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采矿方法设计及施工管理

http: 时间:2012/11/5 11:52:37 来源:本站原创 点击次数:1605

  在矿山企业中,采矿方法决定着回采工艺、材料设备、掘进工程量、劳动生产率的高低及资源的综合利用程度等,因此应给予足够的重视。


  一、影响采矿方法选择的因素


  选择采矿方法时要综合考虑矿山地质和开采技术经济两方面因素。


  主要应考虑:


  (一)矿山地质条件方面矿体和围岩的物理力学性质;矿体产状、矿石品位,矿体内有用成份的分布及围岩矿化情况,矿体赋存深度等。


  在矿岩的物理力学性质中,其稳固性对采矿方法的选择和设计的影响较大。采场地压管理方法、采场构成要素及落矿方法等常取决于不同的矿岩稳固性,开采具有氧化性,自燃性及结块性的矿石如高硫矿石时,则应避免使用矿石在采场中存放时间较长的采矿方法;在矿体产状方面,矿体的倾角主要影响矿石在采场中的运输运搬方式,运搬方式不同,由此也产生了不同的采矿方法,如空场法中的留矿采矿法和全面法等,前者采出矿石靠自重落到阶段运输水平,后者则在落矿后,还须用电耙将砂石耙到阶段水平,矿体的厚度亦能影响采矿方法,落矿方法的选择以及矿块的布置方式。例如:黄金矿山石英脉型矿床的很大部门矿体厚度小于0.8米。选择采矿方法时,则要根据具体条件考虑分采或混采。矿体的厚度还决定了矿块的布置方式,蚀变岩型金矿床一般厚度变化比较大,极厚部位,矿块即应垂直矿体走向布置。


  矿岩接触情况也会影响落矿方法,接触面明显且易分离时,应采用选别回采的采矿方法。


  开采单一金品位较高或多金属共生,矿石价值较高的富矿块时,应采用回收率较高的采矿方法,如充填法,反之,则应采用成本低效率高的采矿方法。


  当矿体内品位分布不均匀而又差别很大时,应考虑使用选别回采的采矿方法,同时,在作单体设计时,可选择低品位段留作规则或不规则矿柱。


  当围岩含有品位时,对回采过程中的围岩混入的限制可以放宽。可以选择深孔落矿或其它大规模落矿的采矿方法,如金厂峪金矿采用小中段崩落法和VcR采矿法。取得了较好的经济效益。


  当矿体埋藏很深时,地压增大,会产生岩爆现象,确定采矿方法和工艺时,应给予足够重视。


  (二)开采技术经济条件方面,黄金矿山选择采矿方法主要应考虑技术装备和材料供应,以及采矿方法所要求的技术管理水平两方面。


  我国正处于大规模经济建设时期,三材供应比较紧张,当选择需要大量特殊材料的采矿方法时,应了解这些材料供应情况。如选用胶结充填采矿法时,应考虑水泥和充填料的来源。设备也一样,如选用VcR采矿法,即应搞清深孔钻机的性能是否满足要求以及供应情况,有否稳定的高质量炸药的供应渠道等。


  选择采矿方法,原则上应该是工艺技术和采用设备都尽可能先进,但还应力求技术简单不复杂,工人易掌握,管理方便,要将二者辩证统一起来,这对于中、小型黄金矿山、地方乡镇办金矿尤其重要。例如,对某一小型矿山有两种采矿方法都与矿床地质条件相适合,采用工艺技术、设备较为简单的采矿方法时,可能取得较为满意的效果。当选用一些技术工艺复杂的采矿方法时,应积极组织进行采矿方法试验,使工人、技术人员熟练掌握新的工艺技术。


  总之,影响采矿方法的因素很多,尤其黄金矿山的矿床地质条件复杂,变化大;工人技术素质普遍较差。各方面因素在不同的环境和条件下,所起的作用也不同。因此必须对具体情况作具体分析,全面综合地加以考虑,才能选择出适合本矿具体情况的采矿方法。


  二、主要采矿方法述评


  目前,黄金矿山主要以留矿法、空场法和充填法三种采矿方法为主,在选择确定采矿方法,进行采矿工艺、技术改革时,应着重对这几种采矿方法进行总结研究,取长补短,从而取得事半功倍的效果。


  (一)浅孔留矿法在近几年来所占比重逐年有所下降,但就目前来讲,仍是一个使用比较广泛,占比重较大的采矿方法,今后要严格限制其使用范围,并注意吸收近几年来留矿法工艺改革取得的一些成果,包括:在倾角小于55度的情况下,采用留矿全面法的组合回采方案;简化采场结构,不留或少留底柱,改变底部结构形式以减少矿量损失和采准工程量。要注意加强劳动组织、合理布置工作地点,实行强采强出,尽可能减少存窿矿量,缩短存窿时间和采出矿周期。


