（采矿工程专业论文）老厂锡矿1323＃矿体采矿工艺技术研究.pdf

摘要 采矿方法是矿山生产和建设的核心内容，寻求安全、高效、低贫 损、低成本的采矿方法，是矿山生产的迫切需求，也是提高经济效益、 合理规划、可持续发展的基础。 本文针对老厂锡矿1 3 2 3 4 矿体投产后，进行达产技术攻关，对该 矿体的采矿方法、中深孔爆破参数、爆破方案、相关工程设计方案从 专业技术理论、工业试验、管理组织等方面进行分析、研究、优化、 改进、总结，进而达到提高生产能力及技术经济指标，降低生产成本 的目的。 关键词：采矿方法中深孔爆破参数经济指标 a b s t r a c t t h em e t h o d so fm i n i n gi st h ec o r ec o n t e n to fm i n i n g p r o d u c t i o na n dc o n s t r u c t i o n t of i n dt h es a f e ，h i g h l ye f f i c i e n t ，l o w l o s sa n dl o wc o s tm e t h o d si su r g e n t w h i c hi sc r u c i a lt oe n h a n c e e c o n o m i ce f f i c i e n c ya n dr e a s o n a b l yl a yo u ta n dr e a l i z es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t t h i st h e s i sa i m sa tr e s o l v i n gp r o b l e m st h o s eo c c u ri nm i n i n g 13 - 2 3 群m i n e r a li nl a o e h a n gt i no r em i n ea n dr e a l i z et h ea i mo f e n h a n c i n gp r o d u c t i o nc o m p e t e n c ea n dt e c h n i c a l e c o n o m i c a li n d e x e s a n dc u t t i n gp r o d u c t i o nc o s tb ya n a l y z i n g ，r e s e a r c h i n g ，o p t i m i z i n g ， p r o g r e s s i n g ，s u m m a r i z i n g t h em e t h o d so fm i n i n g ，d e t o n a t i o n p a r a m e t e r so fm e d i u m - l e n g t hh o l e ，b l a s t i n gm e t h o d sa n dr e l a t e d e n g i n e e r i n gd e s i g n i ns u c h r e s p e c t s a s p r o f e s s i o n a l t e c h n i c a l t h e o r i e s ，i n d u s t r i a le x p e r i m e n t s a n d a r r a n g e m e n t o f p r o j e c t m a n a g e m e n ta n ds oo n k e y w o r d s ：m e t h o d so fm i n i n g ，m e d i u m - l e n g t hh o l e ，d e t o n a t i o n p a r a m e t e r , e c o n o m i c a li n d e x e s 昆明理工大学工程硕士学位论文原刨性声明 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。本声名的法律结果由本人承担。 学位做储虢1 百钟 b 姆洲年乒j & p 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印或其他手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签名：塞鱼建函论文作者签名 日期痧降 罗月，试日 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章 课韪研究的国内外动态 第一章课题研究的国内外动态 1 1国外矿山开采现状 缓倾斜矿体是指倾角5 0 3 0 0 ，这类矿体在国外占有相当的比 例。目前，国外主要采用的采矿方法有全面法、房柱法、分段空场 法。 国外几个主要国家缓倾斜矿床采矿方法应用比例见表1 1 。 