黄金洞金矿厚大破碎矿体开采的研究与实践

２ １ 采矿 方法 ．
南省平江县黄金洞乡境 内， 目前 国内最大的高砷 是
高硫难 选 矿 山生 产企 业之 一 。黄金 洞金 矿金 塘矿 区
采用水 压支柱 控顶 与小 型挖机 出矿 相结 合的 向进 路充填 采矿 法开采 ， 以水 压支柱 为护 顶 ＿具 ， ［ 对 回采 工作 面附 近的空 区进行 临时地 压管 理 、 ， 废 充填 采空 区 ， 以小 型挖 机 配合 斗 车 完成 出矿 和 充填
刘 方求
冯 壹等 ： 金 洞金 矿 厚 大破 碎 矿体 开 采的研 究 与 实践 黄 ３ ４ 回采 工艺 与技术 ．
２１ ０ １年 １ １月第 １ １期
于铲斗的特殊设计 ， 能较好 地用于巷道进路式 回采 空间的接顶充填 ； ④通过试验对 比， 装岩效率是耙岩
机 的 １５倍 ， 人 工 （ 同 时作业 ） ３倍 ； 成 本 ． 是 ５人 的 ⑤ 低 ， 载成本 是耙 岩 机 的 ６ ％ ， 人 工 （ 装 ５ 是 ５人 同时 作
２２ Ｓ Ｚ型水压 支柱 系统 ． Ｙ Ｓ Ｚ型水 压 支柱 系统 由水 压 支柱和增 压 泵两 部 Ｙ 分 组成 。水压 支柱 由柱体 和承 压 顶架 构 成 ， 支柱 底
座可套 承压板 ， 松 软 、 碎 的顶 底板 均 可适 应 ， 对 破 柱
１ 开采技术条件及存在 问题
黄 金洞金 矿 金塘 矿 区 ３脉 为厚 大矿 体 ， 近东 西 走 向， 脉厚度为 １ 矿 ０～６ 平 均 脉 厚 ４ 倾 角 ０ｍ， ０ｍ，
已达到国际先进水平。其使用特点 ： 以电 力做驱 ① 动力 ， 电机 功率 ７ ５ｋ ， 井下 空气 无污染 。 ． Ｗ 对 环保 性
能好 ； ②附带液压破碎锤 ， 可辅助破碎大块 、 处理松 石， 与矿 车配套 完成 矿岩 的装载 及运 输任务 ； ③借 助
刘方求 （９ ９ ） 男， １ ６一 ， 副总经理 ， 程师 ，１５ ７湖南 省 岳阳市 工 ４４ ０ 平江县黄金洞乡。 ５ ６
出矿 。
回采 ， 分层高度为 ２ ２ｍ。回采进路沿矿体 走向连 ．
续 推进 ， 回采进 路 宽为 ２ ２ｍ， 为 ２２ｍ， 为矿层 ． 高 ． 长 全 厚 。工 作面 采用 Ｏ ８型 井下 用小 型挖 机 出矿 ， 顺路 溜 井溜 矿 至 阶段 运 输平 巷装 入矿 车运 出。试 验 矿块
位 １ １％ ， ．２ 含硫 地质 品位 ０ ７ ％ 。矿 石类 型 为含 金 ．７
形” 布孔方式 ， 侧向崩矿 ， 即逆 回采进路掘进方 向崩
矿。
（ ）ຫໍສະໝຸດ Baidu风 。新 鲜 风流 从 采场 下 部 中段 运 输平 巷 ２通 经顺路 通 风上 山 、 溜井联 络巷 进入采 场 ， 污风从 回风
为 ２ｍＸ ２ ｍ穿 脉 回采进路 。
采 矿工艺效率没有完全体现 出来 ， 下转第７ 页 ） （ ４
７
总第 ５ １ １期
现代矿 业
２１ ０ １年 １ 第 １ 期 １月 １
