地下金属矿山采矿技术进展及研究方向

地下金属矿山采矿技术进展及研究方向

郭树林1,金家瑞1,孙立明2

(11长春黄金研究院;21辽宁省排山楼金矿)

摘要:文中综合论述了国内外金属矿床地下开采技术主要进展,并从扩大矿山生产规模,提高装备、工艺和管理水平,以及合理开发资源等方面,展望了今后采矿技术研究方向。

关键词:地下金属矿山;采矿技术;研究方向中图分类号:T D853 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(2003)01-0017-05

1　引　言

近些年来,全世界开采有用矿物总量约计200

亿t ,年递增率为4%～5%,其中硬岩约50亿t ,由地下开采的矿量为10多亿t ,主要是富矿和价值较高的有用矿物。我国有色金属地下矿山约占矿山总数的89%左右;黄金主要矿山除了乌拉嗄金矿、仓上金矿和紫金山金矿等是露天开采外,其余均为地下开采;我国地下铁矿产量虽然只占全国总产量的18%左右,但从布局上看,有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之,金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。

随着全球性科学技术的突飞猛进,国内外地下

采矿技术也发展很快,很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内一些矿

山和一批先进的采矿工艺技术和装备,已步入世界先进水平的行列。

国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展,主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化,均沿着高效率、高回采率和机械化、半自动化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高,损失、贫化指标大幅度降低;并在采矿方法选择上,运用专家系统法、模糊数学法和多目标决策法等技术优选采矿方法方案,做到采矿方法选择更科学、更合理,使采矿朝着实现安全、高效、经济、合理这一最终目标迈出了较

收稿日期:2002-08-20

作者简介:郭树林(1965-),男,黑龙江海林人,采矿高级工程师,主要从事黄金矿山采矿工程技术研究及矿山现场技术指导工作;长春市南湖

大路54号,130012

(3)脉石矿物有:石英、长石、玉髓、水云母、方解石、白云石、萤石、绿泥石。

(4)银矿石结构主要有:半自形-它形晶粒状结构、自形-半自型晶粒状结构、交代结构、固溶体分离乳浊结构、包含结构、碎裂结构、再生长结构;银矿的构造主要有:浸染状构造、条带状构造、块状构造、裂隙构造、星点状构造、充填构造、角砾状构造、

流动构造。

(5)银的独立矿物主要有辉银矿、银金矿、螺状硫银矿及银黝铜矿,包裹于方铅矿、闪锌矿中,以固溶体分离的形式,晶隙银、裂隙银形式存在于金属硫化物与脉石矿物中。从相关关系上看,银铅相关程度高。银矿物的形态复杂多样,主要有浑圆状、麦粒状、条状、叶片状。

The ore and mineral characteristic of Fengning Silver Deposit in H ebei Province

Y ao Huiling ,Su Fengying

(Hebei Fengning Silver Mine )

Abstract :The ore and mineral characteristic of Fengning Silver Deposit in Hebei Province is studied in the paper.It is epithermal deposit of cryptoexplosion.The kinds of mineral are abundance.The content of metal mineral is low ,about 10%,gangue mineral ,90%.Silver 2bearing minerals :argentite 2acanthite ,electrum ,nativesilver ,ploybasite ,aphthonite ,nature silver ;which deposit in the silfide 1

K eyw ords :Fengning Silver Deopsit ;mineral characteristic ;occurrence state of silver

(编辑:宿晓静)

・

71・第1期2003年1月 黄　金G OLD

第24卷

大的步伐。笔者就近几年来金属矿山地下采矿工艺技术进步扼要作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。

2　地下金属矿山采矿工艺技术进展

现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。由于采用了新技术、新工艺、新设备,扩大了充填采矿方法的使用范围,国内地下金属矿山采矿方法的比重发生了很大变化,据185个地下开采的矿山统计,各种采矿方法的比例见表1。

表1　国内地下金属矿山采矿方法比例

项目充填采矿法空场采矿法崩落采矿法合计矿山数/个289958185

比例/%15.1453.5131.35100

对18个重点铁矿山统计,崩落采矿法占94.1%,空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%,空场采矿法占65%,其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%,充填采矿法占19.6%,崩落采矿法占34.3%。从以上统计数据看,铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主,有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。近十多年来,地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速,崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。

