应用多种采矿方法综合试验研究

1、应用多种技术的采矿方法综合试验研究陈友东姚香（广东高要河台金矿）（长春黄金研究院）摘要：河台金矿开采急倾斜薄至中厚蚀变糜棱岩型金矿床，一直以浅眼留矿法为主要采矿方法是 合理的，其存在主要问题是回采方法过于单一，采空区没有及时处理而造成出矿二次损失贫化过大， 出矿品位偏低，矿山经济效益较差。开展应用多种技术的采矿方法综合试验研究以来，使用类框架结 构采空区处理技术及其它一些采矿新工艺新技术，解决了采空区连通和坍塌以及出矿二次贫化过大问 题，品位大幅提高，黄金产量与经济效益均大幅增加。关键词：岩金矿山；采矿方法；应用多种技术；综合试验研究中图分类号：文献标识码：文章编号：1概述1.1矿床开采技术条

2、件河台金矿开采蚀变糜棱岩型金矿床。高村矿床主要开采11号矿体，云西为9号矿体，两矿床走 向北东，倾向北西，倾角6585° ；高村矿床矿休走向长度400800m,云酋3001200m；高村矿 床控制垂深600m,云西500m；高村矿床矿体平均厚度2.55m,云西2.59m；高村矿床平均地质品位 8.07g/t,云西7.72g/to两矿床共同赋存特点：矿体分支复合、膨胀狭缩现象普遍，整体连续性差；以 不规则脉状产出为主，但也有透镜状矿体存在；矿石和围岩均为各种变质糜棱岩和硅化t糜岩，没有 明显界限，靠刻槽取样决定：矿体普氏坚固性系数f=1216,围岩f=1012,但个别地段因断裂构造 而

3、节理发育，其矿体下盘发育一条与z平行的滑动构造破碎带相距05m,所以，矿岩中等稳固，局 部不稳固；矿床涌水量小，水文地质条件为简单类型；矿岩密度2.75t/m3,松散性系数1.6。采矿方法沿革1989年投产的高村矿区设计矿石生产能力500t/d, 20世纪90年代中期投产的云西矿区设计矿石 牛产能力250t/do两矿区设计与投产以来一直以浅眼留矿法回采矿房，小分段中深孔空场法回收矿柱, 为矿山主产起到重要作用。于1993年与长沙矿山研究院合作，在高村矿区开展上向水平分层干式充填 连续采矿法试验研究。1.3存在的主要问题矿山生产以开采地质资源为手段，以获取最大经济效益为冃的。所以，除地质资源为不

4、可改变的 因素之外，矿山生产会因设备、技术、工艺和方法不同而有不同的效果。河台金矿1999年之前矿山开 采存在的主要问题是出矿品位不高，与地质平均品位冇较大差距。其原因是采矿方法过于单一；二是 矿柱回收方法过于单调；三是矿山生产1（）多年采空区没有一个有效处理方法；四是出矿损失贫化大, 出矿甜位低。河台金矿二次损失贫化没有统计指标，近年估计二次损失率5%,二次贫化率37%,而 实际统计11个采场计算的二次贫化率为48.89%,有的采场出矿最比采矿量多一倍以上。2人工底柱浅眼留矿采矿法试验研究该种采矿方法是从机械出矿干式充填法、横撑支柱空场法、静态留矿法、无矿柱留矿法等数种采 矿方法中，利用模糊

5、数学优选出来的，作为试验研究的主要采矿方法。2. 1人工底柱的构筑河台金矿钢筋混凝十人t底柱的设计条件是：矿体厚度一般人于3.0m,平均5.2m；矿体下盘发 育一条构造破碎带，距矿体05m,破碎带宽度0.52.0m；采场长度2060m不等，浅眼留矿空场 法或干式充填法采矿。参照国内岩金矿山或其它矿山没有可供借鉴的经验，i大i而采用中厚矿体充填法 回采的人工底柱设计作参考，并结合矿山矿床特征而其有下述特点：一是梁板结构；二是主筋与上下 盘砂浆锚杆焊接；三是钢筋底柱与钢筋混凝土梁组成整体结构；四是c20高标号混凝土。施工时应注意的儿个问题：第一要求碎石2050mm块度均匀，强度高，冲洗干净；第二混

