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人工底柱上向水平分层进路式胶结充填采矿法试验
2012-05-04
简要介绍了无轨设备人工底柱上向进路式胶结充填采矿法, 结合生产实验详 细论述了该方法的使用情况, 其经济效益和社会效益显著, 具有推广应用价值。
矿业快报 Serial No. 358  EXPRESS IN FORMA T ION 总 第 358 期 2001年 2 月 第 4 期 Feb. 2001 O F M IN IN G INDU STRY 分 技 术 交 流 分 人 工 底 柱 上 向 水 平 分 层 进 路 式 胶 结 充 填 采 矿 法 试 验 刘 多 文王 立 君常 青 法车 德 福 ( 新 城 金 矿 )   摘要 简 要 介 绍 了 无 轨 设 备 人 工 底 柱 上 向 进 路 式 胶 结 充 填 采 矿 法 , 结 合 生 产 实 验 详 细 论 述 了 该 方 法 的 使 用 情 况 , 其 经 济 效 益 和 社 会 效 益 显 著 , 具 有 推 广 应 用 价 值 。 关 键 词无 轨 设 备人 工 底 柱充 填回 采 顺 序经 济 效 益 1 地 质 概 况 及 开 采 技 术 条 件 线 北 7m , 矿 体 脱 离 主 断 层 。 此 段 矿 体 相 对 厚 大 新 城 金 矿 为 破 碎 带 蚀 变 岩 金 矿 床 。 位 于 鲁 完 整 , 且 品 位 相 对 较 高 , 矿 石 自 然 类 型 主 要 为 黄 铁 绢 英 岩 质 碎 裂 岩 型 、 黄 铁 绢 英 岩 化 花 岗 质 碎 裂 岩 型 和 黄 铁 绢 英 岩 化 花 岗 岩 型 。 主 要 金 属 矿 物 有 银 金 矿 、 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 ; 非 金 属 矿 物 有 绢 云 母 、长 石 和 石 英 。围 岩 蚀 变 主 要 有 : 黄 铁 矿 化 、 绢 云 母 化 、 硅 化 、 绿 泥 石 化 、 碳 酸 岩 化 、 钾 化 等 。 东 地 段 , 西 缘 栖 霞 复 背 斜 构 造 北 翼 , 沂 沐 断 裂 东 侧 , 属 次 级 构 造 , 黄 县 2掖 县 弧 形 断 裂 构 造 中 段 的 焦 家 断 裂 带 上 。 试 验 地 段 选 择 : 2145~ 2175m 水 平 , 174~ 1 83 线 北 7m 的 矿 块 。 段 高 30m , 走 向 长 142m。 WWW.KY114.CN 矿 体 平 均 走 向 N E55胺, 倾 向 NW , 倾 角 30胺; 矿 体 平 均 水 平 厚 度 33m , 最 大 水 平 厚 废 60m ; 其 中 矿 体 节 理 裂 隙 发 育 , 且 多 为 高 岭 土 化 泥 质 物 所 充 填 ; 有 的 裂 隙 石 有 明 显 挤 压 滑 移 擦 痕 , 极 为 光 滑 , f= 10 左 右 , 中 等 稳 固 。 上 盘 岩 石 为 极 为 破 1 74~ 179 线 , 矿 体 紧 靠 断 层 泥 赋 存 , 179~ 183 为 其 结 果 。 在 浮 选 碳 酸 钙 的 三 种 不 同 方 法 中 , 较 好 的 是 用 磷 酸 作 磷 酸 盐 的 抑 制 剂 得 到 的 。 两 段 浮 选 回 路 (一 段 是 浮 选 碳 酸 盐 , 另 一 段 是 浮 选 磷 酸 盐 或 硅 石 ) 显 示 出 是 提 高 含 钙 和 硅 的 磷 酸 盐 的 最 佳 方 案 。 