表1 12 0 0 1 年缓倾斜矿床在国外几个主要国家的开采情况 缓倾斜矿体矿床中的应用比例( ) 采矿方法 美国加拿大法国德国瑞典 全面法 1 2 5 7 2 2 2 4 1 0 3 3 4 房柱法 8 0 3 4 76 0 17 2 15 1 8 分段空场法 88 11 7 51 7 91 4 8 进人二十世纪七十年代以来，随着无轨设备的推广，锚杆护 顶，深孔凿岩及尾矿充填技术的不断发展，国外缓倾斜、倾斜厚及 中厚矿体的采矿方法及采矿技术取得了显著的进展，主要表现在： ( 1 ) 为了扩大无轨采矿设备在普通房柱法中的适用范围，创造 了沿走向推进的对角式斜巷房柱法、下向阶梯式房柱法和斜交走向 推进的房柱法。 ( 2 ) 分段采矿法得到了广泛应用，其中尤以分段房柱法和底盘 漏斗分段空场法效果较好，推广较快。这两种采矿法分别兼有房柱 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章课题研究的国内外动态 法和无底柱分段空场法、房柱法和爆力运矿的优点，是缓倾斜中厚 矿体采矿方法的重要发展。 ( 3 ) 随着天井爬罐和深孔凿岩设备的不断改进，锚索护顶技术 的推广，天井深孔采矿技术的应用范围日益扩大，芬兰h 6 0 0 r l 型全 i j 动化液压机组的研制成功，使天井深孔采矿技术进入了一个新阶 段。 ( 4 ) 在深部地区地压增大或矿石品位较高的条件下，不宜采用 分段空场法和房柱法回采时，分条连续充填法和房柱充填采矿法得 到了成功应用。 ( 5 ) 为了提高凿岩效率，降低能耗和改善作业环境，使用大型 液压凿岩台车的矿山日益增多，采矿进路断面和分层高度随之加 大。现在厚度小于6 8 m 的矿体，一般都不分层回采，采矿强度和 劳动生产率显著提高。 ( 6 ) 广泛使用各种锚杆台车，不仅节约了大量坑木，而且加快 了支护速度，改善了安全条件，采场控顶高度和跨度相应提高，有 利于无轨设备的推广使用。 ( 7 ) 为了减少矿石损失，提高矿柱回采效率和保障出矿工人的 安全，遥控铲运机和推矿机的应用日渐增多，自动化程度有所提 高。 国外一些缓倾斜中厚矿体的采矿方法指标如表1 2 所示。 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章课题研究的国内外动态 表1 2外缓倾斜中厚矿体房柱法实例的主要技术经济指标 全员 采场 凿岩采矿劳动 生产 工效工效生产 贫化率损失率凿岩设采场运 矿l l 数量 能力 ( t ( t 塞 ( )( ) 备搬设备 t ( t d ) 工 工( t 班)班)工 班) 台车配蟹载机 洛林矿区椰夫尔 5 5 01 5 液压旋 和e i 矿( 法) 转式钻mc 0 机 铲运机 乌拉尔波克罗夫b a 一1 0 0 爆力运 斯克矿( 苏) 5 5 01 3 07 0 5 7 5 搬加推 钻机 土机 潘纳斯矿( 希 单机台 腊) 3 0 0 1 2 0 2 0 铲运机 j i 5 酽 白松铜矿( 美)6 01 0 铲运机 加斯佩铜矿 ( 加) 3 5 1 2 国内矿山开采现状 我国锡矿山1 9 9 6 年采矿量5 3 0 4 万t ，其中地下开采3 0 5 2 万 t ，露天开采2 2 5 。2 万t 。露天开采的有近一半( 1 0 3 6 万t ) 是砂 矿。我国脉锡矿坑采主要采用留矿法、方格充填法和分段空场法、 无底柱分段崩落法、深孔分段爆破成井掘进法、管缝式锚杆支护技 术等。如云南锡矿，5 0 年代以来主要采用方格充填法，后采用分层 崩落法、有底柱分段崩落法、浅孔留矿法；广西大厂锡矿，采用竖 井一平窿一盲斜井联合开拓，采矿方法有浅眼留矿和分段空场法。砂 锡矿均采用露采；由于我国残坡积型砂矿较多，因此采用水枪冲、 冲矿沟和砂泵运矿为主。 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章课题研究的国内外动态 另外，国内缓倾斜一中厚矿体的回采，一般采用房柱法、全面 法和有底部结构的分段空场法，少数矿山采用爆力运搬空场法和分 段崩落法，而在云锡公司老厂锡矿根据矿体赋存特征和开采技术条 件主要确定为有底柱分段空场法。缓倾斜矿床在国内主要使用的采 矿方法比例见表1 3 。 表1 3缓倾斜矿床在国内的开采情况 缓倾斜矿体中的应用比例( ) 采矿方法 1 9 9 6 笠1 9 9 7 年1 9 9 8 焦1 9 9 9 年2 0 0 0 年 全面法 2 7 32 6 92 8 22 9 1 3 1 7 房柱法 4 2 74 3 1 4 4 74 5 34 6 7 分段空场法 3 03 02 7 12 5 62 1 6 1 、房柱法回采缓倾斜厚一中厚矿体 缓倾斜矿体，由于矿体的倾角缓，采场采下的矿石一般不能借 助重力放矿，需用装运设备出矿。对于缓倾斜厚一中厚矿体，如采 用房柱法回采，除需解决采场运搬问题外，还必须解决高大空场的 顶板管理和作业安全问题。西方国家采用白行设备的盘区房柱法来 解决这两大问题，回采盘区除配备铲运机外，还配备有大型的顶板 安全检查车、撬毛车、锚杆及锚索安装车等白行设备。采用自行设 备回采缓倾斜矿体，无疑是很有发展前途的。但是，按国内矿山的 经济实力及科研水平，目前在大量的回采缓倾斜厚一中厚矿体的矿 山推广使用大型无轨设备的回采工艺显然不现实。