１．％的尾矿 ， ０１ 精矿 Ｔ ｅ Ｆ 品位为 １ ．％，Ｆ 回收率 ８５ Ｔ ｅ 为 ９ ．３ 弱磁粗选所得粗精矿破碎到 一 ｌ 再 ０ ２ ％； ３Ｉ ｌ ｒ ｍ， 经 Ｃ ２永 磁多 辊干选 机精 选后 ， Ｇ 抛弃 尾矿 Ｔ ｅ品 位 Ｆ
高了出矿能力和效率 ， 支护成本 大大降低。经现场 统计 ， 主要技术经济指标见表 １ 。工业试验证明 ， 该 采矿方法作业机动灵 活、 安全性好 、 开采成本低 、 生 产能力大 ， 是一种适合 于黄金洞金矿倾斜厚大破碎
图 １ 试 验 矿 块 采 矿 方 案
１ 一充填天井 ；一 回风天井 ；一上中段运输平巷 ；一 水压支柱 ； ２ ３ ４
业 ） ３％。 的 ５
采 用 分段 爆 破 法 进行 回采 ， 次爆 破 分 段长 度 一 为 ３０～ ． １分 段 宽度 为 回采 进路 宽 度 。 由于顶 ． ３５１， １
板矿岩破碎， 采空区暴露面不宜过大， 故待充填进路 采空区为一 条。每一分层 有两条 回采进路 同时推
进 ， 回采进 路 的间距 为 ２ 两 ０ｍ。 （ ）凿 岩 与 崩 矿 。 用 ７５ 型 凿 岩 机 钻 凿 １ ６５ ２ｍ ｍ浅孔 ， 深 为 ２ ４ １， 眼采 用 水 平 “ 花 孔 ． Ｉ炮 Ｔ 梅
天井进入上中段平巷 ， 再经各级通风斜井排 出。 （） ３ 采场顶板管理。在底板沿脉切割平巷和回 采 穿 脉进 路施工 过 程 中 ， 随着 掘进工 作 面 向前 推进 ， 进路空区均以水压支柱支撑顶 板， 水压支柱 的设计
排距 为 ２０— ． 设 计 间距 为 ０ ６～ ． Ｉ ． ２ ２ｍ， ． ０ ８Ｉ。 Ｔ （） ４ 出矿 。 以挖 机 配 斗 车 为 出 矿设 备 ， 以分 层 底板 沿脉 切割 平巷 和溜 井联 络巷作 为 斗车运 输平巷
工艺 。
３脉属于难采厚 大破碎矿体 ， 公司先后 进行了崩落
采矿 法 、 锚 索 网护 顶 采 矿 法 ， 未 取 得 成 功 。为 长 均 此 ， 用采 空 区顶 板暴 露 面 积 较 小 的水 压 支 柱 控 顶 采
与小型挖机出矿相结合 的上向进路充填采矿法 ， 对
３脉 进行采 矿 试验 。
４ 。 ５ 。 平均 ５ 。 矿脉 下盘 稳 固 ， ５ ～５， ０， 矿脉 及上 盘均 非
体与柱 体之 间用钢 构件 连接 ， 成 网状结 构 ， 顶板 形 对 实施 主动 支撑 ｊ 。水 压 支柱 的初 撑 载荷 为 １０ｋ ６ Ｎ
常破碎 ， 节理与裂隙极发育 ， 矿石多为网状石英脉夹
８ Ｏ ； 过 两 次 磁 选 最 终 可 抛 弃 尾 矿 总 产 率 ．％ 经 ３ ．％ ， 终尾 矿 Ｔ ｅ品位 ８９ ， 终精 矿 Ｔ ｅ品 ８Ｏ 最 Ｆ ．％ 最 Ｆ 位 ２ ．％ ， 矿 Ｔ ｅ总 回收 率 ８ ．７ 。对 比表 ６ ２６ 精 Ｆ ０３％ 和表 ２铁 物 相分 析 结 果 可 知 ： 料 经过 Ｂ 筒 式永 物 Ｘ 磁干 选机 弱磁 粗 选 和 Ｃ ２型 永 磁 多辊 干 选 机 精 选 Ｇ 后 ， 料 中 磁 性 铁 占 有 率 由 ６ ． ７ 提 高 到 了 物 ６ ２％ ８ ．９ ， ００ ％ 赤褐 铁 矿 和 硅 酸 盐 中 铁 的 占有 率 分 别 由 ２ ．１ 、．３ 下降 到 了 １．３ 和 １３ ％ 。经计 ７ ８ ％ ５３ ％ ５９％ ．３
