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某铜矿上向水平分层尾砂充填采矿法工艺优化研究
2012-03-26
根据某铜矿矿体赋存状态, 改进了上向水平分层尾砂充填采矿法矿块结构参数, 降低了矿石损失率; 并采用T2G 出矿, 提高了矿块生产能力。
矿业快报 Serial No. 431  EXPRESS IN FORMA T ION M ay. 2005 O F M IN IN G INDU STRY 总 第 431 期 2005年 5 月 第 5 期 某 铜 矿 上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 采 矿 法 工 艺 优 化 研 究 吴 金 荣 小 茅 山 铜 铅 锌 矿 ) 吴 贤 振 (江 西 理 工 大 学 )   (   摘要 : 根 据 某 铜 矿 矿 体 赋 存 状 态 , 改 进 了 上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 采 矿 法 矿 块 结 构 参 数 , 降 2 低 了 矿 石 损 失 率 ; 并 采 用 T G 出 矿 , 提 高 了 矿 块 生 产 能 力 。 关 键 词 : 结 构 参 数 ; 尾 砂 充 填 采 矿 法 ; 工 艺 优 化 + 中 图 分 类 号 : TD 853134 3 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 : 100925683 (2005) 0520032202 1 矿 床 开 采 地 质 及 技 术 条 件 某 铜 矿 深 部 (- 257m 中 段 以 下 ) 主 要 分 布 有 4 量 节 约 生 产 费 用 , 缩 短 生 产 周 期 , 增 加 效 益 , 应 确 保 采 切 比 小 于 15m ökt。 号 和 30 号 矿 体 , 两 个 矿 体 的 走 向 均 为 东 西 向 , 倾 向 南 , 倾 角 20~ 55板, 矿 体 厚 度 为 10~ 25m , 平 均 15m。 在 矿 体 倾 向 方 向 , 其 厚 度 、倾 角 及 形 状 均 不 稳 定 , 往 下 部 具 有 变 缓 变 薄 的 趋 势 。矿 石 类 型 主 要 为 含 铜 黄 铁 矿 、含 铜 磁 铁 矿 等 , 平 均 铜 品 位 1. 62% , 矿 体 稳 固 性 中 等 (f = 6~ 8); 顶 板 围 岩 为 大 理 岩 与 燧 石 岩 , 较 稳 固 (f = 5~ 8); 底 板 围 岩 为 闪 长 岩 和 五 通 石 英 (4) 采 矿 损 失 率 低 。 尽 量 减 少 矿 石 损 失 率 。 (5) 采 矿 贫 化 率 低 。 采 矿 贫 化 率 的 大 小 直 接 影 响 采 矿 成 本 和 选 矿 回 收 率 等 重 要 技 术 经 济 指 标 , 应 使 采 矿 贫 化 率 比 现 有 的 采 矿 方 法 降 低 10%。 (6) 采 矿 成 本 低 。 采 矿 成 本 是 衡 量 企 业 经 营 管 理 水 平 和 经 济 效 益 的 重 要 技 术 指 标 之 一 , 采 矿 成 本 越 低 , 矿 山 经 济 效 益 越 好 。应 确 保 采 矿 成 本 低 于 9. 5 元 öt。 WWW.KY114.CN (7) 安 全 程 度 高 。 所 选 采 矿 方 法 不 仅 要 保 证 人 员 和 设 备 的 安 全 , 还 需 要 保 证 地 表 和 村 庄 的 安 全 。 (8) 采 矿 工 艺 易 于 掌 握 , 施 工 简 易 。 简 单 实 用 的 方 法 和 工 艺 有 利 于 推 广 , 有 利 于 提 高 生 产 效 率 和 管 理 。 岩 , 不 稳 固 (f = 3~ 4)。 矿 岩 不 含 水 、不 含 泥 , 矿 石 3 含 硫 高 易 自 燃 。 矿 石 体 重 3. 5töm , 自 然 安 息 角 38板。 矿 区 地 表 为 大 片 农 田 和 村 庄 , 不 允 许 陷 落 。 该 矿 现 有 的 采 矿 方 法 为 电 耙 漏 斗 分 段 凿 岩 阶 段 矿 房 嗣 后 充 填 采 矿 法 , 矿 块 分 矿 房 和 矿 柱 , 矿 柱 宽 8~ 10m , 矿 房 宽 10~ 14m , 顶 柱 高 6m , 底 柱 高 1 0m , 矿 柱 用 尾 砂 胶 结 充 填 , 矿 房 用 尾 砂 充 填 。 现 行 (9) 充 分 利 用 矿 山 现 有 设 备 。 采 矿 方 法 的 主 要 问 题 是 : ① 矿 块 的 顶 、 底 柱 的 尺 寸 相 对 较 大 , 矿 块 的 损 失 率 高 ; ② 底 部 出 矿 用 电 耙 漏 斗 结 构 , 采 场 的 生 产 能 力 较 低 , 仅 在 150 töd左 右 。 