浅析金川三矿区F17以西边角残矿回采

陈文斌

(金川集团公司三矿区, 甘肃金昌市 737100)

浅析金川三矿区F17以西边角残矿回采

陈文斌

(金川集团公司三矿区, 甘肃金昌市 737100)

自2002年开始,金川三矿区在F17以东矿山基建时期,利用一期工程的旧系统,对F17以西二矿区一期工程回采所遗留的边角残矿进行了回采,几年来因矿制宜采用多种回采工艺回收边角残矿84万t,其中特富矿近3万t,取得了良好效果,最后还对将来边角残矿的回收工作提出了合理化建议。

边角残矿;下向进路充填采矿法;上向分层充填采矿法

金川三矿区F17采区属二矿区一期工程,已于2001年底闭坑。闭坑后,三矿区针对F17以西遗留的边角残矿,利用一期工程的旧系统对这部分边角残矿进行了回收。为了回采这部分边角残矿,几年来,根据边角残矿体的特点,采用了包括上向、下向,高进路、水平分层,电耙出矿、铲运机出矿等多种安全可靠、经济合理的充填采矿工艺技术,为今后的边角残矿回采积累了丰富的经验。

1 地质概况

2#矿体为Ⅱ矿区第二大矿体,位于Ⅱ矿区勘探线30行～56行之间。矿体倾向西南,倾角25°～65°,全长1300m,矿体最大平均厚度为118m,矿体上尖灭端距地表200余m,以镍贫矿为主。在矿体40行附近被北东向正断层F17横切,将其一分为二,F17断层两侧矿体相对落差达90～150m,水平位移130～260m。

通过对2号矿体F17以西地质和测量资料的分析,残留边角矿体主要分布在:

(1)34行～35行VCR法采场底部结构的残留矿柱(见图1);

(2)1310水平39～40行上盘富矿(见图2);

(3)36行保安矿柱(见图3);

(4)33～35行之间残留富矿及特富矿。

2 边角残矿回采

2.1 开采的不利因素

F17以西是二矿区一期工程的闭坑采区,矿体及围岩的工程地质条件与新建采区相比更加复杂。回采边角残矿的不利因素主要表现在以下几个方面。

图1 34行地质剖面

(1)边角残矿体的完整性和连续性很差。边角残矿体的规模和储量很小,寻找并采准出一个边角残矿采场的难度远远大于采准一个新采场。针对边角残矿的这一特点,采用边探边采、探采结合的方法,避免了施工的盲目性,大大减少了工程浪费。

(2)工程条件复杂。各种用途的旧井巷工程,在原来采矿过程中发挥了重要作用,但在边角残矿的回采过程中,许多工程反而成为不利因素。为消除其影响,首先准确掌握这些工程的原有用途和目前的安全状况,然后尽可能多的利用其中的旧工程来进行探矿或回采施工,对不能利用的旧巷道进行充填。

(3)采空区是边角残矿回采中最大的安全隐患。据调查,F17以西采区遗留的采空区达37000 m3,二矿区自2000年初开始对采空区进行充填,三矿区于2001年底接管F17以西时,还剩余采空区(包括移交采场采空区16811m3)约34657m3,这些采空区的存在,既不利于整个采区的地压控制,又对边角残矿的回采施工产生安全隐患。因此,三矿区继续对剩余采空区进行充填(完成充填量24961m3;剩余9696m3的采空区均为旧巷道且能被利用,因此暂时未被充填),基本上满足了安全回收边角残矿的要求;然而,还有一些采空区没有被发现,在边角残矿的回采过程中,须继续对揭露的采空区进行充填。

2.2 残矿采矿工艺

金川矿山生产经历科技创新,采矿方法有了很大的发展,采矿工艺产生了很大变革。经过30多年的生产实践,形成了适合金川矿区工程地质条件、能够很好控制矿区地压的两类主要采矿方法,即:应用于二矿区的下向水平分层机械化盘区胶结充填采矿法和应用于龙首矿的下向机械化六角形高进路胶结充填采矿法。金川采矿的实践经验,可以对寻找并回收边角残矿项目的实施提供宝贵的指导作用。

为很好地控制地压,F17以西采区所采用的采矿方法均为充填采矿法,回收边角残矿采用的采矿方法也只能是充填法。充填采矿工艺在金川矿山不断变革和发展,早已较为成功地应用于生产实际。

