迹象,且实际采幅应控制在0m~1.5m(接顶充填或压矿槽便于分层采通风、行人)。
(2)现场采矿技术员要认真检查炮孔的网度、深度和位置,其方向、角度要与矿体的倾向倾角一致,杜绝凿出圈定红线之外,预防脱帮冒顶,不断提高爆破率与降低贫化损失率。
5.结语
由于矿山资源储量的日益减少,品位下降,应加强保安全、创高效、研究降低贫化损失的措施,使矿山在提高出矿品位和选矿回收率中求效益。相信我们在今后的开采过程中在损失贫化管理方面会做得更好,不断增加铜锌矿矿的经济效益。
引用文件:
《矿业工程管理与实务》主编:陈重、吴慧娟.
(中国建筑工业出版社).
《金属矿地下开采》.主编:陈国山、翁春林.
(冶金工业出版社).
《矿井通风与防尘》.主编:陈国山、王洪生.
(北京冶金工业出版社)
《井巷、工程》.主编:赵兴东.
(冶金工业出版社).
[关键词]采矿、特点、分类、贫化、控制
中图分类号:Y85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0368-01
一、采矿简介
采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。一般指金属或非金属矿床的开采,广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。采矿工业是一种重要的原料采掘工业,如金属矿石是冶金工业的主要原料,非金属矿石是化工原料和建筑材料,煤和石油是重要的能源。多数矿石需经选矿富集,方能作为工业原料。
采矿科学技术的基础是岩石破碎、松散物料运移、流体输送、矿山岩石力学和矿业系统工程等理论。需要运用数学、物理、力学、化学、地质学、系统科学、电子计算机等学科的最新成果。采矿工业在已基本达到的高度机械化基础上,通过改进综采设备的设计、造型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度等,将进一步提高其生产能力和设备利用率。同时矿井在提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节将实现自动化和遥控。地下和露天矿都将实现计算机集中自动管理监控。有的国家已将机器人试用于井下回采工作面,开采对人员损害较大的矿种。另一方面,随着人类对地下矿产的不断开采,开采品位由高到低,资源紧缺,迫使使用低品位矿产,选择适当的采矿和选矿方法,进行综合采选、综合利用,提高矿产资源的利用率和回采率,降低矿石的损失率和贫化率。采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、废石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素,对环境、土地、大气和水质等造成危害,一直是人们关心的课题。各国研究环保问题中进一步提出了资源的长期利用问题,特别着眼于废渣、废石、废液的重复使用、破坏后土地复用等。制订强有力的法律,采取有效措施确保矿山环境。
二、铜锌矿的采矿方式
1、上向分层充填法
将矿房或矿块在垂直高度上水平地或倾斜地划分分层,由下向上逐层回采。每采完一个分层,随即进行充填。并在充填体中顺路构筑放矿溜井和行人天井(兼作泄水井用)。在矿块中布置充填天井,用来下放充填料;有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。回采过程是凿岩、崩矿、出矿、架设行人天井和矿石溜井,建造隔墙,充填和铺盖胶结底板等。水力充填时每一分层充填料上部均铺盖强度较大的胶结底板,以减少出矿时矿石的贫化和损失并提高出矿效率。靠近矿柱建造隔墙,将松散充填料与矿柱隔开,为下一步回采矿柱创造良好的条件。该法用于开采矿石稳固而围岩不稳固的矿体。矿石和围岩均不稳固时,可用微倾斜(倾角7°~10°)进路回采,使水力充填或胶结充填材料能自流接顶。矿石中等稳固时,也可用锚杆加固顶板矿石。铜锌矿矿现阶段由于受低压影响,为控制采场围岩稳固,目前应用上向充填采矿法采矿的采场较多,
2、留矿采矿法
