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削壁充填法在金渠金矿的应用与研究

期刊目录网冶金论文发表2014-01-11 14:50关注(1)

  摘 要:随着社会的发展与进步,我们越来越重视削壁充填法在金渠金矿的应用,削壁充填法对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍削壁充填法在金渠金矿的应用的有关内容。

  关键词:削壁充填法;金渠金矿;应用;试验;工艺

  金渠金矿是河南金渠黄金股份有限公司的重点企业,矿体属高品位缓倾斜、倾斜薄和极薄矿脉,对缓倾斜矿体矿山过去主要采用全面留矿采矿法开采。该法存在的缺点是:采场生产能力低(25~ 40t/d),采矿损失率(15%)、矿石贫化率 (70.83%)高,同时采场暴露面积大,不安全。为了解决此问题,我们自2008年9月在1403坑口S16脉进行了削壁充填采矿方法试验研究工作,采用矿岩分爆分采、围岩抛掷爆破、充填等技术,成功地解决了采矿损失大、矿石贫化大的问题,获得满意结果, 提高了矿山的经济效益。

  1.地质概况

  1.1地质概况

  金渠金矿床位于老鸦岔复背斜中段北翼,西阴)雷家坡次级向斜南翼和北翼。矿区内出露地层为太古界太华群闾家峪组和观音堂组。闾家峪组地层岩性为花岗质混合片麻岩、条痕状黑云混合片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩;观音堂组地层岩性主要为长石石英岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩。矿区内断裂构造发育,以近东西向韧性断层为主,沿断裂构造带发育的构造岩主要有碎裂岩和糜棱岩类。矿区内岩浆岩发育,主要有黑云母花岗岩、含角闪石黑云母花岗闪长岩、片麻状花岗岩、混合花岗岩、花岗质伟晶岩、辉绿岩脉及少量辉绿玢岩脉。围岩热液蚀变有绢云母化、硅化、碳酸盐化、钾长石化以及黄铁矿化、多金属硫化物矿化等,与成矿关系密切是硅化、黄铁矿化及多金属硫化物矿化。

  1.2开采技术条件

  试验选择在1403坑口1375 m 水平 405采场。该采场矿体为含金黄铁矿石英脉型,呈单脉产出,其特征为走向85b,倾向北西, 平均倾角25b,上部有变陡趋势,沿走向西缓东陡。矿脉走向长78m,平均厚0.35 m,矿石品位 15.23g/t,矿化类型为含金石英脉型。矿体围岩为花岗岩,f=10~12,局部上盘有1层闪长岩脉,略有矿化。矿岩界线清楚, 爆破易于分离,无夹石现象。岩石自然安息角38b。矿体水文地质条件简单。

  2.削壁充填采矿法试验应用

  2.1矿块构成要素

  矿块沿矿脉走向布置,矿块长40m,矿块阶段高25m,矿块斜长40m,留不连续间柱,留高 2.5 m顶底柱。也可以采用人工假底。

  2.2回采工艺

  2.2.1回采方式

  采用壁式连续回采,回采作业面与矿体走向垂直,矿岩分次爆破,先削下盘围岩,后落矿。回采由一侧向另一侧推进。每个回采分条自上而下沿矿体倾斜向下连续回采,直至1375m水平,分条宽度1.0~1.m。采用定向抛掷爆破进行削壁充填后,再采用松动爆破技术进行落矿,采场顶板以充填料作为永久支护,并配合木立柱或水泥卷锚杆进行辅助支护(局部支护 )。

  2.2.2爆破参数的确定

  (1)凿岩作业方式。回采以分条为回采单元, 采用削壁孔与沿矿体走向推进工作面成35b~ 40b的凿岩作业方式。

  (2)设备和技术条件。根据矿山现有设备和凿岩爆破技术基础,采用YT-27型浅孔凿岩机,钎头直径为38 ~40 mm。采用2#岩石炸药, 药卷直径32 mm、长 200 mm, 每个药卷质量0.15 kg。

  (3)削壁定向抛掷爆破技术特点。在削壁层内钻凿彼此平行的炮孔,利用靠近削壁底板的炮眼和中间的炮眼组成柱状平面药包,采用同时起爆进行定向抛掷爆破,每次爆破不仅要把抛掷药包平面所包围的大部分岩石抛到采空区内,而且还要将靠近矿脉炮孔进行松动爆破的大部分岩石也带走,采用合理的抵抗线控制抛掷速度,获得足够的抛掷距离,以合理的抛角控制抛掷方向,从而获得较理想的抛掷充填效果。

  (4)抛掷距离和抛掷角度。抛掷距离是指岩石被抛掷的水平距离;抛掷角度是指抛掷平面与水平面的夹角。根据回采工艺要求, 抛掷水平距离为2~4 m;抛角取 65b~ 75b(抛掷角度是个主要参数,影响抛掷爆破充填接顶效果,因此在回采过程中,应根据实际情况,逐步确定最佳抛角值,从而达到设计要求的抛掷爆破充填效果)。