根据边角残矿体的矿岩条件、工程条件,采用多种不同的采矿工艺技术。几年来各水平采用过的采矿工艺为:

(1)1400水平富矿采场采用人工凿岩、铲运机配合矿用卡车出矿的下向水平分层进路式胶结充填采矿法;

(2)1300中段36行保安矿柱及1300中段上下盘底柱残留特富矿及富矿采场采用人工凿岩、铲运机出矿、逐步后退拉底形成分层联络道的下向胶结充填采矿法;

(3)1310水平38+45行～40行上盘残留富矿矿脉采场采用先下向水平分层、后上向水平分层边探边采的充填采矿法;

(4)1300中段35行以西富矿底柱采场先采用高进路电耙出矿、后采用普通进路铲运机出矿的充填采矿法;

(5)1300中段35行以西残留特富矿采场采用上向进路、电耙和铲运机联合出矿的充填采矿法。

回收边角残矿的采矿工艺技术不能照搬原有的技术,只能根据边角残矿体的特点灵活运用不同的采矿工艺技术。几年来,采用了包括上向、下向,高进路、水平分层,电耙出矿、铲运机出矿等多种充填采矿工艺技术,取得了安全可靠、经济合理的技术经济效果。

2.3 找矿成果

因为F17以西富矿可采矿量有限,难以满足公司的出矿量要求,因此,在生产过程中寻找盲残矿是非常必要的。通过生产探矿和资料整理分析,共寻找或探明富矿储量224857t,含镍金属量3433t,铜金属量1945t。

2.4 生产管理

回采过程中对不同品位的矿石进行分采分出,加强废石回填的力度,确保品位指标的完成。加强特富矿的分采分出工作,严禁富矿、毛石和砂浆混入特富矿,或特富矿混入大矿块中,采用集中运输和提升的方式,将特富矿提升至地表。

对于VCR法混入砂浆的矿石,今年已经做好了准备工作,明年将对这部分矿石进行筛选。

2.5 回采矿量及金属量

从2002年元月1日对F17以西边角残矿进行回采,截止到2007年11月,共采出矿石1107317t,其中特富矿29649.7t。累计回收镍金属量12863.906 t,铜金属量7311.729t(详见表1、表2)。

表1 2002～2007年采出矿量

表2 2002～2007年回收金属量

3 今后几年边角残矿回采的思考

经过几年的回采,边角残矿可采矿量减少,采矿成本增加,是继续进行边角残矿的回采,还是停止,笔者就此提出了自己的看法。

F17以西还保留着约1300万t的贫矿资源,从资源合理利用这一角度来说,这部分贫矿资源也是可以回采的。

3.1 采矿方法

(1)不考虑进行自然崩落法的情况下,尽量选用生产成本低,劳动生产率高的采矿方法。拟采用阶段凿岩深孔球状药包崩矿采矿法(VCR法),用铲运机出矿,运矿卡车或翻斗车运矿。虽然VCR法优点比较突出,但是它在使用过程中也存在一些问题,主要是:凿岩技术要求高;使用高密度、高爆速炸药,爆破成本高,装药、爆破施工复杂;矿体形态变化大时,矿石的损失与贫化较大。

(2)现在采用的下向水平分层胶结充填采矿法在金川矿区已经成功运用多年,积累了大量成熟的经验,继续采用这种采矿法,在各方面均具有较大的优势。

3.2 矿石提升

矿石提升可分为两部分:一是36行措施井,二是44行东主井。考虑到从东主井出矿会加重东主井提升负担,且运距过长,经济比较差,故仍然从36行措施井出矿。因为36行措施井一直是用罐笼提升,提升能力有限,已经严重制约F17以西矿体的生产能力,考虑对提升系统进行改造。

(1)将罐笼井改为箕斗井,使用5t或8t箕斗。在1400水平加一个小型矿石破碎机,矿石经破碎后,用皮带输运装入箕斗。在地表建一矿石斜溜道,矿石经箕斗提上之后,倒入矿石斜溜道,矿石靠自重溜至堆矿场。

(2)仍使用罐笼提升,将原2.4t矿车改为3.0 t矿车,为提高工作效率,井下及地表增设环行车场,井口及井底增加自动推车机,地表使用高位翻车机将矿石倒入堆场。

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2010-03-05)

陈文斌(1967-),男,江西赣州人,硕士,工程师,从事采矿及充填工艺技术研究,Email:cwbjc8655@163.com。