将采下的大部分矿石暂留矿房内,工人站在矿石堆上作业,主要用于开采围岩和矿石都稳固的急倾斜薄及中厚矿体。本法结构简单,采准工作量小,易于掌握。将矿块划分矿房和矿柱,在矿柱中掘进天井,从天井下部向上每隔4~5m掘联络道与矿房连通,供通风、行人、运料之用(见天井掘进)。在矿房下部开掘放矿漏斗。自漏斗水平开始拉底,形成回采工作面。开采薄矿脉时,常用横撑支柱或框式支架架设天井、平巷及底部放矿结构,不留底柱和间柱。矿房自下而上用浅眼分层落矿。每次落矿后通过底部放矿漏斗口放出约1/3的崩落矿量,称部分放矿。其余暂留矿房内,使矿石堆表面与工作面之间保持高2m左右的工作空间。部分放矿后,平整矿石堆表面,继续落矿,直至矿房回采完毕,然后将暂留矿石全部放出,称最终放矿或大量放矿。在回采矿房过程中,暂留的矿石经常移动,因此对围岩只起部分支撑作用。围岩容易片落时,将增大矿石贫化。减小矿房尺寸,用锚杆加固顶板或用支架支撑围岩,可减少片落。目前铜锌矿属深部开采,地压应力较大,目前此种采矿方式应用较少。
3、阶段矿房采矿法
矿房以全阶段或划分分段回采,用水平或垂直分层落矿,崩落的矿石利用自重从底柱中的出矿巷道运出。矿房采完后,用不同方法回采间柱、顶柱和上阶段的底柱,同时处理采空区。本法适用于开采矿岩稳固的倾斜和急倾斜
厚矿体。垂直分层落矿时,有分段凿岩和阶段凿岩两种方案。
分段凿岩阶段矿房法 又称分段采矿法,特点是掘进分段巷道,将矿房划分为分段,用中深孔落矿。目前铜锌矿应用中深孔的采场也比较多,但一般也进行嗣后进行充填,以防止对后期采矿地压对周边采场的影响。目前铜锌矿采用的中深孔崩落法采场较多。
四、采场贫化的控制与对策
1、贫化概念
贫化指标是反映矿山生产管理水平和经济效果的一项重
要技术指标,特别是对窄脉采场的品位逐渐的降低、采选成本控制的一个重要指标,认真分析贫化损失率产生的原因,采取切实可行的措施加以严格控制尤为重要。
2.铜锌矿目前窄脉采场贫化概述
现阶段铜锌矿窄脉采场作业地点较多,矿脉东西走向,矿体平均宽度为3m以下,一般倾角在50°~60°矿体缓倾斜极为严重,分层采过程中矿脉分支复合,夹石较多。
采场在设计中对采幅和回采贫化损失率缺乏合理的指标,矿体脉幅偏大对于部分矿块,倾角小于50°或由60° 变化到40°,设计与凿岩回采时,只能根据矿体的倾斜角度来进行开帮,随着开帮面积的增大,上采时针对顶板矿体进行缩小。即是如此,有的无法跟矿上采或造成放矿困难,致使贫化损失率成倍增长。出现错失矿体的断裂判断失误,造成多采废石、多丢矿及采矿夹石的混入,难于分采,只能随矿石一起采下。
3.影响贫化率、损失率因素分析
(1)由于设计采矿场过长,矿石圈定不合理,造成丢矿或采落废石,加大了矿石损失贫化率的增高。
(2)巷道施工中造成的贫化损失切割阶段主要是在施工人行井、跨巷道小井,不能完全揭露矿体,上采前大量扩帮造成贫化,而且由于扩帮造成暴露面增大,上采时上盘围岩极易脱落, 圈定采幅有执行,因现场作业条件的不同,实际施工后会与圈定时不一致,炮眼的排列、间距、角度如没有遵照设计的网度,分不清矿体倾斜方向,朝矿体上盘倾斜凿岩,矿房的脱帮冒顶,围岩较松软和回采强度较低至使围岩大量脱落,这样一来又一次形成贫化。
(3)由于窄脉矿体分支复合矿体情况不清,在分层采过程中会存在损失矿体。
4.合理组织生产降低贫损指标
按设计要求严格控制采幅正确指导回采。上采与回采阶
段及时跟踪现场避免施工不当造成贫化、损失。
(1)分层采和回采过程中,施工前现场要有采矿、地质技术人员对帮壁、顶板用红漆圈定开帮和采幅的边界。(即实际采幅最小2m,最大不得大于3m),随着矿体的倾角进行调整,圈定时应避免斜向上盘,丢下盘。中途遇斜交断裂错失矿体,应及时合理地缩短采矿场;防止出现贫化率的增高如矿体存在尖灭迹象,且实际采幅应控制在0m~1.5m(接顶充填或压矿槽便于分层采通风、行人)。
(2)现场采矿技术员要认真检查炮孔的网度、深度和位置,其方向、角度要与矿体的倾向倾角一致,杜绝凿出圈定红线之外,预防脱帮冒顶,不断提高爆破率与降低贫化损失率。
5.结语
由于矿山资源储量的日益减少,品位下降,应加强保安全、创高效、研究降低贫化损失的措施,使矿山在提高出矿品位和选矿回收率中求效益。相信我们在今后的开采过程中在损失贫化管理方面会做得更好,不断增加铜锌矿矿的经济效益。
引用文件:
《矿业工程管理与实务》主编:陈重、吴慧娟.
(中国建筑工业出版社).
《金属矿地下开采》.主编:陈国山、翁春林.
(冶金工业出版社).
《矿井通风与防尘》.主编:陈国山、王洪生.
(北京冶金工业出版社)
《井巷、工程》.主编:赵兴东.
(冶金工业出版社).