  (二)空场法包括全面法和房柱法,主要用于开采缓倾斜薄矿脉。矿岩稳固性较好的矿体,一般使用全面法回采;矿岩稳固性较差时,则使用房柱法。几年来,空场法采矿工艺、技术进步不大,只有少部分矿山在矿岩较稳固时,采用了上向扇形或梯段回采方案,使采矿主要技术经济指标有所改善,矿岩稳固性较差的薄矿脉的回采至今仍未过关。


  (三)充填采矿法所占比重逐年增加,充填工艺技术不断改进,代表了黄金矿山采矿工艺技术进步的主流。


  1、削壁充填采矿法。其优点是矿岩分采分运,废石就地充填,能及时护顶,损失、贫化指标低,部分矿山在生产中对本采矿方法辅以如下措施:(1)采场用草垫子和胶带铺底面,降低了粉矿损失,废石充填料的含金量由原来的2g/t降到0.3~0.5g/t。(2)用钢板制作的溜井代替木框溜井。(3)铺设钢筋假底,使底柱回采率提高到90%以上。这种采矿方法的缺点是效率低。劳动强度大,随着CT-500微型铲运机等设备在采场的推广应用。预期这个问题将得到有效的解决。


  2、尾砂和尾砂胶结充填采矿法,应用于矿体赋存条件复杂,矿岩不稳固的含金品位较多的开采,本采矿方法可分为回采工艺和充填两大部分。回采工艺比较简单,一般为浅孔落矿,工作面推进方式有上向水平分层上向分条进路等几种方式。矿房和矿柱实行间隔回采。充填工艺比较复杂,技术要求比较高。目前存在的问题也是充填工艺方面的问题,即由于充填浆液的浓度低,水泥与砂尾之间的配比不稳定,导致充填体强度低,使采矿生产安全和技术经济指标没有达到预期的结果。可采取的具体措施主要是:(1)控制砂仓上部的富水量,避免因尾砂沉降时发生离析使细粒度尾砂集中而结块;(2)加强均衡生产及采矿工作的计划性,避免出现待充填矿房过于集中的情况,使砂仓中的储砂量低于砂仓最低均匀放砂极限;(3)改进砂仓内壁配备的风水联动环形造浆喷嘴,使尾砂真正能呈流态浆状均匀稳定地放出;(4)尽可能采用砂浆自流输送系统;(5)提高水泥给料的均匀准确程度,对电磁可调速电动机控制刚性叶轮给料机附之以自动控制系统,对水泥给料以至砂浆浓度、配比,充填体强度实行自动反馈的控制系统。目前,作为黄金系统的重点科研项目,在焦家金矿正在试验上向进路机械化胶结充填法的试验,其中包括应用大型无轨铲运机、凿岩台车及充填工艺自动控制系统,预期这种方法的试验成功,将对蚀变岩型金矿床的开采及本采矿法自身的完善起到很大的推动作用。


  三、正确处理三个关系


  黄金矿山生产实践证明,处理好以下三个关系也是十分重要的。


  (一)正确处理降低贫化损失与安全生产的关系。矿山生产首先要保证安全,只强调降低贫化损失,忽视采取必要的安全措施,不但违反安全生产的方针,同时还会使贫化损失升高,生产效率下降。相反,只强调安全,不注意降低贫化损失,也会导致不应有的经济损失。


  (二)处理好数量和质量的关系。采矿生产必须是优质高产,单纯追求采出矿石量,必将使贫化加大,造成经济损失;同样,片面追求矿石质量,矿石贫化率虽然有所下降但采矿效率大幅度降低。也是不可取的,它不利于集中作业,缩短战线,最终将使成本提高,经济效益降低。


  (三)正确处理贫化与损失的关系。采矿损失和矿石贫化二者在某一特定矿山中,是互相制约的,片面要求较低损失率,将不得不加大矿石贫化,反之亦然,矿山企业在设计和采矿生产中应该从提高社会经济效益出发,制订出符合本矿具体条件的采矿损失贫化指标,以指导生产。


  四、矿柱回采和采空区处理


  在选择和设计采矿方法方案时,要一并考虑回采矿房和回采矿柱,矿柱只有处于以下情况才可暂不予回采:


  (一)矿柱对坑内提升、通风、排水等系统起保护作用。


  (二)矿柱回采后,造成的崩落区能充及相邻采场或下阶段采矿的有关矿柱。


  除此以外,都应及时予以回收。


  无论选用何种采矿方法,每个采场都必须有两个安全出口和一个天井与上中段贯通进行通风。


  要及时处理采空区,对必须处理的采空区要有专门设计,且要有相应的安全措施。


  五、采矿单体设计说明书


  采矿单体设计要有详细的说明书,其内容包括:


  (一)地质情况;


  (二)采矿方法选择的依据;


  (三)工作面的推进方式;


  (四)采场内外运输;


  (五)采幅;


  (六)顶板管理措施,安全出口,采场通风;


  (七)贫化、损失指标计算,降低损失贫化的具体措施;


  (八)采用充填采矿法时,应说明采场内外系统与充填管理;


  (九)编制材料消耗,采切工程分项数量,断面表与采场进度计划作业图表。

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