试谈铜矿采矿工艺技术改造.doc

1试谈铜矿采矿工艺技术改造论文关键词：倾斜中厚矿体；高硫矿体；采矿方法选择；爆力运搬；嗣后充填 论文摘要：铜矿的开采实践表明，对于倾斜、缓倾斜中厚高硫矿床采矿方法的选择是至关重要的；根据其复杂多变的地质条件及国内外开采状况，提出选用爆力运搬分段空场嗣后一次充填采矿法较为适宜，该法可以达到降低损失贫化率，减少采准工程量，提高采场生产能力的预期目的 1 前言 该铜矿于 1959 年建成投产，设计年产矿石 30 万 t由于该矿地质条件复杂，矿石含硫高，矿体开采技术条件复杂，曾先后经历了坑采、露采、坑采的艰难历程；坑采工艺也先后使用过崩落法、充填法等随着矿山的老龄化，矿产资源减少，开采中段逐年下降，深部矿体变缓变薄，原采矿工艺已不再适用这部分矿体的开采，为此必须寻求新的采矿方法 2 矿区地质及开采技术条件 矿区矿体均为北东走向，倾向南东，由于成矿受火成岩等构造控制，将全矿区矿床分成三个矿段，即主矿段、前山矿段、前山南矿段整个矿区矿体形状复杂，其大小矿体多达 117 个主要矿体有 4＃、5＃、15＃、30＃、29＃、79＃、84＃等矿体沿走向长度为 50～200m，水平厚度 2～80m，倾角 30°～60°。

矿体除顶盘围岩小部分是稳固性差的燧石、黄铁矿带以外，其它矿体顶板均为大理岩，稳固性好，f=8；底盘围岩均为闪长岩，f=3～5，因节理裂隙发育，遇水风化潮解，稳固性差2矿体按矿石组分可分为铜硫型、铜铁型和单硫型 3 种铜硫型矿石占铜矿储量的66.94%，平均含硫品位 24.5%，最高达 38%～44%从矿石结构构造上看，分为含铜矽卡岩和含铜磁铁矿，结晶细粒呈致密块状产出，而黄铁矿除少量为致密块状外，大部分为结晶颗粒疏松状产出，矿石容易破碎呈粉状，易氧化矿石含铜品位平均为 1.62%，矿石体重 3.75t/m3目前矿山生产中段主要为-257m 中段，该中段分布有 4＃、15＃、29＃、30＃矿体，其中 15＃、29＃矿体在本中段尖灭；4＃和30＃矿体走向近东西，倾向南，倾角 20°～55°，矿体厚度为 10～25m，平均 15m在矿体倾斜方向，其厚度、倾角及形状均不稳定，往下具有变缓变薄的趋势，据地质资料统计，-257m 中段 C+D 级储量共 160 万 t，缓倾斜、倾斜矿体储量为 64 万t，占 40%257m 中段以下约 412.2 万 t 储量中，缓倾斜、倾斜矿体储量比重将显著增加。

3 矿山开采状况及存在的问题 矿山投产初期，对前山 4＃、5＃矿体采用无底柱分段崩落法开采，由于矿石含硫高，工作面温度一般为 35℃，最高达 50～60℃，炮孔温度一般为 40～50℃，最高达 120℃由于矿石自燃、药包自爆、曾使+21.5m 和+15.5m 分段两度被迫停产为降低损失贫化，改善作业环境，后改用有底柱小中段崩落法开采但有底柱分段崩落法仍然没有解决矿体回采过程中矿石自燃、药包自爆、SO2 毒气危害、残矿无法回采等问题，1965 年矿山不得不改用露天开采 随着露天开采境界的最终形成，铜矿于 1981 年又转入地下开采采矿工艺改用小中段空场嗣后一次充填法回采先采矿柱，采后用混凝土充填；后采矿房，采后用尾砂充填实践证明，采用充填法开采急倾斜矿体比用崩落法开采损失贫化率降低 50%，作业环境明显改善，作业面温度由 35℃降至 20～26℃，中深孔温度3由 40～50℃降至 30～40℃，SO2 浓度也相应降低因此，该铜矿从 1981 年开始一直沿用该法但随着开采中段从-40m 下降至-257m，缓倾斜、倾斜矿体比重逐步增加，单一采用分段空场嗣后一次充填法存在如下问题： 随着矿体倾角变缓，厚度变薄，采切工程量随之增加，千吨采切比高达25m/kt； 支护工程量增加。