作 。水 压支 柱 具有 安 全 、 稳定 、 环保 等优 点 ， 压 泵 增 由泵体及 其 附件组 成 ， 以空 气 为 动力 ， 以水 为介 质 ，
对 环境 几乎不 造 成污染 ， 少启 动压 力 为 ０ １ＭＰ ， 最 ． ａ 最 大 输 出压 力 为 ３ ａ 泵 重 ２ ｇ 附 件 总 重 ５ ０ ＭＰ ， ７ｋ ，
，
的重要难题之一 ， 尤其厚大矿体 ， 由于顶板暴露面积
大， 采场 极 易 出现 塌方 ＿ 。 目前黄金 洞 金矿金 塘矿 】 区采用 上 向进路充 填采 矿法 开采 ， 但存 在 以下 问题 ：
因而增 压 泵具 有 启 动压 力 小 、 出压 力 大 、 肇 输 重
①木材支护成本高； ②采矿过程主要靠人工作业 ， 特
破 碎蚀 变板 岩矿 石 及 少 量 泥质 岩 夹 石 英 岩 型 矿石 ， 遇水 泥化严 重 ， 属难 采厚 大破 碎矿体 。 开采 不稳 固顶板 覆 盖下 的矿体 一 直是 困扰采 矿
（ ２０ｋ ０～ ０ Ｎ可调 ）柱体的支撑高度在１ ０ ２４０ ， ０～ ０ ５
ＩＴ调 节 ， 压 支柱 的安 设 、 收可 在 ３ ｍ外 遥 控操 ＩＩ Ｉ １ 水 回
掘 进 断面 为 ２２ｍ×２２ｍ 的充填 联络 巷 ， ． ． 掘进 断 面 为 ２２ｍ×２２ｍ 的溜井 联络 巷 ， ． ． 然后 在 阶段运 输平 巷 向上 以大 于 ４ 。 ５ 的倾 角 向 上朝 矿 体 方 向掘 进
４ 结
语
（ ） 场工 业试 验证 明 ： 压 支柱 护 顶 ， 有效 １现 水 能
３ 工 业 试 验
３ １ 试验 采场 ．
试 验 采场 选在 金塘 矿 区 ３ 脉 一２ １ ０ １ 中段 的 ４ １
矿体 。该矿体平均倾角约 ５ 。垂高约 ４ Ｉ ０， ０Ｉ， Ｔ 矿脉走 向长 约 １０１， 向长 约 为 ５ 矿 脉 平 均 厚 度 约 ０ Ｉ倾 Ｔ ２ｍ，
３ 平 均 含金地 质 品位 ５ １ ｄ 平均 含砷 地 质 品 ０ｍ， ．７ ，
的劳动强度 ， 提高了劳动生产率 ， 缩短了矿房回采周 期。
（） ２ 在初始试验阶段 ， 挖机装矿与斗车运矿、 挖 机充填与斗车运料等工序之间的衔接不是很密切 ，
大于 ４ 。 ５倾角斜 向上 中段运输平巷底板相通 。以沿
脉 切割 平巷 作为 初始 自由 面垂 直矿 脉走 向掘进 断 面
采 矿方 案 见 图 １ 。
（） ５ 撤柱与充填 。撤柱 的顺序是从里向外依次 撤卸 ， 撤柱时， 作业人员站在 ３Ｔ Ｉ １外遥控操作。撤卸 完水 压支 柱后 ， 挖 机将 这 段 回采 进路 空 区密 实充 用
填好 。 ３ ５ 工 业试 验结 果及 主要 技术经 济指 标 ．
通 过 现场 工 业试 验 ， 与原 采 矿方 法 相 比大 大 提
网状石英脉夹破碎蚀变板岩 ， 矿石遇水泥化 。矿体 及围岩节理裂隙发育 ， 特别是上盘围岩 和矿体与断
