劉黔峰

(錫礦山閃星銻業(yè)有限公司,湖南婁底 417502)

安佐布汞銻礦采礦工藝的研究分析

劉黔峰

(錫礦山閃星銻業(yè)有限公司,湖南婁底 417502)

對(duì)安佐布汞銻礦現(xiàn)有采礦工藝做了詳細(xì)闡述,通過(guò)對(duì)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算和比較,對(duì)現(xiàn)有采礦方法進(jìn)行了全面評(píng)價(jià),提出了改進(jìn)措施。

采礦方法;結(jié)構(gòu)參數(shù);采準(zhǔn)切割;鑿巖爆破;貧化損失;技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

安佐布汞銻礦是建立在大型Jijikrut汞銻礦床之上的生產(chǎn)礦山,位于塔吉克斯坦首都杜尚別以北約110 km處。杜尚別-苦盞的國(guó)際公路經(jīng)過(guò)這些城鎮(zhèn),礦山物資供應(yīng)及精礦銷售主要通過(guò)苦盞進(jìn)行。

該礦位于崎嶇的高山地區(qū),河流系統(tǒng)發(fā)達(dá),該區(qū)屬溫帶大陸性氣候,為中亞地區(qū)典型的高山氣候區(qū)。礦區(qū)農(nóng)田稀少,小規(guī)模放牧是居民的主要職業(yè)。

該礦床于1940年發(fā)現(xiàn),在采礦權(quán)范圍內(nèi)統(tǒng)計(jì)工業(yè)礦量?jī)?chǔ)量為:礦石量328.96萬(wàn)t,金屬量76 758 t,品位2.33%。

前蘇聯(lián)時(shí)期,選礦生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)能力為2 000 t/d,分兩期建設(shè),蘇聯(lián)解體后,工程技術(shù)人員撤回俄羅斯,致使第二條生產(chǎn)線未能全部建設(shè)完工。目前,生產(chǎn)規(guī)模為一條1 000 t/d的生產(chǎn)工藝線。

1 開(kāi)采技術(shù)條件

目前,該汞銻礦開(kāi)采的是Jijikrut汞銻礦床的中部帶。該帶中輝銻礦和辰砂礦化是分散的,并且分布極不規(guī)則,主要賦存于層內(nèi)碳酸鹽巖角礫巖帶中。該礦化帶沿東西走向延伸約750 m,南北寬達(dá)700 m,傾向延伸達(dá)600 m,傾角大于70°,屬特厚大礦體。該礦化帶從地表標(biāo)高2 490 m處向下延伸至標(biāo)高為1 915 m的十二中段。

礦體上下盤(pán)圍巖均穩(wěn)固,f=8,體重1.8～2.2 t/m3;礦體穩(wěn)固,f=10～12,礦石體重2.751.8～2.2 t/m3,礦石性脆。礦巖界限不清,礦體邊界品位為0.75%。

水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,無(wú)地下水。礦石不易結(jié)塊和自燃,礦區(qū)內(nèi)無(wú)大的破碎帶。地表無(wú)農(nóng)田和建筑物,允許塌陷。

2 現(xiàn)有采礦工藝

2.1 開(kāi)拓工程及采礦方法

該礦的開(kāi)采規(guī)劃是上世紀(jì)60年代初前蘇聯(lián)時(shí)期制定的,并延續(xù)迄今。

采用盲豎井、平硐聯(lián)合開(kāi)拓,豎井主要用于人員與材料提升。人員材料經(jīng)標(biāo)高為1 860 m的主運(yùn)輸平巷由一個(gè)盲豎井提升進(jìn)入各中段,副井兩側(cè)各設(shè)一條礦石溜井。各中段運(yùn)輸平巷使用軌距為0.75 m和2.5 m3的礦車進(jìn)行運(yùn)輸,同時(shí)也是進(jìn)入采礦場(chǎng)的通道。各中段采場(chǎng)使用電耙將礦石扒到放礦溜井裝入在下面等待的礦車,再倒入主溜井,由1860中段主運(yùn)輸?shù)烙秒姍C(jī)車運(yùn)到選廠。