国内目前应用的 昆明理工大学工程硕士学位论文第一章课题研究的国内外动态 房柱法回采缓倾斜厚中厚矿体主要有：浅孔喷锚或人工点柱房柱 法；浅孔房柱法；中深孔房柱法；浅孔预控顶中深孔房柱法和中深 孔超前切顶房柱法等几种回采方案。其各项经济指标列于表1 4 。 为保障人员和设各的安全，防止局部的复杂地质条件造成的安全威 胁，扩大房柱法的适用条件，采场护顶技术得到了发展，如锡矿山 采用了锚杆护项房柱法；湘西金矿采用了切顶喷锚网预控房柱法； 牟定铜矿采用了中深孔超前切顶结合抛绳枪电耙出矿房柱法。 表1 4 几个运用房柱法矿山的主要技术经济指标 n 指标 千吨 单位炸 矿房 藩 采切凿岩台 药消耗 采矿工采矿生 矿房损 贫化 比效( t ( k 效( t 产能力失率 窒 矿山 ( m 台)工班)( t d ) ( )( 及采矿方瓤 k t ) g t ) 、 锡矿山锑矿浅孔 12 6o 一 0 4 2 7 - 9 5 0 7 0 5 - 1 05 1 0( 喷锚或人工矿 1 70 柱) 房柱法 6 王集磷矿普通中深 8 71 0 7 0 4 2 9 3 32 0 22 27 孔房柱法 良山铁矿浅孔预控 9 20 3 2 1 0 2 62 5 01 57 顶中深孔房柱法 牟定铜矿中深孔超 前切顶房柱法 1 6 87 8 20 4 l 2 7 。3 2 3 2 4 78 3 2 、 下盘漏斗分段崩落法回采缓倾斜厚一中厚矿体 对于矿岩稳定性较差的缓倾斜厚一中厚矿体，为使采矿工人不 在高大采场暴露面积下作业，有下盘底部结构的回采方案也占有较 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章课题研究的国内外动态 大比重，它的最大特点是采场作业人员安全。电耙搬运设备简单， 便于维修管理等。但这种采矿方法存在如下一些问题： ( 1 ) 采准切割工作量大。由于底部结构复杂，采准切割工程量 大，一般其千吨采准比仅下盘岩石中的部分就高达1 3 3 0 标m 或 7 6 1 9 0 m 3 。 ( 2 ) 回采周期长，均应掘进2 0 0 m 左右的岩石巷道，掘进时间 长，延长了矿块采准周期，增加了巷道维护费用，尤其在下盘岩石 不稳固的情况下更加突出。 ( 3 ) 岩石运输量大。一般每掘进一条电耙道( 包括漏斗) ，采 掘岩石量超过1 0 0 0 m 3 ，相当于每采一吨矿石需掘进和运出0 2 0 5 t 岩石，占用了提升运输设备和延长了提升运输时间，增加了运 费，提高了采矿成本。 ( 4 ) 矿石损失贫化大。采用下盘漏斗空场法回采矿时，贫化损 失不会太大。但采用下盘漏斗分段崩落法国采，由于崩矿层厚度 小，放出椭球体高度受限制，废石提前混入，贫化率增大，脊部残留 矿石比例也增大。 下表l 一5 是我国云南地区的一些缓倾斜中厚矿体矿山的矿体开 采技术条件及采矿方法的统计情况。 总之，缓倾斜中厚矿体的回采是世界性的采矿技术难题，国内 外为此进行了大量卓有成效的研究，取得了一些宝贵的经验和研究 成果。在我国由于技术、安全和经济三重因素的限制，缓倾斜中厚 矿体回采的机械化水平不高，劳动生产率较低，作业成本较高。仍 垦塑望三盔堂三堡堡主兰焦丝塞 笙二兰 堡望婴塞箜里宣! ! 垫i ! 一 未有更为经济、合理、机械化程度较高的采矿方法。探讨和研究这 类矿体的采矿方法，对加快我国采矿技术水平的提高，增进矿山企 业的经济效益加快我国的经济建设进程，有着十分明显的现实意 义。 表i - 5 云南省地区缓倾斜中厚矿体矿山的矿床开采技术条件及采矿方法 矿床开采条件 项目名 矿石 矿石矿体现行采 称 倾角厚度( _ ) 圈岩稳 稳固 备注 固性 晶位 形态 矿方法 性 不稳周 不稳 设计推 十旧老0 一1 2 6 - “平均加 至中等 固至储量形态 荐采用 厂儡矿 平均9 。 稳固 中等大晶 变化 无底柱 稳固位低 较大 分段堑 老厂同状矿 f = 为- 8 沟崩藩 f ：6 - 8 采矿法 中等 下盘嗣 个旧松5 一1 8 。中等稳稳固 中等 呈似 斗空场 量大露面 树锡平均3 0l - 3 - 6 一l 蚴0固 至穗 层状一般迭 矿5 0 1f = 6 - 8 固 富矿 法全面 1 0 0 0 m 规则 法 f - 6 8 房拄法 ( 2 1 d 一不稳固 中等 中等 似层 5 厚 束川铜2 0 局部0 3 3 争- 6 0至稳固 稳固 童矿 状较 度) 下 矿达到3 0以上 f - 4 f 1 4 - 8 规则 盘斗空 - - 4 0 +8 - 1 0场法 ( 5 钿 以上) 较稳 下盘满 牟定铜 7 。一2 9 o 2 3 - 1 7 5稳固 固f ： 斗空场 1o 较膏 比较 法( i t 岩矿鼍大暴 矿 平均1 6 平均5 8 f = l o 1 4规则体厚度 露面一般达 一1 在5 1 1 5 0 0 2 5 0 0 m 2 以上) 下盘漏 大擒锖 1 0 。