设 计 这 些 浮 选 回 路 对 确 定 整 个 过 程 的 选 择 性 是 很 重 要 的 。 在 第 一 个 浮 选 回 路 中 分 离 伴 生 的 碳 酸 盐 (方 解 石 ) 是 必 要 的 。 3 13 碳 酸 盐 和 硅 石 浮 选 回 路 浮 选 碳 酸 盐 和 硅 石 杂 质 设 计 的 两 个 回 路 , 其 结 果 见 表 3。 表 3  碳 酸 盐 和 硅 石 杂 质 浮 选 回 路 结 果 % 编 号 浮 选 回 路 P2O5 A. I. L. O. I. P2O5 回 收 率 1 1 编 号 3+ 胺 浮 选 硅 石 编 号 4+ 胺 浮 选 硅 石 胺 浮 选 硅 石 + 编 号 3 胺 浮 选 硅 石 + 编 号 4 编 号 11 2712 1710 6187 2611 1816 719 2613 1816 719 2414 2116 617 29111 1418 6143 3017 1012 612 8519 8013 8014 7218 7814 7216 12 13 14 浮 选 给 料 细 磨 至 20115mm 的 分 选 效 果 表 明 , 使 用 这 种 浮 选 方 案 可 以 得 到 P 达 30% 2O 5 15 16 编 号 11 以 上 的 精 矿 。   注 : 编 号 15 的 浮 选 给 料 0120mm总 01045mm, 编 号 16 的 浮 选 给 料 0115mm总 01045mm。 孙 时 元 摘 译 自《 M inerals Engineering》 4 结 论 2 000,V o l. 13,N o. 7, P789~ 793 刘 多 文 , 山 东 黄 金 集 团 有 限 公 司 新 城 金 矿 , 261438 山 东 省 招 远 市 。 5 总 第 357 期矿 业 快 报 2001 年 2 月 第 4 期 碎 的 构 造 角 砾 岩 和 绢 英 岩 化 花 岗 质 碎 裂 岩 , 裂 隙 被 泥 质 物 充 填 密 实 , 不 透 水 , f= 4~ 6; 下 盘 岩 石 为 黄 铁 绢 英 岩 化 花 岗 闪 长 岩 , 稳 定 性 较 好 , f 作 分 层 切 割 巷 道 。 两 充 填 回 风 天 井 规 格 2m 总 2m , 倾 角 29胺。盘 区 两 出 矿 漏 斗 , 其 下 部 与 2175m 川 脉 相 通 (已 扩 邦 、压 顶 ) , 上 部 通 过 漏 斗 联 络 巷 与 各 分 层 沿 脉 巷 相 通 , 规 格 2m 总 2m , 角 72胺。 212 进 路 划 分 按 垂 直 走 向 划 分 矿 块 , 整 个 盘 区 共 划 分 为 6 个 矿 块 , 每 个 矿 块 采 幅 24m; 其 中 每 个 矿 块 包 括 一 个 一 步 采 进 路 , 采 幅 710m (610m ); 二 个 准 一 步 采 进 路 , 采 幅 610m; 一 个 二 步 采 进 路 , 采 幅 510m。 矿 块 高 30m。 各 进 路 长 为 矿 体 水 平 厚 , 分 层 采 高 达 510~ 515m。底 部 结 构 为 人 工 底 柱 , 高 度 515m 左 右 , 按 上 向 水 平 分 层 尾 砂 胶 结 充 填 法 构 筑 。 = 8~ 10; 上 盘 与 矿 体 间 夹 有 一 层 遇 水 极 易 软 化 的 5~ 20cm 的 断 层 泥 , 如 被 揭 露 则 随 之 坍 塌 。 矿 区 虽 后 期 构 造 不 太 发 育 , 但 由 于 矿 体 受 局 部 小 断 层 的 影 响 , 节 理 裂 隙 比 较 发 育 , 节 理 面 有 高 岭 土 化 泥 质 充 填 物 , 极 细 腻 光 滑 , 形 成 各 种 滑 面 和 三 角 块 岩 , 对 采 场 作 业 安 全 构 成 威 胁 。 