階段高度40 m,早期二個(gè)采礦中段高為55 m。目前主要生產(chǎn)中段為三、四、五中段。采礦方法采用垂直扇形深孔階段礦房采礦法,采場(chǎng)礦量一般為4萬(wàn)t,采場(chǎng)從準(zhǔn)備、鑿巖爆破、出礦等作業(yè)周期為六個(gè)月,采場(chǎng)日出礦能力為200～300 t。

2.2 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)

中段內(nèi)根據(jù)礦體范圍分為幾個(gè)盤(pán)區(qū),盤(pán)區(qū)寬42 m,盤(pán)區(qū)間礦柱寬12 m。盤(pán)區(qū)內(nèi)礦塊分礦房和礦柱,間隔布置,礦房寬16 m,礦柱寬10 m,第一步回采礦房,第二步回采礦柱。電耙出礦底部結(jié)構(gòu),底柱高8～10 m,頂柱高8 m,礦房長(zhǎng)度40～60 m。

2.3 采準(zhǔn)切割工程

在礦體范圍內(nèi),從運(yùn)輸平巷內(nèi)向上掘進(jìn)3 m高的短天井到達(dá)電耙巷道。在電耙道端部掘回風(fēng)天井與上部中段貫通。分別在電耙道兩側(cè)每隔5～7 m掘3 m高漏斗與上面的切割平巷溝通,階段底柱高8 m,頂柱高4 m。從切割平巷中向上進(jìn)行扇形中深炮孔鑿巖,炮孔直徑為105 mm。

各掘進(jìn)工程設(shè)計(jì)規(guī)格:電耙道2.2 m×2.0 m;切割平巷3.0 m×3.0 m;回風(fēng)天井2.0 m×2.0 m;短天井2.0 m×2.8 m;漏斗2.0 m×2.0 m。垂直深孔階段礦房法如圖1所示。

目前主要生產(chǎn)中段為三、四、五中段,有六個(gè)采礦場(chǎng)正在作業(yè),三個(gè)中段的采準(zhǔn)切割工程已經(jīng)完成,均按垂直深孔階段礦房采礦法布置,故采礦方法不宜變動(dòng),只可改進(jìn),可通過(guò)炮孔深度和角度的調(diào)整來(lái)控制貧化損失率。六、八中段正在進(jìn)行生探開(kāi)拓掘進(jìn),見(jiàn)礦效果比較理想,品位高,可以考慮改進(jìn)采礦方法,降低損失貧化率。

2.4 鑿巖爆破

圖1 垂直深孔階段礦房法

拉底和開(kāi)切割槽后,即以拉底平巷為自由面開(kāi)始炮孔鑿巖。鑿巖采用NKP—100M鑿巖機(jī)鑿巖效率10～15 m/班(每班10 h),在切割巷內(nèi)每隔3 m鑿扇形炮孔,炮孔直徑105 mm,最小抵抗線3 m,孔底距3 m;采用硝銨炸藥爆破,裝藥器裝藥,電雷管起爆。爆破參數(shù)列于表1。

表1 汞銻礦回采爆破參數(shù)

處理空洞及二次爆破均在電耙道內(nèi)進(jìn)行,以確保安全。中段采場(chǎng)全部采完后,盤(pán)區(qū)礦柱、本中段頂柱和上中段底柱集中爆破回收,同時(shí)崩落圍巖處理采空區(qū),保證下中段生產(chǎn)的安全。

2.5 出礦運(yùn)輸

采場(chǎng)主要使用55 kW電耙出礦,采場(chǎng)礦石用電耙扒到漏斗下側(cè)卸式礦車內(nèi),再由10 kW架線式電機(jī)車牽引,經(jīng)主要運(yùn)輸平巷送到各中段卸礦硐室,倒入主溜井內(nèi)。電機(jī)車每次牽引10個(gè)礦車,礦車容積2.5 m,每車礦量可裝4.5 t,一路礦車可運(yùn)礦量45 t,平均2 h一路礦,采場(chǎng)平均日出礦能力300 t以上。運(yùn)輸平巷巖石穩(wěn)固,不需要支護(hù),鋼軌25 kg/m,軌距750 mm。