6、凝土 应搅拌均匀，最好机械搅拌，水灰比适当；第三所有钢筋网应用细铁丝捆扎牢实，浇注前用块石垫高 510cm,随浇随热；笫四浇注混凝土同时要用电动震捣器震捣，并要震捣均匀，不留死角，计其表 面渗出水泥浆；第五最好不间断连续施工，以保证其整体强度。2.2人工底柱浅眼留矿法试验研究本采矿方法与普通浅眼留矿法冇共同特点：沿矿体走向布置矿块，矿块划分矿房与矿柱，先采矿 房后采矿柱；上向水平分层回釆，分层高度与所使用凿岩机类型有关；回采时从底部结构放!1! 1/3矿 石，其余留作上采之工作台并支护采场围岩；视上下盘围岩节理裂隙发育程度而采用锚杆或锚索支护。 木采矿方法与普通浅眼昭矿法又具冇不同点：一是采场

7、切割层高度较大达2.53.0m；二是切割回采 结束应全部岀净矿石，然后施工人工底柱，待其养护超过7d后才能进行回采作业；三是钢筋混凝土特 点承静载能力大而抵抗动载能力差，所以，应多打眼放小炮，避免人面积一次性崩落，最好使用上向 瀚岩爆破方法落矿；四是顶柱与间柱最好使用浅眼落矿，个别情况也可用屮深孔冋收；五是矿房所有 矿石出净z后，有一个存留三角矿堆出矿问题。人工底柱浅眼留矿法口 2000年1月在云西矿区110屮段开始试验少应用以来，凡是矿块地质品 位在57g/i以上者均可使用，每年应用不少于3个矿块。而2001年高村矿区竖井延深工程结束之后 当年6刀也开始推广，先从-40中段开始，逐步扩大到0

8、中段与40中段，至2003年上半年所冇河台 金矿的采矿工程技术人员，均町以设计与应用本法指导矿山生产。3 其它采矿新技术的应用3.1新型采空区处理技术3.1.1高村矿区现状与危害至2000年止，高村矿床累计采矿量119.4万t,出矿量152.4万t,出矿量多于釆矿量37.3万t, 相当于采矿量1/4。按矿岩密度计再加上靠地表民采部分累计采空区体积达63万n?,未作专门处理， 靠自然片落围岩充填空区。高村矿区从3888线矿体长400多m,从40160中段垂高120m东段采 空区基本连通。其破坏与连通原因有三：一是沿矿体全长有7条构造破碎带切割，下盘发育一条平行 破碎带；二是民采空区倒塌而破坏下部

9、采空区；三是大量使用中深孔一次性爆破回收矿柱而造成大量 围岩片落为岩层移动。其危害简言之是导致地质资源损失，增大矿石贫化，危及巷道安全，恶化通风系统。3.1.2新型采空区处理技术的主要特点其名为类框架结构采空区处理技术是属于空区处理的充填、崩落及支撑三人主要方法之矿柱支撑 范畴，经北京冶金工业信息标准研究院国内外查新后认为，不但属国内首创，在国际上也处于领先地 位，其技术构想來源于如卜-儿点实践或认识：首先考察了石英脉开采矿山如夹皮沟、五龙、金厂峪、 玲珑等金矿采深均超过600m，均用空场法为主要采矿方法，虽然个别矿体或坑口采用废石充填，但 绝人部分利用低品位矿柱支撑空区亦作到安全生产；再有我