一卜3 5 平均1不稳固 不疆 比较 斗空爱氯化矿稳固 固至较膏法或下性差硫化矿 矿2 5 2至稳规则 稳 盘漏斗 较好 崩落法 昆明理丁大学工程硕士学位论文第一章课题研究的国内外动态 1 3论文研究的目的、内容及展望 1 3 1 研究目的 云南锡业集团有限责任公司( 简称云锡公司) 老厂锡矿竹叶山 矿段1 3 2 - 3 4 矿体为一较大的锡铜矿体，矿体以铜为主普遍含锡而局 部含铅，1 9 9 5 年经3 0 8 队重新加密勘探，探获矿体储量：氧化矿+ 硫 化矿( c + d 级) 矿石量2 0 0 1 8 2 0 吨，其中：( o x + s p ) 锡铜矿石量： 1 9 4 5 4 1 0 吨，铜品位2 2 1 5 ，铜金属4 3 1 0 0 吨；锡品位0 3 4 3 ，锡金 属6 6 6 3 吨，硫化铅矿( d 级) 矿石量：5 6 4 1 0 吨，铅品位4 2 8 ，铅 金属2 4 1 4 吨。自1 9 9 9 年1 0 月至今，老厂锡矿通过探采结合方式， 进一步探明了矿体的形态和规模，改算后矿体保有储量( 2 6 7 - 1 3 4 排) ：氧化矿+ 硫化矿( b + c 级) 矿石量1 4 5 7 1 5 0 吨，其中：铜品位 2 9 6 6 ，铜金属4 3 2 2 2 吨；锡品位0 4 7 5 ，锡金属6 9 5 0 吨，硫化铅 矿待下一步升级改算。由于该矿体规模较大，具有较高的开采价值， 其项目的建设开发列为了云锡公司“十五计划1 1 2 3 工程”中的两 个达产( 于2 0 0 1 年7 月1 日达到4 0 0 t d 的生产能力) 项目之一。能 否合理开发、充分回收利用该矿体资源，尤其是达产目标的尽快实 现，对云锡公司“三年解困”及生产经营的可持续发展极为重要。因 此有必要针对矿体厚大块段( 1 2 3 3 1 2 5 排) 的开采方技术条件， 进行采矿技术综合研究，寻求技术可行、安全可靠、经济合理的开采 方案及中深孔爆破参数，确保该矿体的达产及持续稳产，同时获得较 好的开采技术经济指标，提高开采的经济效益和社会效益。 1 3 。2 研究的内容 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章课题研究的国内外动态 根据该矿体的实际情况，针对该矿体埋藏深、规模大、不同矿块 开采技术条件差异大的特点，经过多方案论证，确定了以有底柱分段 空场法为主，局部选用全面法和有底柱分段崩落法中深孔落矿的开采 方案。在实施方案的过程中，为了确保评价的科学性、客观性和准确 性，开展了一系列相关技术的研究工作。 ( 1 )根据1 3 - 2 3 4 矿体采矿方法的特点及采切工程布置等，分别 对主要围岩、矿体等，开展了岩体结构调查； ( 2 )对围岩、矿体进行取样，并在室内开展了物理力学性质试 验研究； ( 3 )根据调查、试验结果，对岩体稳定性进行分级研究； ( 4 )根据矿体的开采技术条件，选择合理的采矿方法，并进行 试验研究； ( 5 ) 根据矿体的开采条件及物理力学性质，选择合理的中深孔爆 破参数，并进行试验研究。 1 3 3 锡矿开采展望 锡矿开采和利用在我国有悠久的历史，目前我国仍是世界产锡大 国，在国际市场上占有重要的地位。 锡是重要的战略物资，在现代国防、现代工业和尖端科学技术， 以及人类生活中是不可缺少的，其需要量会越来越大。 经过四十多年来的建设和发展，我国已经形成了近六万吨的采选 综合能力，1 2 6 4 万吨的冶炼综合能力。精锡产量达到5 7 0 万吨，不 仅能满足国内3 万吨左右的需求，而且可大量出口。我国锡的生产供 昆明理工大学工程硕士学位论文 第一章课题研究的国内外动态 过有于求，每年有相当数量的锡进入国际市场，锡的生产和出口受国 际市场影响较大，为此研究国际市场形势，有计划地出口，从而使锡 的出口贸易适应国际市场的变化。 目前对我国锡矿工业来说，易采的锡矿资源越来越少，原生锡矿 占有主要地位，因此加强锡矿采矿工艺研究，提高经济效益、降低生 产成本是一项重要的任务。尤其是我国原生锡矿多为共、伴生矿， 含有铅、锌、铜、锑、钨、铋、铟、镓、镉及硫和砷等许多有用元 素，加强综合利用研究，提高综合回收率具有重要的意义。 昆明理工大学工程硕士学位论文 第二章1 3 2 3 “矿体地质概况 第二章1 3 2 3 4 矿体地质概况 2 1 区域地质概述 个旧矿区位于云南山字形构造前弧顶端南东侧，在滇藏歹字型构造、南 岭纬向构造及川滇经向构造复合交汇部位，东邻越北古隆起，南有哀老山古 隆起，西为康滇古隆起。在漫长的地质年代里，各构造体经历次地壳运动发 展、演化，反复交替影响本区，个旧外围古老地块长期上升，矿区带则长 期下沉，自元古代至三叠纪沉积了厚达二万四千余米的岩层，在中三叠世早 期即沉积了厚达三千余米的碳酸盐类岩石，为矿区提供了广阔的溶矿空间。 印支运动波及本区，并伴随广泛的基性岩浆活动。燕山运动使三叠系地层发 生剧烈褶皱和断裂、并伴随大规模的酸性和碱性岩浆侵入，发生了以锡为主 的多金属成矿作用。 2 2 矿区地质简介 矿区出露地层主要为三叠系，仅上统项部缺失，侏罗、白垩系全缺。 早于中生界的地层，只在矿区南部有二叠系上统龙潭组( p ：l ) 零星出露。 新生界沉积则广泛分布于山间断陷盆地及一些山坡上。三叠系地层分为三统 六组：上三叠统火把冲组( t 。h ) 、鸟格组( t ，n ) ；下三叠统永宁镇组( t 。