本 次 研 究 的 主 要 目 的 是 提 高 矿 块 生 产 能 力 和 矿 石 回 收 率 , 主 要 内 容 是 - 301m 和 - 345m 中 段 的 采 矿 法 方 案 优 化 、矿 柱 充 分 回 收 、矿 块 结 构 参 数 优 化 、矿 石 的 出 矿 与 运 搬 工 艺 的 改 造 等 。 根 据 以 上 采 矿 法 方 案 选 择 的 原 则 及 要 求 , 运 用 模 糊 数 学 原 理 , 优 选 出 上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 法 为 较 优 方 案 。 2 方 案 优 化 设 计 原 则 、要 求 及 优 化 结 果 1) 采 场 生 产 能 力 大 。 要 实 现 年 产 铜 料 700~ 3 000t, 必 须 切 实 提 高 采 场 生 产 能 力 , 确 保 ( 2 在 200 töd以 上 。 1 3 - 上 盘 运 输 巷 道 (2. 8m 总 2. 8m ); 2- 川 脉 巷 道 (2. 0m 总 2. 0m ); - 下 盘 运 输 巷 道 (2. 8m 总 2. 8m ); 4- 溜 矿 井 (Á = 1. 5m ); 5- ( 2) 采 矿 工 效 高 。 降 低 劳 动 的 密 集 程 度 , 提 高 采 矿 工 效 是 降 低 成 本 、提 高 效 益 的 主 要 途 径 之 一 。 顺 路 人 行 通 风 泄 水 井 (Á = 1. 0m ); 6- 充 填 天 井 (2. 0m 总 2. 0m ); ( 3) 采 切 比 小 。 降 低 采 切 比 可 使 回 采 同 样 的 矿 7 ( - 胶 结 充 填 ; 8- 尾 砂 充 填 体 ; 9- 人 工 假 底 ; 10- 拉 底 巷 道 2. 0m 总 2. 0m ) 图 1  上 向 水 平 分 层 充 填 采 矿 法 标 准 方 案 图   吴 金 荣 (1970- ) , 男 , 副 总 工 程 师 , 从 事 采 矿 生 产 技 术 管 理 工 作 , 2 15163 江 苏 省 苏 州 市 。 3 2   吴 金 荣吴 贤 振 : 某 铜 矿 上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 采 矿 法 工 艺 优 化 研 究 2005 年 5 月 第 5 期 3 上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 采 矿 法 工 艺 1) 矿 块 单 元 结 构 与 参 数 。 如 图 1, 矿 块 垂 直 走 顺 路 向 上 架 设 ; 人 行 通 风 泄 水 井 采 用 Á 1. 0m , ∆3mm 的 钢 筒 结 构 或 ∆30mm 钢 筋 混 凝 土 结 构 , 钢 筒 四 周 预 留 泄 水 孔 并 安 装 扶 梯 沿 矿 体 倾 向 顺 路 架 设 。 ( 向 布 置 , 二 步 骤 回 采 : 先 采 矿 房 两 侧 的 矿 柱 , 采 后 尾 砂 胶 结 充 填 ; 后 采 矿 房 , 采 后 尾 砂 充 填 。 阶 段 高 4 4m , 矿 块 长 度 即 为 矿 体 水 平 厚 度 , 平 均 约 15m; 矿 架 设 好 顺 路 井 后 , 放 入 充 填 料 进 行 矿 柱 胶 结 或 矿 房 尾 砂 充 填 。 矿 房 第 一 分 层 用 尾 砂 胶 充 , 以 保 证 人 工 假 底 的 强 度 。 采 场 充 填 一 般 以 充 填 井 为 中 心 , 采 用 前 进 式 充 填 , 一 次 或 分 次 充 填 到 设 计 高 度 。 矿 房 尾 砂 充 填 体 上 面 再 充 一 层 0. 3~ 0. 5m、灰 砂 比 为 1∶ 4~ 5 的 尾 砂 胶 结 层 , 以 便 于 下 分 层 出 矿 及 降 低 损 失 贫 化 。 采 场 的 最 后 一 分 层 充 填 要 尽 量 充 满 , 使 其 接 顶 , 可 在 第 一 次 充 填 基 本 接 顶 后 , 停 24h再 回 充 第 二 次 或 采 取 压 力 灌 浆 。矿 柱 尾 砂 胶 结 充 填 料 配 比 为 1∶ 8~ 10。 块 宽 度 24m , 其 中 矿 房 宽 16m , 矿 柱 宽 8m。 不 留 顶 柱 , 仅 留 2m 底 柱 , 并 在 下 中 段 开 采 时 一 并 回 收 。 在 拉 底 层 构 筑 0. 8m 厚 的 钢 筋 混 凝 土 假 底 , 作 为 下 中 段 回 采 时 的 人 工 顶 柱 。 ( 2) 采 准 工 作 。 采 准 工 作 包 括 上 、下 盘 运 输 道 , 穿 脉 拉 底 巷 道 及 人 行 通 风 充 填 天 井 等 工 程 。