2.6 通風(fēng)防塵

礦區(qū)地處高山,相對(duì)高差較大,自然通風(fēng)條件較好,鑿巖運(yùn)輸過(guò)程中,基本不需要機(jī)械通風(fēng)。新鮮風(fēng)流經(jīng)主要運(yùn)輸平巷進(jìn)入采場(chǎng)作業(yè)面,污風(fēng)經(jīng)各中段回風(fēng)巷排出地表。但在放礦過(guò)程中常因氣候干燥而造成大量粉塵無(wú)法及時(shí)排放影響生產(chǎn),故有待于灑水解決。如礦化均勻可考慮不掘回風(fēng)天井或短天井,鑿巖污風(fēng)可直接由貫通上部中段的大孔徑鉆孔進(jìn)行排風(fēng)。大爆破后,為減少排煙時(shí)間,才開(kāi)動(dòng)主扇進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)。礦山采取壓入式通風(fēng),主扇直徑2.1 m,電機(jī)功率500 kW。

2.7 采空區(qū)的處理

礦區(qū)無(wú)農(nóng)田、建筑、文物等,地表允許塌陷。

中段采礦過(guò)程中,通過(guò)爆破預(yù)留間壁來(lái)支撐空區(qū),間壁回采后空?qǐng)鲎杂杀缆涮幚?。在中段作業(yè)結(jié)束以前由頂?shù)字偷V壁支撐,中段作業(yè)結(jié)束以后,先回采礦房頂?shù)字?然后回收礦壁。在礦體和板巖間,頂板護(hù)頂層預(yù)留2 m。

3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

3.1 礦塊的貧化損失率

依據(jù)采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及盡職調(diào)查組重新圈定的地質(zhì)資料,參照采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算公式:式中r為礦塊的貧化率/%;r1、r2、r3為礦房、間柱、頂?shù)字呢毣?%;Q1、Q2、Q3為礦房、間柱、頂?shù)字墓I(yè)礦量/萬(wàn)t;P為礦塊的損失率/%;P1、P2、P3為礦房、間柱、頂?shù)字幕夭蓳p失率/%。

經(jīng)計(jì)算得出r1=18.34%,r2=21.32%,r3= 23.14%;P1=7.17%,P2=18.6%,P3=19.8%;Q1=4.1萬(wàn)t,Q2=0.78萬(wàn)t,Q3=2.4萬(wàn)t。

計(jì)算得出該銻礦礦塊的設(shè)計(jì)貧化率為20%,損失率為18%;而目前的實(shí)際損失率貧化率達(dá)33%,損失率18%。

3.2 主要材料消耗量比較

查閱該礦近三年資料,經(jīng)計(jì)算得出該汞銻礦主要材料消耗量列于表2。

國(guó)內(nèi)類似礦床相同采礦方法的礦山主要材料消耗量比較列于表3。

3.3 主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)比較

查閱近三年有關(guān)資料,計(jì)算得出該汞銻礦主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)列于表4。

國(guó)內(nèi)類似礦床相同采礦方法的礦山主要技術(shù)參數(shù)比較列于表5。

表2 該汞銻礦主要材料消耗量

表3 主要材料消耗量比較

表4 該汞銻礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3.4 比較結(jié)果

通過(guò)比較發(fā)現(xiàn):該汞銻礦的炸藥消耗量、每米崩礦量、貧化率明顯高于設(shè)計(jì)指標(biāo)及其它礦山,有較大的優(yōu)化空間。

4 對(duì)現(xiàn)有采礦方法評(píng)價(jià)

4.1 現(xiàn)有采礦方法的優(yōu)點(diǎn)