层相 交 部位 ， 岩体 破碎 ， 固性 极差 。 稳 ３ ２ 试 验 矿块布 置及 结构 参 数 ． 试 验 矿块沿 矿 体走 向布 置 ， ５ 划 分 矿 块 ， 按 ０ｍ 阶段高 度 ４ 宽 度 为 矿 体 厚 度 。 以 分 层 凿 岩 爆 ０ｍ， 破 、 层 出矿 和分层 充填 方 式 ， 分 自下而 上分 层进 路式
指标 。
关键词 厚 大破 碎矿 体
采矿 方法
水压 支柱 小型挖机
上 向进路 充填
湖南 黄 金 洞 矿 业 有 限 责 任 公 司 （ 黄 金 洞 金 原 矿 ）是一 个具 有 ４０多 年 开 采历 史 的老 矿 ， 于 湖 ０ 位
员无 法进入 ， 矿石 损失 大 。
２ 采矿方法及 出矿
别是工作面出矿和废石充填 ， 基本靠人工搬运完成 ， 工人劳动强度大， 劳动效率低 ； ③以人工砌袋接顶充
填， 密实性差 ， 充填效果差 ； ④采空 区顶板 自然垮塌 现象严重 ， 安全隐患大 ； ⑤采空区顶棚垮塌 ， 作业人
轻、 环保性能好等优点。 ２３ ０ ． ８型井下 用小 型挖机 ０ ８型井 下用 小 型 挖 机 具 有 稳 定 性 好 、 量轻 、 重 结 构 紧凑 、 活高效 、 灵 耐用 、 环保 等优 点 ， 术 指标 其技
Ｓ ｒａ ． ｅ ｉ１Ｎｏ ５１１
现
代
矿
业
总 第 ５ 期 １ １
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２１年 １ ０ 】 第 １ 期 １月 Ｉ
・
技术交流 ・
黄金洞金矿厚大破碎矿体开采 的研究与实践
刘 方求 冯 壹 郑 剑洪
矿体 的理 想采 矿方 法 。
表 １ 试验矿块主 要技术经 济指标
５ 一挖机 ；一斗车 ；～顺路通风上山 ； 穿脉平巷 ； 矿石溜井 ； ６ ７ ８ 一 ９ 一
１ 一 中段 运 输 平 巷 ；１ ０ １一斜 坡 道 ；２ 充 填 联络 巷 ；３ 废 石 充 填 体 １一 １一
３ ３ 采准切 割 工程 ．
（ 南黄金洞矿业有限责任公 司） 湖
摘 要
厚 大破 碎矿 体 由于顶板暴 露 面积大 ， 采场极 易 出现塌 方 ， 全 、 安 高效 、 贫损 开采是其 低
开 采的 关键 。 以黄金 洞金 矿厚 大破碎 矿 体 为研 究对 象， 对 原采矿 方 法存 在 的支护 成本 高 、 产效 针 生 率低 、 石损 失 大和 顸板 易冒落等 技 术难 题 开展 了研 究 ， 出了 Ｓ Ｚ型 水 压 支柱 控 顸 与 小型 挖机 矿 提 Ｙ 出矿 相 结合 的上 向进 路 充填采 矿 法 ， 细地介 绍 了采 场结 构和 回采 ． 艺及 所取 得 的主要 技 术经 济 详 ３ ２
断面为 １０ｍ× ． ． １０ｍ的放矿斗穿 ， 同时在充填联络 巷和溜井 联 络巷 分 别 向 上掘 进 断 面 为 １ ８ ｍ × ．
１６ｍ 的充填 天井 和 回风 天 井 至上 中段 水 平 ， 与 ． 并
控制采空 区顶板 ， 避免采场顶板垮塌 ， 提高作业环境 安全 ； 小型挖机 出矿与充填 ， 减轻了出矿和充填工人