2 采 矿 方 法 无 轨 设 备 人 工 底 柱 上 向 水 平 分 层 进 路 式 胶 结 充 填 采 矿 方 法 主 要 是 在 底 柱 (515m ) 回 采 完 毕 胶 结 充 填 后 的 基 础 上 , 利 用 盘 区 斜 坡 道 、联 络 巷 道 、盘 区 沿 脉 巷 道 进 行 回 采 。沿 脉 巷 道 下 盘 脉 外 两 翼 分 别 布 置 两 条 充 填 回 风 天 井 、 盘 区 出 矿 漏 斗 , 进 路 自 沿 脉 巷 向 上 盘 回 采 , 完 毕 后 进 行 胶 结 充 填 或 全 尾 砂 充 填 , 采 矿 方 法 见 附 图 。 213 回 采 顺 序 整 个 盘 区 的 回 采 顺 序 是 由 两 翼 向 中 间 的 后 退 式 回 采 。 每 个 矿 块 是 按 É → Ê → Ë → Ì 的 顺 序 进 行 回 采 。 每 一 条 进 路 分 两 步 , 先 回 采 切 割 层 , 全 断 面 一 次 推 进 ; 高 度 310m , 宽 为 进 路 采 幅 , 长 为 矿 体 的 水 平 厚 度 。施 工 到 位 后 回 采 压 顶 WWW.KY114.CN 层 , 高 2~ 215m。 同 时 , 每 一 分 层 回 采 至 最 后 阶 段 , 应 着 手 进 行 下 一 分 层 联 络 道 和 沿 脉 巷 道 的 施 工 工 作 , 即 盘 区 换 层 。 2 14 回 采 工 艺 (1) 底 柱 的 回 采 及 人 工 底 柱 的 构 成 。底 柱 是 采 用 上 向 水 平 分 层 尾 砂 胶 结 充 填 采 矿 法 回 采 。 回 采 分 两 部 分 进 行 , 首 先 回 采 一 步 采 采 场 , 采 幅 7 10m , 尾 砂 胶 结 充 填 后 回 采 二 步 采 场 。 二 步 采 附 图采 矿 方 法 示 意 图 场 采 幅 810m , 采 用 全 尾 砂 充 填 。 底 柱 采 高 515m。 底 柱 回 采 完 毕 后 , 在 充 填 前 需 构 筑 人 工 底 柱 ; 人 工 底 柱 由 人 工 假 底 、假 巷 、及 胶 结 (全 尾 砂 ) 充 填 体 构 成 。 人 工 假 底 主 要 是 为 2205m 中 段 顶 柱 回 采 时 创 造 一 个 安 全 的 回 采 条 件 , 假 巷 用 作 出 矿 和 通 风 , 两 者 皆 按 矿 现 有 的 施 工 方 法 施 工 。 为 了 使 盘 区 一 分 层 顺 利 回 采 并 降 低 贫 化 率 和 损 失 率 , 底 柱 各 采 场 充 填 时 必 须 接 顶 。 1 - 盘 区 斜 坡 道 ; 2- 分 层 联 络 巷 道 ; 3- 盘 区 沿 脉 巷 道 ; 4- 盘 区 漏 斗 ; 5- 充 填 回 风 天 井 ; 6- 下 盘 矿 体 边 界 ; 7- 上 盘 断 层 泥 ; 8- 上 盘 矿 体 边 界 2 11 采 准 切 割 工 程 和 分 层 沿 脉 巷 的 布 置 方 式 采 用 下 盘 脉 外 斜 坡 道 采 准 。 斜 坡 道 由 2 3 1 175m 中 段 掘 至 2145m 中 段 , 全 长 199m , 断 面 12m 总 218m , 平 均 坡 度 1519% , 最 大 坡 度 8% , 曲 线 段 坡 度 为 0。 分 层 联 络 巷 规 格 312m 总 218m , 在 斜 坡 道 上 的 位 置 要 根 据 已 回 采 分 层 的 采 高 而 定 。 