陳文斌

(金川集團(tuán)公司三礦區(qū), 甘肅金昌市 737100)

淺析金川三礦區(qū)F17以西邊角殘礦回采

陳文斌

(金川集團(tuán)公司三礦區(qū), 甘肅金昌市 737100)

自2002年開始,金川三礦區(qū)在F17以東礦山基建時(shí)期,利用一期工程的舊系統(tǒng),對(duì)F17以西二礦區(qū)一期工程回采所遺留的邊角殘礦進(jìn)行了回采,幾年來因礦制宜采用多種回采工藝回收邊角殘礦84萬t,其中特富礦近3萬t,取得了良好效果,最后還對(duì)將來邊角殘礦的回收工作提出了合理化建議。

邊角殘礦;下向進(jìn)路充填采礦法;上向分層充填采礦法

金川三礦區(qū)F17采區(qū)屬二礦區(qū)一期工程,已于2001年底閉坑。閉坑后,三礦區(qū)針對(duì)F17以西遺留的邊角殘礦,利用一期工程的舊系統(tǒng)對(duì)這部分邊角殘礦進(jìn)行了回收。為了回采這部分邊角殘礦,幾年來,根據(jù)邊角殘礦體的特點(diǎn),采用了包括上向、下向,高進(jìn)路、水平分層,電耙出礦、鏟運(yùn)機(jī)出礦等多種安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的充填采礦工藝技術(shù),為今后的邊角殘礦回采積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

1 地質(zhì)概況

2#礦體為Ⅱ礦區(qū)第二大礦體,位于Ⅱ礦區(qū)勘探線30行～56行之間。礦體傾向西南,傾角25°～65°,全長(zhǎng)1300m,礦體最大平均厚度為118m,礦體上尖滅端距地表200余m,以鎳貧礦為主。在礦體40行附近被北東向正斷層F17橫切,將其一分為二,F17斷層兩側(cè)礦體相對(duì)落差達(dá)90～150m,水平位移130～260m。

通過對(duì)2號(hào)礦體F17以西地質(zhì)和測(cè)量資料的分析,殘留邊角礦體主要分布在:

(1)34行～35行VCR法采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)的殘留礦柱(見圖1);

(2)1310水平39～40行上盤富礦(見圖2);

(3)36行保安礦柱(見圖3);

(4)33～35行之間殘留富礦及特富礦。

2 邊角殘礦回采

2.1 開采的不利因素

F17以西是二礦區(qū)一期工程的閉坑采區(qū),礦體及圍巖的工程地質(zhì)條件與新建采區(qū)相比更加復(fù)雜?；夭蛇吔菤埖V的不利因素主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

圖1 34行地質(zhì)剖面

(1)邊角殘礦體的完整性和連續(xù)性很差。邊角殘礦體的規(guī)模和儲(chǔ)量很小,尋找并采準(zhǔn)出一個(gè)邊角殘礦采場(chǎng)的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采準(zhǔn)一個(gè)新采場(chǎng)。針對(duì)邊角殘礦的這一特點(diǎn),采用邊探邊采、探采結(jié)合的方法,避免了施工的盲目性,大大減少了工程浪費(fèi)。

(2)工程條件復(fù)雜。各種用途的舊井巷工程,在原來采礦過程中發(fā)揮了重要作用,但在邊角殘礦的回采過程中,許多工程反而成為不利因素。為消除其影響,首先準(zhǔn)確掌握這些工程的原有用途和目前的安全狀況,然后盡可能多的利用其中的舊工程來進(jìn)行探礦或回采施工,對(duì)不能利用的舊巷道進(jìn)行充填。