y ) 、 飞仙关组( t 。f ) ，它们都是由砂岩、页岩、泥质灰岩等组成。中三叠统则为 矿区主要熔矿层位，上部为法郎组( t 2 f ) ，下部为个旧组。法郎组上段由粉 砂岩、页岩、泥质灰岩和中酸性凝灰岩及基性熔岩组成；中段主要为含泥质 灰岩，局部夹白云岩；下段为页岩与薄层泥质灰岩互层，夹碳质页岩透镜体， 有基性熔岩、辉绿岩产出。个旧组上部自泥硐段( t 。g 。) ，以石灰岩为主，夹 不规则状白云岩；中部马拉格段( t ：g 。) ，以白云岩为主，夹不规则状石灰岩， 昆明理工大学工程硕士学位论文 第二章 13 2 3 4 矿体地质概况 f 部卡房段( t 。g 。) ，为石灰岩与白云岩互层，底部有辉绿岩床产出。 矿区以南北向个旧断裂为界，将矿区分为东西两区，东区受北东向五 子l l j 复式背斜控制，个旧四大矿田均位于其上，西区为贾沙复式向斜，矿化 较东区弱。东区复背斜上的次级褶皱有：马松长形穹窿、大箐一阿西寨向斜、 老卡背斜；复背斜上的断裂构造有北东、北西及近东西三组。北东向断裂主 要为黄泥硐断裂、竹叶山断裂、长青矿断裂；北西向断裂主要为长冲断裂、 黑蚂井断裂、平顶山断裂、大园山断裂、落水硐断裂；近东西向断裂主要为 淋漕山断裂、王家硐断裂、方家山断裂、拉里黑断裂、前坡山断裂、桅杆坡 断裂；该区东西向构造带有蒙子庙断裂、老熊硐断裂，南北向构造带为个旧 断裂。 本次要研究的双竹矿段中的1 3 2 3 二旷体即位于老卡背斜中部，夹持于 东西向的蒙子庙断裂与老熊硐断裂之间。 矿区内岩浆活动比较强烈，中生代以来，个旧矿区经历了印支运动、 燕山运动和喜山运动，构造活动应在三次以上，因而，区内各组构造都具有 多期活动的特征。 2 313 - 2 - 3 。矿体地质特征 2 3 1 赋存特征 1 3 2 3 。矿体位于竹叶山地段，花岗岩呈岩舌状沿t 2 9 。”1 ( 灰质、泥质灰 岩) 与t 2 9 。”2 ( 泥质灰岩夹钙质页岩) 地层界面侵入形成的凹根前沿平台上， 埋深4 3 0 5 5 0 米，赋存标高1 7 4 0 1 8 2 0 米，矿体呈似层状、透镜状产出， 走向s n 南端变为n 4 0 。e ，倾危1 0 3 0 。，该矿体东西向长2 0 0 多米，南北 向长约1 0 0 0 米，矿体形态随花岗岩起伏变化而变化，总体趋势为东高西低， 昆明理工九学工程硕士学位论文 第= 章1 3 2 3 4 矿体地质概况 f 部卡房段( t 。g ，) ，为石灰岩与白云岩互层，底部有辉绿岩床产出。 矿区以南北向个旧断裂为界，将矿区分为东西两区，东区受北东向五 子山复式背斜控制，个旧四大矿田均位于其上，西区为贾沙复式向斜，矿化 较东区弱。东区复背斜上的次级褶皱有：马松长形穹窿、大箐一阿西寨向斜、 老卡背斜；复背斜上的断裂构造有北东、北西及近东西三组。北东向断裂主 要为黄泥硐断裂、竹叶山断裂、长青矿断裂；北西向断裂主要为长冲断裂、 黑蚂并断裂、平顶山断裂、大园山断裂、落水硐断裂：近东西向断裂主要为 淋漕山断裂、王家硐断裂、方家山断裂、拉里黑断裂、前坡山断裂、桅杆坡 断裂；该区东西向构造带有蒙予庙断裂、老熊硐断裂，南北向构造带为个旧 断裂。 本次要研究的双竹矿段中的1 3 2 3 4 矿体即位于老卡背斜中部，夹持于 东西向的蒙子庙断裂与老熊硐断裂之间。 矿区内岩浆活动比较强烈，中生代以来，个旧矿区经历了印支运动、 燕山运动和喜山运动，构造活动应在三次以上，因而，区内各组构造都具有 多期活动的特征。 2 313 - 2 - 3 。矿体地质特征 2 3 1 赋存特征 1 3 2 3 矿体位于竹叶山地段，花岗岩呈岩舌状沿t 2 9 。3 1 ( 灰质、泥质灰 岩) 与t 2 9 “( 泥质灰岩夹钙质页岩) 地层界面侵入形成的凹根前沿平台上， 埋深4 3 0 6 5 0 米，赋存标高1 7 4 0 1 8 2 0 米，矿体呈似层状、透镜状产出， 走向s n 南端变为n 4 0 。e ，倾角1 0 3 0 。，该矿体东西向长2 0 0 多米，南北 向长约1 0 0 0 米，矿体形态随花岗岩起伏变化而变化，总体趋势为东高西低， 向长约1 0 0 0 米，矿体形态随花岗岩起伏变化而变化，总体趋势为东高西低， 昆明理丁大学 = = 程硕士学位论文 第二章1 3 2 3 “矿体地质概况 南高北低，中间为矿体厚大部位，品位分布为：锡西富东贫，铜品位南北高， 中间低。 2 3 2 围岩特征 矿体顶板为青灰色至灰白色细至中晶中厚层状大理岩，产状：走向n 1 5 。 - 2 0 。e ，倾角1 0 。1 7 。，裂隙发育一般。底板为灰白色半风化中至粗 粒黑云母花岗岩，局部为致密状金云母变玄武岩。通过对1 7 8 5 中段、1 7 5 0 中段的6 3 0 条节理的调查、分析和计算，顶底板主要发育两组节理，一组 走向n 5 0 。7 0 。w ，一组走向n 2 0 6 0 。e ，两组倾角6 0 。8 0 。，节理多 属平直闭合型，岩石r q d ( ) 值为8 5 3 5 。 2 。3 3 矿石类型、组分及储量 1 3 - 2 - 3 4 矿体矿石类型为磁黄铁矿、黄铁矿型致密块状硫化矿。自形一 半自形晶结构、包含结构，块状构造、条带状构造、稠密浸染状构造，矿石 稳固。