首 先 根 据 矿 房 和 矿 柱 划 分 要 求 , 在 相 应 位 置 各 掘 一 条 穿 脉 拉 底 巷 道 , 将 上 、下 盘 运 输 道 贯 通 形 成 环 行 运 输 ; 再 在 房 、柱 的 穿 脉 拉 底 巷 道 内 , 各 掘 一 条 阶 段 全 高 的 人 行 通 风 充 填 天 井 , 与 上 中 段 穿 脉 巷 道 贯 通 。 (6) 主 要 技 术 指 标 。 矿 块 生 产 能 力 80~ 90 töd; 台 班 工 效 32. 1tö台 分 班 ; 采 准 系 数 2. 51m ökt; 矿 石 损 失 率 6. 12%; 矿 石 贫 化 率 7. 15%; 采 矿 直 接 成 本 29. 63元 öt (包 括 充 填 成 本 )。 ( 3) 回 采 工 作 。 采 准 工 作 完 成 后 , 首 先 将 拉 底 巷 道 扩 底 到 房 柱 全 宽 , 再 挑 顶 2~ 3m , 出 矿 后 利 用 充 填 井 下 放 胶 充 料 构 筑 钢 筋 混 凝 土 人 工 假 底 , 顺 路 架 设 人 行 通 风 泄 水 井 和 溜 矿 井 。构 筑 好 人 工 假 底 并 养 护 一 定 时 间 后 , 即 可 进 行 第 一 分 层 的 回 采 。 回 采 采 用 YSP245 型 凿 岩 机 打 上 向 平 行 炮 孔 , 浅 孔 落 矿 , 并 采 用 二 采 一 充 的 循 环 方 式 组 织 生 产 。 先 崩 落 第 一 分 层 矿 石 , 崩 矿 高 度 2~ 3m , 再 在 第 一 分 层 爆 落 矿 堆 上 进 行 第 二 分 层 的 凿 岩 爆 破 , 崩 矿 高 (7) 方 案 主 要 优 缺 点 。 优 点 : ① 采 准 、切 割 工 程 量 较 少 ; ② 适 应 于 各 种 赋 存 条 件 的 矿 体 , 尤 其 是 矿 岩 破 碎 、 矿 石 氧 化 自 燃 和 地 表 不 允 许 陷 落 的 矿 体 ; ③ 分 层 回 采 , 分 层 充 填 , WWW.KY114.CN 损 指 标 容 易 控 制 ; ④ 采 用 T 2 4 G (或 T G) 出 矿 , 生 产 效 采 空 区 高 度 较 小 , 两 帮 维 护 较 容 易 , 能 适 应 矿 体 的 变 化 , 不 容 易 丢 边 和 超 采 , 还 可 以 进 行 选 别 回 采 , 贫 # 度 2m。 2 岩 石 硝 铵 炸 药 人 工 装 药 , 导 爆 管 微 差 雷 管 非 电 起 爆 。每 次 爆 破 后 都 要 进 行 顶 板 和 两 帮 围 岩 的 率 较 电 耙 出 矿 高 ; ⑤ 矿 块 的 顶 、 底 柱 损 失 比 矿 山 原 采 矿 方 法 明 显 减 少 。 撬 帮 照 顶 等 安 全 检 查 , 以 消 除 安 全 隐 患 。 采 用 T 2 G 出 矿 。 缺 点 : ① 工 人 在 直 接 暴 露 的 矿 岩 下 作 业 , 安 全 性 较 差 ; ② 人 工 假 底 的 强 度 不 好 控 制 , 采 矿 成 本 高 。 ( 4) 采 场 通 风 。 矿 石 爆 破 后 , 需 立 即 进 行 采 场 通 风 , 清 洗 炮 烟 和 粉 尘 。 新 鲜 风 流 从 阶 段 运 输 平 巷 进 入 穿 脉 , 然 后 沿 顺 路 架 设 的 人 行 通 风 泄 水 井 达 到 工 作 面 , 清 洗 工 作 面 后 的 污 风 经 人 行 通 风 充 填 天 井 排 至 上 阶 段 穿 脉 , 再 经 上 阶 段 回 风 巷 道 排 至 主 回 风 道 。 参考文献 : [ [ 1 ]  解 世 俊 . 金 属 矿 床 地 下 开 采 [M ]. 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 9791 1 2 ]  王 发 芝 . 对 老 鸦 岭 深 部 矿 体 采 矿 方 法 的 探 讨 [J ]. 南 方 冶 金 学 院 学 报 , 2000, 21 (3): 163~ 1681 ( 5) 充 填 工 作 。 第 二 分 层 落 矿 结 束 后 , 全 部 放 [3 ]  吴 贤 振 , 饶 运 章 , 潘 建 平 . 电 耙 漏 斗 分 段 凿 岩 阶 段 矿 房 嗣 后 充 填 法 工 艺 改 进 的 研 究 [J ]. 矿 业 工 程 , 2004 (2) 4: 16~ 171 出 爆 落 矿 石 、 清 扫 散 落 的 矿 粉 、 顺 路 架 设 人 行 通 风 漏 水 井 和 溜 矿 井 。 溜 矿 井 采 用 Á 1. 5m , ∆6mm 的 钢 筒 结 构 或 ∆30mm 的 钢 筋 混 泥 土 结 构 , 以 53板的 倾 角 ( 收 稿 日 期 2005204226) 欢迎来稿欢迎订阅 3 3
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