10、国岩金矿山85%以上中小型矿山主要使用 空场采矿法，每年形成数百万n?采空区，但未见发牛灾难性事故；然后河台金矿某些不连续矿体开 采所留卜-的独立空区，10余年未处理也没有太人变化。本技术运用多种人工矿术或低品位白然矿柱，将连续垂向空区在一定部位隔开，再把走向连续的 空区按一定距离将其隔离,这就如同楼房建筑中用钢筋混凝土的梁、柱、板构筑的框架结构一样,将 人空区变为小空区，将连续空区变成相对独立空区。采用此种独特的隔离技术之后，采空区任其自然 存在，如有条件或使用掘进废石或使用分级尾砂在不影响生产条件下进行嗣后充填。本处理技术经力 学模型试验证明较科学合理，其使用条件：适合浅眼留矿法或空场采矿

11、法开采技术条件的矿床； 开采总深度在500mm以上的浅部开采矿山；矿井有足够充填料来源或有专门充填贮料仓；要求 矿山有足够技术力量与施工队伍，人工矿柱的质最才启保证。3.2三强作业技术的应用强掘强采强出的三强作业技术是20世纪60年代由使用崩落采矿法矿山所创造的一种釆矿作业技 术，其优点可减少三级矿量、节约生产成木、提高作业强度及各种劳动生产率。河台金矿利用此技术 的冃的是加速富矿包回采及提高出矿品位，降低出矿二次损失和贫化，为矿山生产服务。2000年在云 西矿区110'!'段53741与54549采场应用，具体使用结果见表1。表1矿山平均技术指标与三强作业技术指标比较项目单位

12、矿山平均 指标云西矿区53741采场云西矿区54549采场说明设计矿石虽t1254727518地质资料地质品位g/t15.489. 93下同地质金属呈kg194. 2268.3设计一次损失率%739.8设计一次贫化率%18912采下品位g/t14.6911.62采矿金加虽kg192.5339.9采矿一次损失率%3.911.41.3地测验收数矿石一次贫化率%16. 537.36.4下同出矿二次损失率%5000. 000.34出矿二次贫化率%37. 007. 201.37采场落矿虽t155211310229253回采时间n6. 694.036. 00采场而积m215& 5159.8220.

13、4采场生产能力t/d75.8109.2162.5以下为计算数采矿强度t/m2 月14. 6220.522. 12历史最好水平t/d122.0109.2162.5后者比最高仍高33%采出矿起止时间月18911平均指标为11个采场平均由表1可以得出结论：（1）采场生产能力与过去普通法比，提高近50%以上；（2）釆场采矿强度 比平均值高45成；（3）采矿一次损贫指标，山于作业时间短而相对提髙围岩稳固性，一次贫损指标 相对降低：（4）出矿二次损失贫化人幅降低，对捉高岀矿品位大为有利；（5）云西矿区这两个采场应 用三强作业技术为河台金矿这两年完成生产任务作出重要贡献。3.3其它采矿新技术在应用多种技术的

14、采矿方法综合试验研究中除已经应用上述新技术之外，我们在生产实践屮还发 明了一种充填留矿采矿法、一种采用两种材料胶结的人工间柱构筑方法、一种中厚矿体空场法钢筋混 凝土人工底柱构筑方法等三项专利技术：人工底柱存留三角矿堆的出矿方法有提高底柱角度、采用上 盘脉外进路出矿、底柱充填废石形成三角堆、构筑上盘人工假巷等方法；在人工底柱上进行压力测量 从而对人工底柱所具冇的特性冇更清楚认识；对原有干式充填采矿工艺进行不断改进与完善，如增设 充填系统，完善矿块结构参数，增大分层冋釆高度，改进溜矿井结构，改变采场铺犁材料，釆用钢筋 混凝隔墙代替块石砂浆隔墙技术；等等。河台金矿3年采矿方法研究已经限得可喜成绩，但