组成矿石的金属矿物主要为黄铁矿和磁黄铁矿，在致密块状矿石中含 量占5 0 以上；次为黄铜矿、锡石、白钨矿、自然铋、辉铋矿、菱铁矿，局 部有方铅矿、铁闪锌矿、黄锡矿、毒砂、辉钼矿、硫铋铅矿等。脉石矿物有 萤石、石英、方解石及透辉石、石榴子石、符山石、角闪石、阳起石、透闪 石、方柱石等。有用组份主要以铜为主。该矿体由3 0 8 队选用地表钻探工程 作剖面勘探，北段采用东西向的1 2 8 1 3 4 三个排，南段采用北西向南北 向的2 6 6 2 7 0 五个排进行勘探，矿体被8 个排的2 1 个钻孔揭露。为了进一 步探明该矿体的空间形态展布，于1 9 9 5 年6 月1 0 日1 2 月5 日，云锡委 托3 0 8 队对1 3 2 3 4 矿体南段加密1 2 2 一l 、1 2 3 、1 2 4 、1 2 5 、1 2 6 五排6 个孔。 经重新加密勘探，结果探获矿体储量：氧化矿+ 硫化矿( c + d 级) 矿石量 昆明理工大学工程硕士学位论文 第二章1 3 2 3 4 矿体地质概况 2 0 0 1 8 2 0 吨，其中：( o x + s p ) 锡铜矿石量：1 9 4 5 4 1 0 吨，铜品位2 2 1 5 ，铜 金属4 3 1 0 0 吨；锡品位0 3 4 3 ，锡金属6 6 6 3 吨，铅硫化矿( d 级) 矿石量： 5 6 4 1 0 吨，铅品位4 2 8 ，铅金属2 4 1 4 吨。 自1 9 9 9 年1 0 月至今，竹叶山坑通过探采结合，进一步探明了矿体的 形态和规模，改算后矿体保有储量( 2 6 7 1 3 4 排) ： 氧化矿+ 硫化矿( b + c 级) 矿石量1 4 5 7 1 5 0 吨，其中：铜品位2 9 6 6 ， 铡金属4 3 2 2 2 吨；锡品位0 4 7 5 ，锡金属6 9 5 0 吨，铅硫化矿待下一步升级 改算。 2 4 水文地质 竹叶山矿段位于老厂矿田的南东部，地处红河与南盘江支流的泸江水 系之地表分水岭地带，地势西高东低，地表高程2 0 0 0 2 5 0 0 米，最高点为 莲花山，海拔为2 7 6 6 4 米。矿田无地表水系，边缘分布着背阴山、黄茅山、 白龙井、期六寨等较大规模的尾矿库，蓄水量分别为4 5 0 、4 9 4 、1 1 0 、1 5 0 万立方米，尾矿泥砂堆积量均超过2 0 0 万立方米，本区岩溶地下水位主要 埋藏于1 8 2 8 5 7 1 7 5 0 米之间或以下，通过对已开拓的1 7 5 0 中段、1 7 8 5 中 段及施工的电耙道水文地质现场调查发现：其矿坑涌水的大小除与揭露含 水构造的规模大小有关外，主要取决于连续降雨强度。目前，在1 3 - 2 3 4 矿 体东侧辅助斜井头( 1 7 8 5 中段) 及辅助斜井脚( 1 7 5 0 中段) 揭露的两个溶 洞为矿坑涌水自然排泄的唯一通道。矿床水文地质类型属于岩溶裂隙溶洞 含水充水为主的简单中等类型。 昆明理工大学工程硕士学位论文 第三章1 3 2 3 。矿体岩体结构及岩石力学性能研究 第三章1 3 2 3 。矿体岩体结构及岩石力学性能研究 3 11 3 2 3 “矿体岩体结构 3 1 1 现场节理裂隙调查 现场节理裂隙调查采用详细线观测法，沿坑道底板i m 高处安置测尺， 用以确定各结构因素的位置。测尺水平拉紧，基点设在开始调查点。从基 点开始沿测线方向对各构造因素进行测定和统计。将测线上下i m 的范围作 为测带，调查工作在测带以内进行。 调查工作正式开始前，用高压水清洗巷道壁面，并按上述要求的调查内 容进行调查工作。共调查巷道6 0 0 5 m ，节理6 2 9 条。节理裂隙调查数量统计 表详见表3 1 。 表3 1节理裂隙调查数量统计表 序调查长测带宽度调查面积节理裂隙节理裂隙密 调查地点 号 度( m )( n 1 )( m 2 )数量( 条)度( 条，m ) 1 1 7 5 0 中段中3 。矿房拉底分层 4 6 529 34 39 2 5 2 1 7 8 5 中段1 2 4 付一支 3 2 226 ，4 4 3 3 1 0 3 l 31 7 5 0 中段东问柱二分层7 3 021 4 6 9 2 1 2 6 0 4 1 7 8 5 中段1 2 4 平巷 1 723 41 5 l8 8 8 5 1 7 5 0 中段东1 。矿房一分层 1 3 8 02 2 7 6 1 2 7 9 ，2 0 6 1 7 5 0 中段东问柱一分层 6 ，0 321 2 0 68 51 4 1 7 1 7 8 5 中段1 2 4 联道8 0 5 21 619 81 2 1 7 3 1 2 节理裂隙的总结分析 岩体被结构面切割成既连续又不连续的裂隙体，对外力呈现出各向异 性，并在岩体中存在着原岩应力，这些结构面可能形成力的传递的不连续 面，在其附近发生应力集中。由于结构面间内聚力减弱，抗摩擦强度也低， 尤其在水的作用下降低更大。因此，岩体中节理裂隙分布规律及其特征是 1e 昆明埋工大学工程硕士学位论文 第三章1 3 - 2 ，3 。矿体岩体结构及岩石力学性能研究 影响岩体完整性、岩体强度、岩体稳定性及爆破块度的主要因素之一。 有关节理裂隙的统计数据( 见表3 2 ) 。 