分 层 沿 脉 巷 道 沿 矿 体 下 盘 边 界 掘 进 , 规 格 312m 总 218m , 它 既 可 作 采 准 巷 道 也 可 6 (2) 进 路 凿 岩 爆 破 。每 条 进 路 的 回 采 落 矿 皆 使 用 法 国 M ERCU R Y214 全 液 压 单 臂 凿 岩 台 车 或 7655 气 腿 式 凿 岩 机 , 落 矿 眼 深 410m , 眼 距 110m , 排 距 016~ 018m , 装 药 密 度 014~   刘 多 文 等 : 人 工 底 柱 上 向 水 平 分 层 进 路 式 胶 结 充 填 采 矿 法 试 验 2001 年 2 月 第 4 期 0 15kgöm , 采 用 柱 状 反 向 连 续 装 药 结 构 , 孔 口 用 脱 水 进 行 第 三 次 充 填 , 此 次 充 填 量 占 最 后 剩 余 体 积 的 100% , 养 护 两 周 后 相 邻 采 场 便 可 施 工 。 通 过 相 邻 采 场 的 回 采 揭 露 程 度 观 察 , 接 顶 程 度 达 70% 以 上 , 基 本 满 足 了 生 产 的 需 要 。 炮 泥 填 塞 ; 控 爆 眼 间 距 016~ 017m , 装 药 密 度 115~ 0120kgöm , 抵 抗 线 015m , 采 用 空 气 间 隔 0 装 药 结 构 , 2# 岩 石 炸 药 , 毫 秒 导 爆 管 分 段 起 爆 , 火 雷 管 引 爆 的 爆 破 作 业 方 式 。 在 回 采 落 矿 过 程 中 , 应 根 据 岩 石 的 不 同 情 况 , 合 理 布 置 炮 眼 , 减 少 大 块 的 产 出 。 (7) 矿 石 点 柱 及 盘 区 沿 脉 巷 的 压 顶 。各 条 进 路 回 采 结 束 后 , 矿 石 点 柱 及 盘 区 沿 脉 巷 道 的 压 顶 也 是 必 须 要 做 的 工 作 。 这 一 项 工 作 是 按 由 两 翼 向 分 层 联 络 巷 道 方 向 的 分 层 退 式 回 采 。 40m 左 右 为 一 段 , 先 将 沿 脉 巷 压 顶 , 后 撤 除 预 留 的 矿 石 点 柱 。 分 段 压 顶 , 分 段 充 填 。 ( 3) 进 路 出 矿 方 式 。每 条 进 路 的 出 矿 皆 使 用 TORO 250D 或 TORO 300D 铲 运 机 出 矿 , 矿 石 由 进 路 采 场 → 分 层 盘 区 沿 脉 巷 道 → 分 层 漏 斗 联 络 巷 → 分 层 (顺 路 架 设 ) 漏 斗 → 2175m 中 段 运 输 大 巷 → 2175m 中 段 主 溜 井 。 (8) 主 要 经 济 技 术 指 标 及 经 济 效 益 。主 要 经 济 技 术 指 标 见 附 表 。 ( 4) 进 路 支 护 形 式 。进 路 采 场 的 支 护 采 用 管 盘 区 自 1992 年 3 月 ~ 1999 年 12 月 , 历 时 9a 多 的 时 间 , 共 采 矿 石 30836615t, 综 合 采 矿 损 失 率 5173% , 综 合 矿 石 贫 化 率 为 415%。 回 收 黄 金 3873107kg, 直 接 经 济 效 益 290481077 万 元 , 利 税 18325167 万 元 。 上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 采 矿 法 综 合 采 矿 损 失 率 为 1112% , 与 该 方 法 相 比 降 低 了 5149%; 仅 此 一 项 就 多 回 收 黄 金 2361128kg, 创 直 接 经 济 效 益 1770196 万 元 。 