  (5)炮眼排列、装药结构及起爆顺序。由于削壁层空间小,给定向抛掷爆破造成很大难度,为了达到对上部矿层震动小和产生较好的定向抛掷效果之目的,每排布置3个炮孔,上部靠近矿体的炮孔为松动爆破炮孔,下部两个炮孔组成平面药包,称为抛掷爆破炮孔。炮孔排列形式为弧形, 这样不仅能改变松动爆破药包最上抵抗线方向(远离矿体),爆破对矿体震动小,而且也能使下部抛掷爆破炮孔具有合理的抛角,从而产生较理想的抛掷效果。炮孔采用连续装药结构,松动炮孔装药系数为0.22~ 0.24,抛掷炮孔装药系数为0.55~ 0.6。采用秒差塑料导爆管进行分段起爆,排内先爆松动孔,后爆抛掷孔。起爆药包为孔底第二个药包。在回采作业过程中,削壁孔与落矿孔一次凿完,落矿孔沿矿体走向布置,先起爆削壁孔,清完工作面后再同段一次起爆落矿孔。由于矿体较薄,落矿孔采取宽间距的松动爆破,炮眼的装药量和炮眼数以不破坏上盘围岩的稳定性,尽量少产生粉矿及控制矿石不飞入充填体内为原则,使其爆破后产生合理的块度,以减少粉矿损失。落矿爆破参数确定为: 孔深 1.3~1.5m,装药系数0.28~ 0.3,单孔装药量为0.23kg。

  (6)单位炸药消耗量,最小抵抗线。根据抛掷爆破原理和参数及岩石物理机械性能, 确定单位炸药消耗量;根据爆破试验结果分析,确定最小抵抗线;根据炮孔长度与夹角确定炮孔排距。在炮孔夹角 35b~40b, 炮孔长度 1.6 ~ 1.8m 和最小抵抗线 0.6 ~0.7m的条件下,确定炮孔排距为1.0~ 1.2m,单位炸药消耗量为0.38~ 0. 4 kg /t

  2.2.3矿石运搬

  根据矿块倾斜长度,落下的矿石经由电耙耙至中段巷道装车运出。电耙出矿完毕,崩落下的底板粉矿需人工进行清理回收干净。采取废旧胶带铺垫方式,胶带顺荐搭接,搭接长度20~ 30 cm。电耙电机功率14~ 30kW。

  2.2.4通风工作

  采场通风新鲜风流由沿脉巷道, 经由矿块底部结构进入回采工作面, 污浊风流经由矿块上中段回风巷道排出。

  2.2.5采场顶板维护

  由于采场顶板围岩稳固性较好,局部地段顶板围岩水平构造弱面较发育,当暴露面积较大时,顶板容易冒落。采用削壁充填采矿法开采后,一是缩短了回采分条宽度(1.0~ 1.1m),二是利用抛掷爆破对空区进行削壁充填(永久支护),因而顶板地压控制较横撑支柱法优越,但因其控顶距也为3.5~ 4.0m,确保回采安全,尤其遇顶板较破碎时,仍需为顶板进行临时支护。随着工作面的推进,对局部不稳定的顶板采用水泥卷锚杆和木立柱进行支护。锚杆支护网度为0.9m×0.9m,锚杆长度为 1.8~ 2.0m。杆体采用直径小于16mm螺纹钢,锚固长度400~600mm,单根锚固力大于78.4~ 98kN。木立柱采用直径为20cm的圆木,支护间距1.5~ 2m。

  3.削壁充填采矿法应用的现实意义

  削壁充填采矿法是中国岩金地下开采矿山20世纪70年代中期以后逐渐试验与应用的充填采矿法之一,对开采矿岩中稳以下的缓倾斜、倾科极薄矿脉具有重要的现实意义,主要表现在以下几个方面:

  (1)由于采用矿岩分采,废石就地充填,减少了出矿量,缓解了井下提升、运输的压力,可增加探矿和采切作业面的数量,并逐步扭转采掘比例失调的被动局面。

  (2)对目前配矿调节出矿品位能起到很好的作用,尽量提高充填采矿法的应用比例,加大不适合分采的浸染型矿体的采矿强度,二者有机结合,将能达到理想的配矿效果。

  (3)由于对空区进行废石充填,有效地控制了地压,保证井下安全作业。工人在巷道型工作面和充填体前作业,安全性好,作业空间相对宽敞。

  (4)能够有效地控制采矿过程中的损失与贫化指标。总贫化率可控制在35%~ 50%,总损失率可

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  参考文献:

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  [5] 陈彦文.采矿总损失贫化的指标计算及经验教训[J]黄金科学技术,2002,10(12)31-35.

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