1.采準(zhǔn)切割工程量少。因采場(chǎng)上部?jī)H需開(kāi)掘鑿巖峒室或鑿巖巷道,下部開(kāi)掘拉底空間和出礦巷道,便可進(jìn)行回采,一般無(wú)需掘切割天井和切割槽、通風(fēng)、充填天井和分段鑿巖巷道等。所以采準(zhǔn)、切割工程量少,采掘比僅為5.6%,掘進(jìn)費(fèi)用低。

2.作業(yè)安全。鑿巖、爆破工作均在上部鑿巖峒室或巷道內(nèi)進(jìn)行,工作人員無(wú)需進(jìn)入采空區(qū),安全系數(shù)高。

3.爆破效果好,爆破能量利用充分,故礦石破碎塊度均勻。

4.采場(chǎng)生產(chǎn)能力高。正常情況下,每米崩礦量為20～30 t,采場(chǎng)日平均生產(chǎn)能力200～300 t,加速出礦時(shí)可達(dá)400～600 t。

5.采空區(qū)不需充填,可減少圍壁及頂板管理費(fèi)用,坑木消耗少,可大大降低采礦成本(見(jiàn)2006年～2008年該銻礦采掘成本表及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo))。

4.2 現(xiàn)有采礦方法的缺點(diǎn)

礦壁及頂?shù)字V量所占的比重達(dá)30%～60%,回采礦柱的損失與貧化較大。對(duì)于礦化不均和礦體邊緣部分的開(kāi)采,貧化尤為突出。因此,該采礦法適用于礦體形態(tài)較為規(guī)則、礦石與上下盤(pán)圍巖中等穩(wěn)固以上、中厚或厚大的傾斜和急傾斜礦體。

5 現(xiàn)有采礦工藝改進(jìn)措施

1.該礦礦體賦存條件適于階段礦房采礦方法;礦山各大系統(tǒng)及主要設(shè)備已相應(yīng)配置;主要生產(chǎn)中段開(kāi)拓采準(zhǔn)工程均已施工完畢或正在施工。因此,該礦主體采礦方法——垂直深孔階段礦房法不宜更換,但可局部改進(jìn)。

2.礦體邊部、深部可視情況采用淺孔落礦的空?qǐng)龇?對(duì)品位高于3%的深部富礦可采用膠結(jié)充填法來(lái)進(jìn)行回收,以彌補(bǔ)該采礦方法的不足。

3.嚴(yán)格按炮孔布置圖打眼、裝藥,及時(shí)回采頂?shù)字V石。

4.礦山主要設(shè)備雖配置合理,但嚴(yán)重老化失修,部分生產(chǎn)設(shè)備必須更新,要加大技改投入。

5.施工質(zhì)量較差,巷道打偏、超挖欠采現(xiàn)象嚴(yán)重。礦石與廢石混出的情況時(shí)有發(fā)生,要加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)、施工管理和礦廢石分流工作,提高出礦品位。

[1] 采礦手冊(cè)編輯委員會(huì).采礦手冊(cè):第4卷[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開(kāi)采[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 1986.

[3] 張國(guó)濤.新編礦山采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)·礦床開(kāi)采卷[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

[4] 涂建平.礦床地下開(kāi)采[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

Abstract:The existing mining process of the Anzob Hg-Sb mine is elaborated.Through the calculation and comparison of the main technical and economic indicators,it conducted a comprehensive evaluation of the mining methods and proposed impovements.

Key words:mining methods;structural parameters;quasicutting;drilling and blasting;dilution loss;technical and economic indicators

Analysis of the Mining Process about the Anzob Mercury-Antimony Mine

LIU Qian-feng
(Hsikwangshan Twinkling Star Co.,Ltd,Lengshuijiang417502,China)

TD80-9

A

1003-5540(2012)05-0007-03

2012-07-30

劉黔峰(1970-),男,工程師,主要從事采礦技術(shù)管理和研究工作。