(3)采空區(qū)是邊角殘礦回采中最大的安全隱患。據(jù)調(diào)查,F17以西采區(qū)遺留的采空區(qū)達(dá)37000 m3,二礦區(qū)自2000年初開始對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填,三礦區(qū)于2001年底接管F17以西時(shí),還剩余采空區(qū)(包括移交采場(chǎng)采空區(qū)16811m3)約34657m3,這些采空區(qū)的存在,既不利于整個(gè)采區(qū)的地壓控制,又對(duì)邊角殘礦的回采施工產(chǎn)生安全隱患。因此,三礦區(qū)繼續(xù)對(duì)剩余采空區(qū)進(jìn)行充填(完成充填量24961m3;剩余9696m3的采空區(qū)均為舊巷道且能被利用,因此暫時(shí)未被充填),基本上滿足了安全回收邊角殘礦的要求;然而,還有一些采空區(qū)沒有被發(fā)現(xiàn),在邊角殘礦的回采過程中,須繼續(xù)對(duì)揭露的采空區(qū)進(jìn)行充填。

2.2 殘礦采礦工藝

金川礦山生產(chǎn)經(jīng)歷科技創(chuàng)新,采礦方法有了很大的發(fā)展,采礦工藝產(chǎn)生了很大變革。經(jīng)過30多年的生產(chǎn)實(shí)踐,形成了適合金川礦區(qū)工程地質(zhì)條件、能夠很好控制礦區(qū)地壓的兩類主要采礦方法,即:應(yīng)用于二礦區(qū)的下向水平分層機(jī)械化盤區(qū)膠結(jié)充填采礦法和應(yīng)用于龍首礦的下向機(jī)械化六角形高進(jìn)路膠結(jié)充填采礦法。金川采礦的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以對(duì)尋找并回收邊角殘礦項(xiàng)目的實(shí)施提供寶貴的指導(dǎo)作用。

為很好地控制地壓,F17以西采區(qū)所采用的采礦方法均為充填采礦法,回收邊角殘礦采用的采礦方法也只能是充填法。充填采礦工藝在金川礦山不斷變革和發(fā)展,早已較為成功地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。

根據(jù)邊角殘礦體的礦巖條件、工程條件,采用多種不同的采礦工藝技術(shù)。幾年來各水平采用過的采礦工藝為:

(1)1400水平富礦采場(chǎng)采用人工鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)配合礦用卡車出礦的下向水平分層進(jìn)路式膠結(jié)充填采礦法;

(2)1300中段36行保安礦柱及1300中段上下盤底柱殘留特富礦及富礦采場(chǎng)采用人工鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦、逐步后退拉底形成分層聯(lián)絡(luò)道的下向膠結(jié)充填采礦法;

(3)1310水平38+45行～40行上盤殘留富礦礦脈采場(chǎng)采用先下向水平分層、后上向水平分層邊探邊采的充填采礦法;

(4)1300中段35行以西富礦底柱采場(chǎng)先采用高進(jìn)路電耙出礦、后采用普通進(jìn)路鏟運(yùn)機(jī)出礦的充填采礦法;

(5)1300中段35行以西殘留特富礦采場(chǎng)采用上向進(jìn)路、電耙和鏟運(yùn)機(jī)聯(lián)合出礦的充填采礦法。

回收邊角殘礦的采礦工藝技術(shù)不能照搬原有的技術(shù),只能根據(jù)邊角殘礦體的特點(diǎn)靈活運(yùn)用不同的采礦工藝技術(shù)。幾年來,采用了包括上向、下向,高進(jìn)路、水平分層,電耙出礦、鏟運(yùn)機(jī)出礦等多種充填采礦工藝技術(shù),取得了安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

2.3 找礦成果

因?yàn)镕17以西富礦可采礦量有限,難以滿足公司的出礦量要求,因此,在生產(chǎn)過程中尋找盲殘礦是非常必要的。通過生產(chǎn)探礦和資料整理分析,共尋找或探明富礦儲(chǔ)量224857t,含鎳金屬量3433t,銅金屬量1945t。

2.4 生產(chǎn)管理

回采過程中對(duì)不同品位的礦石進(jìn)行分采分出,加強(qiáng)廢石回填的力度,確保品位指標(biāo)的完成。加強(qiáng)特富礦的分采分出工作,嚴(yán)禁富礦、毛石和砂漿混入特富礦,或特富礦混入大礦塊中,采用集中運(yùn)輸和提升的方式,將特富礦提升至地表。