由于矿体底板为花岗闪长斑岩，揭露后易风化，遇水膨胀成泥，为保证采切工程的稳定性，不得不加大支护工作量，导致掘进成本高达 650.3元/m 损失贫化增大统计资料表明，矿石贫化率为 18.5%，矿石损失率为 17.04% 4 采矿方法的选择与实施 综观矿山开采史，倾斜、缓倾斜中厚矿体的开采主要采用分段空场法和房柱法，其次为充填法和崩落法，通常采用无轨化开采，实现高度机械化结合铜矿的实际，在目前经济效益滑坡和资源减少的情况下，对此类矿体采矿方法的选择必须满足“三高三低二易一不变”的要求 “三高”即生产能力高、采矿工效高、安全程度高；“三低”即采切比低、损失贫化低、采矿成本低；“二易”即采矿工艺易于掌握、施工简易；“一不变”即充分利用矿山现有的中深孔凿岩设备及电耙、振动出矿机等出矿设备通过对国内倾斜、缓倾斜中厚矿体矿山的实地考察，提出对倾斜、缓倾斜中厚矿体的开采，宜采用爆力运搬分段空场嗣后一次充填法，设计采场生产能力为 150～200t/d，千吨采切比 5～10m/kt，矿石损失率 5%～8%，矿石贫化率5%～10%该方法拟在 30＃矿体中进行工业试验 4.1 矿块布置和构成要素 在试验过程中，沿矿体走向划分矿房矿柱，先采矿房两侧矿柱，后采矿房。

采用中深孔凿岩，分段爆破，爆力运矿，空场下电耙(振动放矿机)出矿矿柱回采后4用尾砂胶结充填，矿房回采后用尾砂充填 其阶段高度为 43m，中段高度分别为 18m 和 25m；矿块长为中段斜长，为 28m和 38m，矿块宽为 18～36m，其中矿房 12～24m，矿柱 6～12m阶段不留顶、底柱，分段中留人工或矿石间柱 4.2 采切工程布置 采用电耙底部结构或振动放矿底部结构，前者构成接矿堑沟加电耙道，用电耙耙运矿石；后者构成接矿堑沟加振动放矿机硐室，振动放矿机出矿切割槽的形成为首先在堑沟平巷矿房(柱)中央垂直矿体倾斜方向向上掘切割天井，然后以切割天井为自由面，采用中深孔凿岩，打平行或扇形深孔，向矿房(柱)两侧拉切割槽，拉槽与辟漏(堑沟)一并完成 4.3 回采 采用 YGZ-90 型钻机，配 FJY27B 型凿岩台架，在凿岩上山内钻凿中深孔，所有炮孔一次打完，分次装药爆破，每次爆破的矿石量以堑沟恰能容纳为准爆后矿石经电耙(振动放矿机)放出矿块回采时，先采矿房两侧矿柱，采后尾胶充填，再采矿房，采后尾砂充填 结语 倾斜、缓倾斜中厚矿体因其采场矿石运搬和控顶比较困难，通常视为难采矿体，寻找安全可靠、经济合理的采矿方法是有待进一步研究的课题，而对于铜矿此类高硫矿体的采矿方法更值得深入研究。

本文提出的爆力运矿分段空场嗣后一次充填法可否适应，还有待于在回采工业试验中得以证明 参考文献 [1]张强.爆力运矿采矿方法使用现状与改进发展方向.第 2 届全国青年采矿学术会议论文集，1996. 5[2]采矿手册编委会.采矿手册第四卷.北京：冶金工业出版社，1991.。