安佐布汞锑矿采矿工艺的研究分析

刘黔峰

(锡矿山闪星锑业有限公司,湖南娄底 417502)

安佐布汞锑矿采矿工艺的研究分析

刘黔峰

(锡矿山闪星锑业有限公司,湖南娄底 417502)

对安佐布汞锑矿现有采矿工艺做了详细阐述,通过对主要技术经济指标的计算和比较,对现有采矿方法进行了全面评价,提出了改进措施。

采矿方法;结构参数;采准切割;凿岩爆破;贫化损失;技术经济指标

安佐布汞锑矿是建立在大型Jijikrut汞锑矿床之上的生产矿山,位于塔吉克斯坦首都杜尚别以北约110 km处。杜尚别-苦盏的国际公路经过这些城镇,矿山物资供应及精矿销售主要通过苦盏进行。

该矿位于崎岖的高山地区,河流系统发达,该区属温带大陆性气候,为中亚地区典型的高山气候区。矿区农田稀少,小规模放牧是居民的主要职业。

该矿床于1940年发现,在采矿权范围内统计工业矿量储量为:矿石量328.96万t,金属量76 758 t,品位2.33%。

前苏联时期,选矿生产工艺流程设计能力为2 000 t/d,分两期建设,苏联解体后,工程技术人员撤回俄罗斯,致使第二条生产线未能全部建设完工。目前,生产规模为一条1 000 t/d的生产工艺线。

1 开采技术条件

目前,该汞锑矿开采的是Jijikrut汞锑矿床的中部带。该带中辉锑矿和辰砂矿化是分散的,并且分布极不规则,主要赋存于层内碳酸盐岩角砾岩带中。该矿化带沿东西走向延伸约750 m,南北宽达700 m,倾向延伸达600 m,倾角大于70°,属特厚大矿体。该矿化带从地表标高2 490 m处向下延伸至标高为1 915 m的十二中段。

矿体上下盘围岩均稳固,f=8,体重1.8～2.2 t/m3;矿体稳固,f=10～12,矿石体重2.751.8～2.2 t/m3,矿石性脆。矿岩界限不清,矿体边界品位为0.75%。

水文地质条件简单,无地下水。矿石不易结块和自燃,矿区内无大的破碎带。地表无农田和建筑物,允许塌陷。

2 现有采矿工艺

2.1 开拓工程及采矿方法

该矿的开采规划是上世纪60年代初前苏联时期制定的,并延续迄今。

采用盲竖井、平硐联合开拓,竖井主要用于人员与材料提升。人员材料经标高为1 860 m的主运输平巷由一个盲竖井提升进入各中段,副井两侧各设一条矿石溜井。各中段运输平巷使用轨距为0.75 m和2.5 m3的矿车进行运输,同时也是进入采矿场的通道。各中段采场使用电耙将矿石扒到放矿溜井装入在下面等待的矿车,再倒入主溜井,由1860中段主运输道用电机车运到选厂。

阶段高度40 m,早期二个采矿中段高为55 m。目前主要生产中段为三、四、五中段。采矿方法采用垂直扇形深孔阶段矿房采矿法,采场矿量一般为4万t,采场从准备、凿岩爆破、出矿等作业周期为六个月,采场日出矿能力为200～300 t。

2.2 采场结构参数

中段内根据矿体范围分为几个盘区,盘区宽42 m,盘区间矿柱宽12 m。盘区内矿块分矿房和矿柱,间隔布置,矿房宽16 m,矿柱宽10 m,第一步回采矿房,第二步回采矿柱。电耙出矿底部结构,底柱高8～10 m,顶柱高8 m,矿房长度40～60 m。

2.3 采准切割工程

在矿体范围内,从运输平巷内向上掘进3 m高的短天井到达电耙巷道。在电耙道端部掘回风天井与上部中段贯通。分别在电耙道两侧每隔5～7 m掘3 m高漏斗与上面的切割平巷沟通,阶段底柱高8 m,顶柱高4 m。从切割平巷中向上进行扇形中深炮孔凿岩,炮孔直径为105 mm。

各掘进工程设计规格:电耙道2.2 m×2.0 m;切割平巷3.0 m×3.0 m;回风天井2.0 m×2.0 m;短天井2.0 m×2.8 m;漏斗2.0 m×2.0 m。垂直深孔阶段矿房法如图1所示。

目前主要生产中段为三、四、五中段,有六个采矿场正在作业,三个中段的采准切割工程已经完成,均按垂直深孔阶段矿房采矿法布置,故采矿方法不宜变动,只可改进,可通过炮孔深度和角度的调整来控制贫化损失率。六、八中段正在进行生探开拓掘进,见矿效果比较理想,品位高,可以考虑改进采矿方法,降低损失贫化率。

2.4 凿岩爆破

图1 垂直深孔阶段矿房法

拉底和开切割槽后,即以拉底平巷为自由面开始炮孔凿岩。凿岩采用NKP—100M凿岩机凿岩效率10～15 m/班(每班10 h),在切割巷内每隔3 m凿扇形炮孔,炮孔直径105 mm,最小抵抗线3 m,孔底距3 m;采用硝铵炸药爆破,装药器装药,电雷管起爆。爆破参数列于表1。

表1 汞锑矿回采爆破参数

处理空洞及二次爆破均在电耙道内进行,以确保安全。中段采场全部采完后,盘区矿柱、本中段顶柱和上中段底柱集中爆破回收,同时崩落围岩处理采空区,保证下中段生产的安全。

2.5 出矿运输

采场主要使用55 kW电耙出矿,采场矿石用电耙扒到漏斗下侧卸式矿车内,再由10 kW架线式电机车牵引,经主要运输平巷送到各中段卸矿硐室,倒入主溜井内。电机车每次牵引10个矿车,矿车容积2.5 m,每车矿量可装4.5 t,一路矿车可运矿量45 t,平均2 h一路矿,采场平均日出矿能力300 t以上。运输平巷岩石稳固,不需要支护,钢轨25 kg/m,轨距750 mm。