對(duì)于VCR法混入砂漿的礦石,今年已經(jīng)做好了準(zhǔn)備工作,明年將對(duì)這部分礦石進(jìn)行篩選。

2.5 回采礦量及金屬量

從2002年元月1日對(duì)F17以西邊角殘礦進(jìn)行回采,截止到2007年11月,共采出礦石1107317t,其中特富礦29649.7t。累計(jì)回收鎳金屬量12863.906 t,銅金屬量7311.729t(詳見表1、表2)。

表1 2002～2007年采出礦量

表2 2002～2007年回收金屬量

3 今后幾年邊角殘礦回采的思考

經(jīng)過幾年的回采,邊角殘礦可采礦量減少,采礦成本增加,是繼續(xù)進(jìn)行邊角殘礦的回采,還是停止,筆者就此提出了自己的看法。

F17以西還保留著約1300萬t的貧礦資源,從資源合理利用這一角度來說,這部分貧礦資源也是可以回采的。

3.1 采礦方法

(1)不考慮進(jìn)行自然崩落法的情況下,盡量選用生產(chǎn)成本低,勞動(dòng)生產(chǎn)率高的采礦方法。擬采用階段鑿巖深孔球狀藥包崩礦采礦法(VCR法),用鏟運(yùn)機(jī)出礦,運(yùn)礦卡車或翻斗車運(yùn)礦。雖然VCR法優(yōu)點(diǎn)比較突出,但是它在使用過程中也存在一些問題,主要是:鑿巖技術(shù)要求高;使用高密度、高爆速炸藥,爆破成本高,裝藥、爆破施工復(fù)雜;礦體形態(tài)變化大時(shí),礦石的損失與貧化較大。

(2)現(xiàn)在采用的下向水平分層膠結(jié)充填采礦法在金川礦區(qū)已經(jīng)成功運(yùn)用多年,積累了大量成熟的經(jīng)驗(yàn),繼續(xù)采用這種采礦法,在各方面均具有較大的優(yōu)勢(shì)。

3.2 礦石提升

礦石提升可分為兩部分:一是36行措施井,二是44行東主井?？紤]到從東主井出礦會(huì)加重東主井提升負(fù)擔(dān),且運(yùn)距過長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)比較差,故仍然從36行措施井出礦。因?yàn)?6行措施井一直是用罐籠提升,提升能力有限,已經(jīng)嚴(yán)重制約F17以西礦體的生產(chǎn)能力,考慮對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行改造。

(1)將罐籠井改為箕斗井,使用5t或8t箕斗。在1400水平加一個(gè)小型礦石破碎機(jī),礦石經(jīng)破碎后,用皮帶輸運(yùn)裝入箕斗。在地表建一礦石斜溜道,礦石經(jīng)箕斗提上之后,倒入礦石斜溜道,礦石靠自重溜至堆礦場(chǎng)。

(2)仍使用罐籠提升,將原2.4t礦車改為3.0 t礦車,為提高工作效率,井下及地表增設(shè)環(huán)行車場(chǎng),井口及井底增加自動(dòng)推車機(jī),地表使用高位翻車機(jī)將礦石倒入堆場(chǎng)。

[1]汪和平,張開平.地下礦山殘礦的回收技術(shù)[J].江西冶金,2001,21(5):27～29.

[2]張崇喜.胡家峪銅礦殘礦回收的研究與實(shí)踐[J].有色金屬(礦山部分),2005,58(3):12～13.

[3]王湖鑫,陳 何,孫忠銘.地下殘礦回收方法研究[J].礦冶,2008,17(2):24～26.

[4]谷新建,等.高峰礦區(qū)殘礦回采方案的研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2002,22(5):17～18.

[5]韋方景.銅坑礦高大冒落區(qū)殘礦回收淺析[J].采礦技術(shù),2009,9(4):13～15.

2010-03-05)

陳文斌(1967-),男,江西贛州人,碩士,工程師,從事采礦及充填工藝技術(shù)研究,Email:cwbjc8655@163.com。