脉内溜井留矿法在金翅岭金矿的应用.doc

脉内溜井留矿法在金翅岭金矿的应用The application of shrinkage mining with ore-pass inside ore vein in Jinchiling gold mine张玉涛 江国建 褚亦功（招金矿业股份有限公司，山东 招远 265400）摘要：脉内溜井留矿法是浅孔留矿法的一种变形形式，在金翅岭金矿的创造性应用，取得了良好的技术经济指标，为该矿采矿方法的革新提供重要参考。关键词：浅孔留矿法变形；脉内溜井；黄金矿山采矿；采矿方法创新Abstract：Shrinkage method with ore-pass inside ore vein is an innovative from shallow-hole. We get good technical and economic target in applying it. It is also for reference in mining method innovation.Key words： shrinkage method transmutation；ore-pass inside ore vein；gold mining；mining method innovation1 矿山地质概况及开采技术条件金翅岭金矿是一座开采40余年的老矿山，采选氰冶综合配套，年冶炼黄金56万两，白银60吨，为全国最大黄金生产商之一。金翅岭金矿受招平断裂带下盘密集次级断裂带控制，具体为金翅岭草沟头断裂成矿带。矿床类型为黄铁石英脉型金矿床，除4号脉、P3-1大成矿带外，其它小型矿脉矿岩均稳固。带内小型矿脉多成群出现，成矿与脉岩活动有密切关系，浅部矿床品位较富。带外围岩以混合（玲珑）花岗岩、二长花岗岩、花岗岩为主，时有胶东群老地层残留岩体。脉岩以闪长玢岩活动为主，煌斑岩、角闪正长斑岩为次。矿体厚度0.23.0m，矿体倾角7080，矿体形态多呈脉状，规模不大，有分枝复合尖灭再现现象。矿石密度2.76t/m3，品位从几克到几十克（10-6），矿石含硫低，无自燃性，氧化现象不明显，矿石不易粘连，利于放矿。围岩硬度系数f=8-12，矿岩稳固。2 矿山采用的采矿方法根据矿体赋存条件，目前金翅岭金矿采用的采矿方法有上向分层干式充填法、削壁充填法、浅孔留矿法。干式充填法的运用比例最大，其次是削壁充填，浅孔留矿法则很少使用。干式充填和削壁充填法的优点是能够适应矿体变化，矿石贫损两率低，能够及时避开无矿带，采空区不必单独处理等，这些都比较适合金翅岭金矿的矿脉特点及环境保护要求；但是其缺点是生产能力小、采矿成本高、工人劳动强度大、难以实现机械化作业。干式充填采掘量很大，每采1吨矿石，需生产废石1.3吨，其中搬运废石0.65吨（用以充填采场）。浅孔留矿法主要运用在4号脉采场，但由于矿岩不稳固，贫损两率很难控制，因此运用留矿法的采场很少。各方法贫损两率、所占比例及其它指标，见表一。采矿方法指标对比 表1采矿方法贫化率%损失率%所占比例%采剥总量搬运矿岩量干式充填法184.8602.952.12削壁充填法123.5352.611.88浅孔留矿法60952.222.16注：采剥总量为每吨可采地质矿量（不包括矿柱）在采矿过程中采剥的矿岩总量（不包括留矿法采空区处理）；搬运矿岩量不包括人工平场。3 浅孔留矿法变形方案浅孔留矿法具有工艺操作简单，大放矿阶段生产能力较大，劳动生产率较高，放矿能够连续机械化作业，设备简单、价格低、易购置，生产成本较低等优点，因此在中小矿山及部分大型矿山中广泛应用。在急倾斜薄矿脉岩金矿山中使用浅孔留矿法的占85%以上，采矿量占40%左右。随着采矿技术进步和高效无轨设备的运用以及采矿环保要求的提高，中厚矿床开采中充填法的应用迅速增加，浅孔留矿法则急剧减小。但是近年来，随着科技进步浅孔留矿法在采场支护、底部结构、矿柱回采等方面，不断变化创新，衍生了大量行之有效的变形方案。这些变形方案大大提高了浅孔留矿法的适应性。下面介绍两种变形比较成功的方案：3.1 静态留矿法静态留矿法是我国黄金矿山开采矿岩稳固性较差矿床的一种新型回采方案。其技术特点是局部放矿量由专用溜井完成，采场存留矿石不会向下滑动。陕西东桐峪金矿为典型案例：Q1号脉矿体倾角7080，平均厚度2.62m,局部达57m，平均品位7.41g/t，赋存于控矿构造带中，矿体与围岩呈断层性接触，断层面多被断层泥充填,围岩节理裂隙发育。过去一直使用浅孔留矿法回采，常造成上下盘围岩大量片落，出矿品位1.562.56g/t，贫化率高达57%79%，损失率32%。片落围岩形成大块，堵塞漏斗。采用静态留矿法后，,采场分层回采时把局部放矿量用电耙耙入采场一端的联络道处掘进好的放矿溜井放出，存留矿石不发生滑动，防止采场上下盘围岩片落。