铜山铜矿开采方案初步研究

陈 琪，赵德伟，杨庆军

(黑龙江省冶金设计规划院，哈尔滨150040)

铜山铜矿位于嫩江县北北东方向160千米处，行政区划隶属于嫩江县管辖。铜山铜矿为中温热液型矿床，工业类型为斑岩型矿床。矿石自然类型为硫化矿石。矿石工业类型为含钼铜矿石。开采范围内地质矿量约5 000万t，采出品位约为0.5%，品位较低，选择高效、低成本的开采方案对矿产资源利用和企业经济效益具有重要的意义。

1 开采方案

1.1 开采范围

由于铜山矿床埋藏深、储量大、矿体走向长，为合理利用矿产资源，减少一次性投资，同时考虑勘探程度的高低，综合分析，对该矿床分期开发建设。开采最低标高确定在(一期工程)30m，开采对象为30m标高以上的Ⅰ、Ⅱ号矿体，Ⅰ、Ⅱ号矿体勘探程度和控制程度高，储量可靠，可作为矿山建设开发的依据，生产规模可达10 000t/d，服务年限23年，具备分期开采条件。

1.2 开采顺序及首采地段

矿区总的开采顺序为先进行一期开采，在一期开采过程中对一期190m标高以下Ⅲ号矿体和二期深部Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号矿体进行补充勘探，一期结束后进行二期开采。

本次设计开采顺序为露天和地下同时基建，根据矿体的空间赋存关系，露天开采Ⅰ号矿体与地下350m标高以上开采Ⅱ号矿体互不干扰，可实现露天与地下联合开采。

由于矿体下盘受铜山断层的影响，为确保回采安全，在同一分段内由下盘至上盘回采。

采用无底柱分段崩落法开采，各分段由上而下逐分段开采，地下开采首采地段确定为350m阶段。

1.3 露天开采

露天开采年产矿石150万t/a，年剥岩量210万t/a，年采剥总量360万t/a，均衡生产剥采比1.4t/t。

台阶高度12m，每两个台阶并段，最终台阶坡面角:65°，生产台阶坡面角:65°。露天采场顶部最高标高532m，露天采场底标高430m，露天采场最大采深102m。

本矿露天开采部分开采年限较短，根据矿床埋藏条件和地形条件，矿山开拓采用公路开拓汽车运输方式。

坑线布置为螺旋固定坑线。坑线(初始底宽20m，最终底宽10m)最大纵坡8%、最小曲率半径25m，宽10m。采场最低水平430m，出入沟设在露天采场西北侧，出口标高为522m。设计台阶高为12m，每两个台阶并段，最终形成502m、478m、454m及430m共4个台阶。

根据露天采场年采剥矿岩量，确定采用KQG150潜孔钻机穿孔、4m3电铲铲装、32t自卸汽车运输矿岩，另配备PC220反铲液压挖掘机一台用于大块矿岩的破碎及辅助作业，ZL50前装机一台用于辅助作业。

1.4 地下开采

地下开采生产规模为300万t/a。

铜山铜矿床属规模大但品位低的矿床，矿体厚大、在开采技术条件上，由于矿体受铜山断层控制，部分矿体与断层平行产出，该区域矿岩稳定性较差。宜采用崩落法、充填法。充填法能提高回收率，降低贫化率，有利于控制地压和保护地表生态环境，但充填工艺复杂，需2～3步骤回采，厚大部分需留纵向和横向矿柱，矿柱比例大，为回收矿柱，临近矿柱的采场需采用胶结充填，投资和生产成本较高。由于矿区内地表允许塌陷，矿石有益元素品位低，且围岩含有品位，设计推荐采用无底柱分段崩落法方案。无底柱分段崩落法回采工艺及生产管理简单，容易实现大型机械化、无轨化，生产能力大，生产成本低。回采采用simbarH1354电动液压台车，出矿设备选用LH514E型电动铲运机。

开拓系统采用主、副井加辅助斜坡道开拓方案，该方案具有初期投资小、运行费用低、设备维修量少、管理简单、减小通风量及降低通风成本等优点，借鉴国内大型矿山生产实际情况，该开拓方案应用实例较多，同时考虑深部矿体开采对现有开拓系统的延用。

坑内运输采用有轨电机车运输方案。矿石采用14t架线式电机车双机牵引6m3底侧卸式矿车运输。生产的矿石通过采区溜井由振动放矿机装入6m3底侧卸式矿车内，由14t电机车双机牵引至井底车场，卸入矿石溜井，经地下破碎系统破碎，由主井箕斗提升至地表矿仓，经皮带运至选厂;岩石通过采区废石溜井，装入2m3曲轨侧卸式矿车，由10t电机车牵引至井底车场，卸入废石溜井，由主井箕斗提升至地表废石仓，由汽车运至废石场。

铜山铜矿属于大型地下矿山，矿体规模大，连续性较好，坑内巷道纵横交错，通风网络较为复杂。因此，地下通风系统必须可靠、有效，以保证采场及各工作面具有足够的风量。根据矿体赋存情况，选用的采矿方法，确定的开拓方案，本设计选择对角双翼式通风系统，多级机站通风方式。为了保证地下通风效果，共布置3条专用风井。主入风井、东风井和西风井。根据地下作业需风点的主要分布情况，将地下划分为采场、阶段运输水平、破碎系统三个通风区。通风计算采用了澳大利亚ventsim矿井三维通风仿真系统对整个通风网路进行了解算。计算结果:矿山全矿总需风量为:409m3/s。

2 投资分析

铜山铜矿改扩建工程总投资约20 000万元，年均利润总额约9 000万元，投资回收期(税后)7年，财务内部收益率(税后)16%，各种经济指标较好。本项目的建设能给企业带来一定的经济效益，对当地经济发展起到积极的促进作用。

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