2.6 通风防尘

矿区地处高山,相对高差较大,自然通风条件较好,凿岩运输过程中,基本不需要机械通风。新鲜风流经主要运输平巷进入采场作业面,污风经各中段回风巷排出地表。但在放矿过程中常因气候干燥而造成大量粉尘无法及时排放影响生产,故有待于洒水解决。如矿化均匀可考虑不掘回风天井或短天井,凿岩污风可直接由贯通上部中段的大孔径钻孔进行排风。大爆破后,为减少排烟时间,才开动主扇进行机械通风。矿山采取压入式通风,主扇直径2.1 m,电机功率500 kW。

2.7 采空区的处理

矿区无农田、建筑、文物等,地表允许塌陷。

中段采矿过程中,通过爆破预留间壁来支撑空区,间壁回采后空场自由崩落处理。在中段作业结束以前由顶底柱和矿壁支撑,中段作业结束以后,先回采矿房顶底柱,然后回收矿壁。在矿体和板岩间,顶板护顶层预留2 m。

3 主要技术经济指标比较

3.1 矿块的贫化损失率

依据采场的结构参数及尽职调查组重新圈定的地质资料,参照采矿设计手册计算公式:式中r为矿块的贫化率/%;r1、r2、r3为矿房、间柱、顶底柱的贫化率/%;Q1、Q2、Q3为矿房、间柱、顶底柱的工业矿量/万t;P为矿块的损失率/%;P1、P2、P3为矿房、间柱、顶底柱的回采损失率/%。

经计算得出r1=18.34%,r2=21.32%,r3= 23.14%;P1=7.17%,P2=18.6%,P3=19.8%;Q1=4.1万t,Q2=0.78万t,Q3=2.4万t。

计算得出该锑矿矿块的设计贫化率为20%,损失率为18%;而目前的实际损失率贫化率达33%,损失率18%。

3.2 主要材料消耗量比较

查阅该矿近三年资料,经计算得出该汞锑矿主要材料消耗量列于表2。

国内类似矿床相同采矿方法的矿山主要材料消耗量比较列于表3。

3.3 主要技术参数指标比较

查阅近三年有关资料,计算得出该汞锑矿主要技术参数指标列于表4。

国内类似矿床相同采矿方法的矿山主要技术参数比较列于表5。

表2 该汞锑矿主要材料消耗量

表3 主要材料消耗量比较

表4 该汞锑矿主要技术经济指标

3.4 比较结果

通过比较发现:该汞锑矿的炸药消耗量、每米崩矿量、贫化率明显高于设计指标及其它矿山,有较大的优化空间。

4 对现有采矿方法评价

4.1 现有采矿方法的优点

1.采准切割工程量少。因采场上部仅需开掘凿岩峒室或凿岩巷道,下部开掘拉底空间和出矿巷道,便可进行回采,一般无需掘切割天井和切割槽、通风、充填天井和分段凿岩巷道等。所以采准、切割工程量少,采掘比仅为5.6%,掘进费用低。

2.作业安全。凿岩、爆破工作均在上部凿岩峒室或巷道内进行,工作人员无需进入采空区,安全系数高。

3.爆破效果好,爆破能量利用充分,故矿石破碎块度均匀。

4.采场生产能力高。正常情况下,每米崩矿量为20～30 t,采场日平均生产能力200～300 t,加速出矿时可达400～600 t。

5.采空区不需充填,可减少围壁及顶板管理费用,坑木消耗少,可大大降低采矿成本(见2006年～2008年该锑矿采掘成本表及主要技术经济指标)。

4.2 现有采矿方法的缺点

矿壁及顶底柱矿量所占的比重达30%～60%,回采矿柱的损失与贫化较大。对于矿化不均和矿体边缘部分的开采,贫化尤为突出。因此,该采矿法适用于矿体形态较为规则、矿石与上下盘围岩中等稳固以上、中厚或厚大的倾斜和急倾斜矿体。

5 现有采矿工艺改进措施

1.该矿矿体赋存条件适于阶段矿房采矿方法;矿山各大系统及主要设备已相应配置;主要生产中段开拓采准工程均已施工完毕或正在施工。因此,该矿主体采矿方法——垂直深孔阶段矿房法不宜更换,但可局部改进。

2.矿体边部、深部可视情况采用浅孔落矿的空场法;对品位高于3%的深部富矿可采用胶结充填法来进行回收,以弥补该采矿方法的不足。

3.严格按炮孔布置图打眼、装药,及时回采顶底柱矿石。

4.矿山主要设备虽配置合理,但严重老化失修,部分生产设备必须更新,要加大技改投入。

5.施工质量较差,巷道打偏、超挖欠采现象严重。矿石与废石混出的情况时有发生,要加强技术指导、施工管理和矿废石分流工作,提高出矿品位。

[1] 采矿手册编辑委员会.采矿手册:第4卷[M].北京:冶金工业出版社,1999.

[2] 解世俊.金属矿床地下开采[M].北京:冶金工业出版社, 1986.

[3] 张国涛.新编矿山采矿设计手册·矿床开采卷[M].徐州:中国矿业大学出版社,2006.

[4] 涂建平.矿床地下开采[M].北京:化学工业出版社,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

刘黔峰(1970-),男,工程师,主要从事采矿技术管理和研究工作。