2.1　充填采矿工艺技术进展

充填采矿法在国外发展的特点是各工序实现机械化和设备大型化,主要表现在落矿、支护和出矿等方面。充填工艺技术中,胶结充填技术发展较快,从分级尾砂胶结充填到全尾砂高浓度胶结充填,到不脱水、不收缩的全尾砂胶结充填三个发展阶段。在回采工艺方法上,从提高分层分段高度直至发展大孔落矿,阶段全高嗣后充填技术有较大发展;改进采场结构参数,实现盘区机械化充填;充填系统实现了微机控制的半自动化、自动化;采用全尾砂胶结膏体泵送充填新工艺,从而使充填采矿法进入高效采矿的先列。

国内充填采矿法的发展也是很快的,除某些设备仪表外,与国外水平相近。其发展水平基本上可以凡口铅锌矿(上向)和金川二矿(下向)盘区机械化胶结充填采矿法的技术进步为代表。凡口铅锌矿采用脉外斜坡道,高中段高分层,脉外集中溜井,无轨化采矿,管道自溜输送尾砂胶结充填,盘区生产能力达400～500t/d,采矿工效31t/工班。金川二矿采取进路间隔连续回采,采用引进的全液压双凿岩台车和6m3铲运机,锚杆台车及应用控制爆破和细砂接顶技术,盘区生产能力最高曾达1039t/d。三山岛金矿实现斜坡道开拓无轨开采,使用M-14、P-17单双臂凿岩台车,ST-31/2、ST-2D铲运机,锚杆台车,T W-5H D凿岩破碎机,11.79t坑内卡车,最近引进BBC公司世界最新型的35t电动架线式卡车;采用点柱式机械化上向水平分层充填采矿法,采场生产能力达300t/d。新城金矿生产规模1250t/d,竖井—斜坡道开拓,设备实现无轨化,液压台车,锚杆台车,铲运机,碎石机,11.79t自卸卡车,35t电动架线式卡车均被采用。由新城金矿、长春黄金研究院、北京科技大学、东北大学共同承担的国家重点科技攻关项目“盘区上向高分层连续回采胶结充填采矿法”已研究试验成功,其工艺和技术指标均达到了国际领先水平,该采矿方法由于实现了连续回采,使采矿强度提高50%以上。

在充填工艺方面,以德国PM公司为代表的全尾砂膏体充填工艺,可在低水泥耗量条件下获得高质量的充填体,其技术代表了充填技术的最高水平。德国德里方丹金矿陆续采用膏体泵送充填工艺,将尾砂浆浓缩到78%左右浓度,用泵送到井下,在工作面加水泥(3%)充填采场。这种工艺充填强度高,水泥用量少,采场内不需脱水、接顶好,可以有效维护空区,有利于降温和控制岩爆。我国金川有色公司引进这项技术,采用-25mm戈壁碎石集料与全尾砂等量比例,并加水泥制备成质量浓度为81%～83%,坍落度为10～20mm的膏体(抗压强度大于40MPa),最后经双缸全液压PM泵输送至井下采场。近年来,充填技术正向全尾砂高浓度充填方向发展,其目的是减少胶结材料用量,降低充填成本,提高充填体质量,改善井下环境,减少和避免矿山生产对环境的破坏和污染。凡口铅锌矿研究成功的高浓度全尾砂活化搅拌自流输送胶结充填工艺,尾砂利用率达95%以上,充填浓度达72%～75%。新城金矿、东北大学、长春黄金研究院、北京科技大学和长沙矿山研究院合作在“九五”期间研究成功的高压风流态化造浆充填技术,充填浓度在74%以上,尾砂利用率超过95%,其充填系统投资少,自动化程度高。

块石胶结充填,以其充填成本低,充填体强度高,充填材料来源广等特点越来越受到青睐。国内的大厂矿务局等矿山采用了这一技术。

20世纪70年代在英国开始出现,90年代在世界范围内得到飞速发展的高水固结充填技术的研究虽已取得了令人瞩目的进展,但其在材料稳定性和价格上存在着问题,制约了该项技术应用。

・

8

1

・黄　金