15、今后还有许多工作要做，还有一些新型采矿技 术还将试验与应用，如注浆长锚索固帮、钢筋网柔性隔墙、改进后的静态浅眼留矿法、下盘脉外采准 无矿柱浅眼留矿法、矿山残余构造地应力测量、已形成独立采空区充填处理等等。只有不断利用新技 术，采矿工艺及效果才能不断进步。4综合试验研究主要结果及经验4.1试验研究初步产生效果应用效果之一，广泛开展屮段规划设计指导施工设计，对干式充填采矿工艺进行改进与完善之后, 充填采矿法采矿最比重逐步上升，2000年达4.47%, 2001年升至14.03%, 2002年为16.64%0由于这 些采场大量出富矿为完成产金与利润指标作出显著的贡献。应用效果之二，尤其是类框架采空区

16、处理 技术在云西矿区应用3年多來，效果明显，效益显著，这儿年出矿量占45%左右，但出矿金属量占60% 以上，2002年占61.56%。两矿区3年来结束37个作业采场，绝人多数均作到相互独立，仅两例发生 空区顶柱及夹墙倒塌，只占5.4%h.均冇具体原因。应用效果z三，极大地降低出矿二次损失与贫化。云西矿区统计110与60两屮段8个作业釆场平均采矿一次损失率2.30%, 次贫化率14.50%,而出 矿二次损失率仅1.60%,二次贫化率2.60%；所以，综合而得采矿总损失率3.58%,总贫化率15.27%, 大大优于过去指标，更优于高村矿区在覆岩下出矿佔算的出矿损贫指标。应用效果z四，尤其2002

17、年由于入选品位提高，平均达到6.25g/t，比2001年的5.23g/t纯增1.02g/t,从而使浮选、鼠化技术指 标相应提高，其回收率比2001年分别提高2.51与2.64个百分点。应用效果之九，企业经济效益人幅 提高。2002年与2001年的选矿处理量相差不多，仅增加722t,但由于比同期出矿品位提高1.02g/t, 加上选冶技术指标相应提高而累让产金达1610.3kg，比2001年产金1315.1kg纯增黄金295.2kg,利润 总额5015万元，比2001年纯增3415万元。4.2存在主要问题山于高村矿区于19982001年进行竖井延深，所以，采矿方法试验研究工作开展较晚，人工矿柱 的

18、应用数量以及干式充填法采矿量均比云西矿区低，即是两矿区发展不均衡，所以，高村矿区应加速 步伐，尽早形成东西两端的干式充填系统。此其一。河台金矿由于井下所有采掘提运工程均承包给各 施工队，尤其高村矿区有3个施工队同时作业，一些重点工程难于实施，此其二。高村矿区多中段作 业至今仍未解决，尤其是上部40中段以上应及早关闭，但因多种原因而未解决，此其三。2003年上 半年以后，各矿区的出矿二次损失贫化问题解决之后，今示欲要进一步提高入选矿石品位，这里要重 点解决采矿一次贫化率高的技术问题、认识问题与管理问题，此其四。4.3试验研究成功的经验河台金矿之所以在短短的3年时间内，基本解决怵i扰矿山生产多年的

19、采矿技术问题，并且自2002 年开始出矿品位便一路攀升，最高的出矿品位产牛于2002年11月，平均入选品位达创纪录的8.21g/t, 出矿量达295691,并在一年z内利润指标为年度计划的405.4%,为上年同期的3.3倍，其原因是多方 而的。首先应归功于矿山领导重视与全体工程技术人员与管理人员大力支持、全力配合；其次本次应用 多种技术釆矿方法试验工作是与矿山牛产紧密联系在一起的，与解决矿山牛产技术问题同时开展；再 有我们所使用之技术为岩金矿山过去之常用技术，人部分在其他矿山均冇成功应用例子，移植技术更 容易扎根、发芽、开花与结果；还有我们从实际出发，逐渐改变过去死板的采矿模式（如一律使用中 深孔回收矿柱等），耍灵活运川各种采矿技术，要因