3 1 3 r o d 值 1 9 6 4 年，d e e r e 根据金钢石钻的岩芯采取率，提出了表示岩体质量的 一种定量指标。目前，这种岩石质量指标( r q d ) 以获得广泛的应用。r q d 是用1 0 0 m m 以上的整段岩芯累计长度占钻孔总长的百分数来确定的。d e e r e 认为r q d 值与岩石的工程质量有如下关系：r q d 小于2 5 时岩石质量很 差、r q d 为2 5 5 0 时岩石质量差、r q d 为5 0 r q d 7 5 时岩石质量 一般、r q d 为7 5 9 0 时岩石质量好、大于9 0 时岩石质量很好。 r q d 值并没有把地下开挖工程中所遇见的影响岩体稳定性的许多因 素都充分地显示出来，未能直接考虑其它影响因素。如结构面的空间分布 规律会影响岩体的稳定性，再如尽管节理稀疏且r q d 值也高，但因节理面 的摩擦阻力低，也会造成岩体稳固性降低等一系列的因素。因此，采用单 一的r q d 指标评价岩体质量存在一定的局限性。但是，目前r q d 指标仍 是岩体综合评价的一个重要指标之一。 1 、按节理间距计算 仿照从岩心测量岩石质量指标的方法，沿坑道测定间距小于1 0 c m 的 节理或交叉节理切割成的岩块沿测线的尺寸( s ；) ，并按下式计算： r q d ：坐1 0 0 k= 等 。 式中：l 计算r q d 值的抽样区段长度； s 计算r q d 值的抽样区段长度内结构面间距小于1 0 c m 的总长； k 折算系数，0 9 。 计算结果详见表3 2 。表可以看出该矿山的围岩以及矿石的r q d 值都大于 7 5 ，小于9 0 ，所以其都属于质量较好的岩石。 水 誊 求 磊 求 运 。 。 鼍 o 霉一 莹 卜卜卜 蹲 h _h -h - 恒掣列蝼剩蝼 蜒*蕊卜西蹬蕊西媸 西蟥 h _ j i i 疑藤疆 散 旧创 d 血司 d d ad 霉 匠 腔匠照匠匠匿 j 毯 v 嘏 坚 恒 寝 j i i 趟 螂 鼗o 旧 窭 叫 。 螺 旧 哒 蜒捌 蜒蜒熟磐察艇 蜒 姆囊 罂囊米 米 米 芸 襄 桠 撼撼越 撼辐越越 蜊最 杂 螂酃辎辎螂 碰世 蔷怔蔷怔盖忸盏忸盎| 皿盖| 皿盖怔 碟雕 剐 球撩踩球 蝶 球 蝶 拉 稍 懈稍相翻船稍 塞冀童 逛 槛 鹾 噬 剐 彘叫 s 和翻 莜 求 k 鹾 辅巡一 恻 母巡r 颦，、 霪蠢 融矩 垂蠢 誉 毁 勺1 ，、“讴 譬奄 譬扣 遗8酃制 盛 斗 岳一 警螂 整 墨 5 - 1 1 一 乎 罄 赵 翳 一晕 h 蒌赠 徊 露 剐 世巾 搽4螺趔白掣岳嗡盘螺鹾群副灌 q n 懈 承罄鼎求苯抛越徊罂颦晕；蛙非母拓，哗ci _ 幸转 州袋掣扑二f匿黜h扑kh剐墨哑 曼竺些王查兰三矍堡主兰堡堡苎 苎三童 ! ! ：! ：! ：! 笪堂堡丝塑塑奎墨量竺坌塑旦窒 2 、按岩心采取率计算 当未能直接计算r q d 值时，通常采用岩心采取率乘以折算系数( 其是 长岩芯除以岩芯长所得的值) 求得r q d 值，而且岩心采取率的高低也是影 响岩体质量好坏的指标。本报告采用的岩心采取率为平巷掘进的统计资 料。本次调查1 3 2 3 拌矿体1 7 8 5 中段，钻孔1 6 个，钻探进尺5 9 0 4 4 米， 即1 2 4 3 平巷，4 个孔，钻进进尺1 9 1 7 2 米；1 2 4 平巷，6 个孔，钻进迸 尺2 8 5 2 6 米；1 2 3 3 平巷，6 个孔，钻进进尺1 1 3 4 6 米；钻孔统计结果详 见表3 3 。 表3 3按岩蕊采取率计算r q d 值计算表 施工 场地 岩体性态 r q d 值( ) 平均值( ) i ：程 名称 花岗岩 4 0 8 、4 4 6 、4 4 7 、6 3 8 、6 0 6 、5 0 4 、2 9 5 、2 8 44 5 3 5 硫化矿9 6 8 、2 9 1 、5 3 1 、4 2 2 、2 1 1 、4 0 4 7 0 5 1 2 4 - 3 大理岩 6 5 8 、7 3 4 、7 0 9 、4 5 4 、1 6 0 、4 5 0 、4 0 、2 7 6 3 5 、8 8 2 、 4 5 8 6 3 3 8 、3 5 9 、5 3 4 、1 7 、3 、4 9 0 、1 9 7 平巷 7 6 _ 3 、3 9 9 、4 5 3 、8 8 6 、5 2 8 、6 4 7 、3 4 0 、4 8 7 、4 3 3 、 变玄武岩 5 2 1 7 7 、7 0 3 、6 3 5 、5 9 9 、6 0 6 、6 8 3 、3 8 5 、3 6 3 、2 7 3 花岗岩 1 7 7 、8 1 0 8 、2 8 6 、2 5 0 、4 1 2 、2 4 43 6 3 3 1 2 3 - 3 硫化矿 7 4 7 、8 1 0 3 、6 9 7 、7 4 4 、5 7 1 、6 0 16 9 5 l 平巷 大理岩3 9 0 、4 1 3 、3 4 0 、3 8 5 、 3 8 2 变玄武岩3 8 5 、5 i 5 、6 7 4 、8 2 0 5 9 8 5 4 2 9 、6 6 0 、2 4 4 、4 1 3 、5 9 4 、4 7 8 3 、5 5 6 、4 0 2 3 、 