矿房回采结束后，进行均衡与快速出矿。此法的贫损指标为贫化率17.55%，损失率仅11.48%，出矿品位4.28g/t。3.2 削壁留矿法该法也是我国黄金矿山根据矿床开采技术条件和矿山生产形势要求而试验成功的一种新型采矿方法。其技术特点是用切槽崩落矿石，将矿石平场后存留在采场内充填采场，上部铺设隔层后，采场两帮削壁使之满足下一循环作业要求。削壁产生的废石通过溜井下放到中段运输巷运至下一中段的采场采空区。典型案例：内蒙古撰山子金矿的急倾斜石英脉型矿床的脉厚0.30.5m，倾角大于60，矿体形态稳定，水文地质简单，在脉厚0.43m、段高30m、走向长度43.5m 的一个采场试验削壁留矿法。削壁充填法是把矿石先采下通过采场放矿溜井从下中段运走，一般削下盘围岩充填采场而形成工作台。而削壁留矿法则相反，毛石下放，矿石存留，矿房回采结束后再从底部结构放出存留矿石。此法的采场生产能力为27.2t/d。4 脉内溜井留矿法简介 金翅岭金矿4号脉、P3-1矿体较为破碎，采用普通浅孔留矿法采场贫损两率大，围岩片落严重，经常堵塞底部结构。针对以上弊端，金翅岭金矿在2采区0583采场、3采区2312采场试验脉内溜井留矿法。该方法是浅孔留矿法的变形方案，采用浅孔留矿法的平底结构和落矿方式，局部放矿则通过顺路脉内溜井下放至中段运输巷。存留矿石大放矿时，由底部结构放出。溜矿井布置在采用废石、水泥砂浆堆砌的人工矿柱内，具备一定强度，从而支撑上下盘岩体。采场被人工矿柱分割成几个更小的部分，有利于采矿区暴露面积的控制。5 采切工程布置及回采工艺矿块长度50m，一般为矿脉全长，不留间柱和底柱，顶柱3m，采场共布置4个顺路井，中间两个为溜井，两端为双格井（分梯子间和碴子间），布置先行井一个，用于通风、行人、下放材料。采场底部结构为平底结构，两顺路井之间曾加两出矿穿。采场底部两出矿穿之间用废石砌成坡面，并用砂浆抹平，减少大放矿后采场内的边角矿石。溜井采用铁桶圆井，铁桶壁厚不小于3mm，四周砌碹人工矿柱，目的是保护溜井不位移，同时人工矿柱具有一定强度起到支撑上下盘的作用，防止围岩大片脱落。另还可以消耗部分采下废石降低贫化。人工矿柱一般采用水泥砂浆砌筑，砌筑时保证矿柱的质量。双格井超前3m施工，双格井的人行井和溜井采用木板和撑木隔离，撑木间距1.5m。双格井、溜井布置图采用7655钻机凿岩落矿，孔深1.5m，倾角70，每2孔为一组，孔距根据采幅调整，组间距1m，最小抵抗线1m，分层高度1.2m，采用2#岩石炸药装药系数0.60.8。落矿后，1/3矿石采用人工搬运至溜井，当矿体厚度较大，采幅超过1.5m时可用7.5kw的小型电耙出矿。出矿完毕后，将溜井加高，铁桶采用插接方式连接，并焊接固定。拣选采场内采下废石，围绕溜井两侧砌筑0.5m的人工矿柱，采场废石多时，可适当加大矿柱厚度。溜井高度略低于采场高度，双格井超前3m施工，保证畅通。采场支护采用管缝式锚杆，长度1.52.0m，网度1.0m1.0m。不宜施工锚杆的地方用撑木支护，但必须深凿撑窝。采场垂直纵投影矿房回采完毕后，由底部出矿穿将存留矿石放出，有溜井、双格井的穿不放矿。采场各出矿穿应均衡出矿，保持矿石下降一致。同时要提高出矿强度，缩短放矿时间，以减少冒顶片帮带来的采场堵塞和二次贫化。6 矿柱回收及采空区嗣后充填矿房回采完毕后，大放矿前，还应在采场内每隔15m向上一中段施工嗣后充填井，规格2.01.5m。施工充填井的废石可由矿石溜井放出。大放矿完成后及时用上一中段的掘进废石充填采场采空区，有条件的矿山可以用先废石后尾砂的充填方式。嗣后充填法不仅处理了采空区，而且消耗部分废石，减轻了提升压力为矿山节省了成本。当充填面接近大放矿前的矿石存留面时，将充填井改为双格井，一边下溜废石，一边为人行梯子。采取必要的安全措施后，人员进入采空回填区由端向另一端推进式充填凹洼处。充填完毕后开始进入顶柱回收阶段。顶柱高度3m，采用后退式回采，每2m一个后退距，每一后退距内的的矿石分两次爆落，矿石推入就近溜井。 顶柱回收示意图7 技术经济指标3号矿区2312采场和2号矿区的0583采场采用脉内溜井留矿法回采，采场生产能力较干式充填法大大增加，采矿直接成本节省1/4。贫损两率较浅孔留矿法有较大降低，各技术指标见下表。采矿方法损失率%贫化率%出矿品位采场生产能力(t/d)千吨采切比脉内溜井留矿法7.2352.63519.9浅孔留矿法12.862.51.54019.9干式充填法4.8183.491813.48 结语脉内溜井留矿法是静态留矿法的一种，主要针对4号脉、P3-1矿体破碎，上下盘围岩易片落，使用普通留矿法贫化损失大，围岩片落易堵塞底部结构等问题而设计的创新型采