生 产 中 由 于 采 用 强 采 强 出 快 充 措 施 , 也 为 采 场 的 顶 板 管 理 、采 掘 充 填 循 环 节 省 了 时 间 , 取 得 了 可 缝 式 锚 杆 和 借 助 充 填 体 共 同 支 护 采 场 顶 板 。 锚 杆 长 为 1180m , 锚 杆 盘 为 车 间 自 制 的 , 尺 寸 为 4 0mm 总 40mm 总 5mm; 上 盘 断 层 泥 按 110m 总 10m 的 网 度 进 行 支 护 。 上 盘 断 层 泥 的 此 种 支 护 形 式 与 出 矿 中 的 强 采 强 出 措 施 相 结 合 使 上 盘 1 三 角 矿 回 收 率 比 以 往 大 有 提 高 。 对 于 二 步 采 进 WWW.KY114.CN 路 支 护 , 除 采 用 以 上 措 施 外 , 为 维 护 进 路 采 场 外 口 和 沿 脉 巷 道 顶 板 的 稳 定 , 在 其 外 口 两 邦 预 留 2 10m 总 210m 的 暂 时 矿 石 点 柱 , 支 撑 进 路 的 外 口 顶 板 。 观 的 社 会 效 益 。 附 表主 要 经 济 技 术 指 标 铲 运 机 ( 5) 盘 区 通 风 。整 个 盘 区 是 采 用 两 翼 对 角 式 通 风 , 加 局 扇 辅 助 通 风 。新 鲜 风 流 自 盘 区 斜 坡 道 进 入 , 经 分 层 联 络 巷 道 、分 层 沿 脉 巷 道 进 入 进 路 采 场 , 冲 洗 进 路 采 场 (有 时 需 要 局 扇 ) 的 污 风 经 两 翼 充 填 回 风 天 井 排 至 2145m 中 段 回 风 巷 道 。 项 目 生 产 能 力 öt分 d 采 矿 台 效 - 采 矿 工 效 - 损 失 率 贫 化 率 效 率- 1 ö% ö% öt分 h - 1 1 1 öt分 (台 班 ) öt分 (台 班 ) 指 标 230~ 300 3715 914 60 5173 415 3结 语 ( 6) 进 路 充 填 。进 路 采 场 充 填 采 用 现 有 的 充 经 过 多 年 的 实 践 证 明 此 采 矿 方 法 是 新 城 金 矿 最 成 功 的 采 矿 方 法 之 一 , 与 其 它 采 矿 方 法 相 比 其 优 点 在 于 : 采 切 比 小 , 仅 为 4131m ökt; 生 产 能 力 大 , 作 业 面 布 置 灵 活 , 每 班 次 至 少 有 三 个 班 组 同 时 作 业 ; 生 产 组 织 简 单 ; 毛 石 量 小 , 仅 分 层 联 络 巷 道 为 毛 石 掘 进 ; 各 进 路 无 须 保 留 永 久 矿 柱 , 损 失 率 低 。该 方 法 在 类 似 矿 山 具 有 较 大 的 推 广 应 用 价 值 。 填 作 业 方 式 。 一 步 采 进 路 及 准 一 步 采 进 路 采 用 胶 结 充 填 方 式 , 水 泥 尾 砂 比 为 1∶ 4, 二 步 采 进 路 采 用 全 尾 砂 充 填 , 脱 水 养 护 26d 后 充 填 体 强 度 达 3M Pa。 充 填 接 顶 是 此 采 矿 方 法 的 必 要 条 件 。经 反 复 研 究 , 决 定 采 用 三 次 充 填 作 业 方 式 进 行 充 填 : 第 一 次 充 填 作 业 量 应 占 整 个 空 区 体 积 的 90% , 经 过 5d 的 脱 水 进 行 第 二 次 充 填 , 第 二 次 充 填 量 应 占 剩 余 体 积 的 100%。 经 过 一 周 的 (收 稿 日 期 2000- 05- 28) 7
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