花岗岩4 4 4 2 3 3 3 1 2 4 硫化矿6 7 7 、2 7 1 、3 4 9 、5 6 3 、5 3 7 、5 0 5 、7 2 2 4 、6 1 8 55 3 0 4 排平 巷 大理岩7 7 1 、6 2 0 、4 2 96 0 7 6 2 、5 3 2 、4 9 + 0 、7 8 6 、4 2 1 、3 3 t 3 、2 8 9 、3 3 6 、4 3 5 、 变玄武岩4 7 5 4 3 0 5 、6 1 0 、4 0 6 2 1 7 8 5花岗岩2 4 2 、3 0 3 、2 0 0 、3 2 5 、4 1 72 9 ，6 8 中段硫化矿6 2 2 、4 6 4 、4 3 8 、4 0 9 、3 5 44 5 7 4 】2 4 3 大理岩5 0 9 、4 0 7 、1 2 2 、4 84 5 5 3 平巷 变玄武岩8 2 5 、4 8 4 、2 5 4 、2 6 7 、3 4 6 、3 8 8 、3 4 7 、3 7 1 4 1 0 3 从表3 3 可以得出花岗岩的r q d 值为：3 1 5 ；硫化矿的r q d 值 昆明理工大学工程硕士学位论文 第三章 1 3 2 3 8 矿佳墨堡笙塑塑妻毽堂签坌望堕窒 为：5 3 8 4 ：大理岩的r q d 值为：4 7 4 ：变玄武岩的r q d 值为：5 0 1 1 。 从矿体和围岩的r q d 值可以看出：花岗岩属于质量差的围岩，硫化矿 属于质量一般的岩石，大理岩属于质量较差的岩石，变玄武岩属于质量 。般的岩石。 由于上述两种统计岩石r q d 值的方法之间存在着差异，并且两种 方法都存在着不足之处，导致两种评价结果之间相差较大。在方法l 中， 如果没有按照调查规范来充分调查节理裂隙，就会导致计算得出的r q d 值与实际相差较大；而在方法2 中，由于钻孔过程中人员操作、钻进速 度以及卡钎等原因往往会使本来较长的岩芯产生断裂，导致评价结果比 实际要小。最为重要的是，钻孔r q d 值指标的确定与钻孔方向有关， 因为垂直优势节理方向的r q d 指标较平行方向的指标差异较大，垂直 方向所获得的指标比较真实，平行方向的指标则可能很大或很小，结果 与岩体实际偏差较大。在本次评价中，由于具体图件不详，加之勘探钻 孔的布置主要以某一钻窝呈扇型布置，因此，在不同方向的钻孔中r q d 值离散较大，从上述所列表中也可以看出。 综合考虑以上因素和两种方法产生误差的程度以及本次调查的实 际，认为第一种方法的评价结果与实际比较相符，所以在这里摈弃了第 二种方法的结果，以第一种方法的评价结果为准，并且在以下进行的岩 体分级中采用第一种方法的r q d 值。 3 2 节理结构裂隙小结 针对1 3 - 2 - 3 。矿体的地质特点，从地质调查及岩体结构分类研究中， 得出以下认识： 昆州埋工大学工程硕士学位论文第三章 1 3 2 3 4 矿体岩体结构调查及岩体分级研究 ( 1 ) 岩体结构调查研究，是正确认识岩体结构特征、岩体结构类型、 岩体宏观物理力学特性的基础，是在矿山安全正常生产期间，进行合理 工程布置的科学依据，同时也是在科学评价和研究中，进行工程岩体取 样的基础工作。 ( 2 ) 通过调查、分析和研究，对影响1 3 2 3 8 矿体的硫化矿、大理岩、 花岗岩、玄武岩等的工程岩体结构特征进行了系统的分析和评价，通过 结构的类型分析，初步对岩体的稳定性进行了评价。 f 3 ) 利用有关的软件，对岩体的质量指标进行了量化处理。 ( 4 ) 对岩体的稳定性进行了科学分类，岩体质量基本为i i 类岩体。 通过调查表明，该矿体的岩体质量较好，基本为稳固岩体。 同时，通过本次调查也发现，在本次研究中存在下列不足，应在今 后的科研工作中加以改进： ( i ) 岩体结构调查的数量不足，具体表现在调查地点、调查长度和 岩性类别方面存在严重不足，因而对该矿体的宏观评价，存在一定的缺 陷。在本次调查中，对结构面的大小认识上存在一定的差异，调查的节 理存在一定的微节理被录入的问题： ( 2 ) 岩体r q d 指标，是科学评价岩体稳定性的重要指标，也为采矿 方法选择以及矿柱留设，空区处理等方面提供重要的参考依据。 ( 3 ) 在本次调查中，由于时间关系，没有作出素描图，对不稳定块 体的具体圈定等工作没有开展，同时由于软件本身的缺陷，没能进行岩 体结构的三维模拟等； ( 4 ) 对岩体结构的调查参数，没有进行分布规律的分析和计算i 垦塑望三查堂三矍堡| 上堂垡堡塞 苎三兰! ! ：! ：! ：芝堡宣竺丝塑塑查丝盏堡坌丝塑塞 ( 5 ) 所进行调查的区域，由于没有对墙壁面进行清洗，存在节理不 清和调查不全的问题。 zis7l 川】11 21 3l “i t tl i 2 0 间蘑单位为l o 恤 圈3 1 硫化矿节理裂隙间距分布直方图 群铥 l l ； l 。目- 纩饲 l23 0g11nl | l5l 1 ，” 间雁簟位为1 0 。 圈3 21 7 5 0 中段中y 矿房拉底分层硫化矿节理裂隙间距分 布图 zi_5t91 01 11 2i l i s 】1 71 11 12 0 闻距簟位为1 0 3 31 7 8 5 中段1 2 4 付一支硫化矿节理间距分布直方图 图 匪5 i