安佐布汞銻礦采礦工藝的研究分析

劉黔峰

(錫礦山閃星銻業(yè)有限公司,湖南婁底 417502)

安佐布汞銻礦采礦工藝的研究分析

劉黔峰

(錫礦山閃星銻業(yè)有限公司,湖南婁底 417502)

對安佐布汞銻礦現(xiàn)有采礦工藝做了詳細闡述,通過對主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的計算和比較,對現(xiàn)有采礦方法進行了全面評價,提出了改進措施。

采礦方法;結(jié)構(gòu)參數(shù);采準(zhǔn)切割;鑿巖爆破;貧化損失;技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

安佐布汞銻礦是建立在大型Jijikrut汞銻礦床之上的生產(chǎn)礦山,位于塔吉克斯坦首都杜尚別以北約110 km處。杜尚別-苦盞的國際公路經(jīng)過這些城鎮(zhèn),礦山物資供應(yīng)及精礦銷售主要通過苦盞進行。

該礦位于崎嶇的高山地區(qū),河流系統(tǒng)發(fā)達,該區(qū)屬溫帶大陸性氣候,為中亞地區(qū)典型的高山氣候區(qū)。礦區(qū)農(nóng)田稀少,小規(guī)模放牧是居民的主要職業(yè)。

該礦床于1940年發(fā)現(xiàn),在采礦權(quán)范圍內(nèi)統(tǒng)計工業(yè)礦量儲量為:礦石量328.96萬t,金屬量76 758 t,品位2.33%。

前蘇聯(lián)時期,選礦生產(chǎn)工藝流程設(shè)計能力為2 000 t/d,分兩期建設(shè),蘇聯(lián)解體后,工程技術(shù)人員撤回俄羅斯,致使第二條生產(chǎn)線未能全部建設(shè)完工。目前,生產(chǎn)規(guī)模為一條1 000 t/d的生產(chǎn)工藝線。

1 開采技術(shù)條件

目前,該汞銻礦開采的是Jijikrut汞銻礦床的中部帶。該帶中輝銻礦和辰砂礦化是分散的,并且分布極不規(guī)則,主要賦存于層內(nèi)碳酸鹽巖角礫巖帶中。該礦化帶沿東西走向延伸約750 m,南北寬達700 m,傾向延伸達600 m,傾角大于70°,屬特厚大礦體。該礦化帶從地表標(biāo)高2 490 m處向下延伸至標(biāo)高為1 915 m的十二中段。

礦體上下盤圍巖均穩(wěn)固,f=8,體重1.8～2.2 t/m3;礦體穩(wěn)固,f=10～12,礦石體重2.751.8～2.2 t/m3,礦石性脆。礦巖界限不清,礦體邊界品位為0.75%。

水文地質(zhì)條件簡單,無地下水。礦石不易結(jié)塊和自燃,礦區(qū)內(nèi)無大的破碎帶。地表無農(nóng)田和建筑物,允許塌陷。

2 現(xiàn)有采礦工藝

2.1 開拓工程及采礦方法

該礦的開采規(guī)劃是上世紀60年代初前蘇聯(lián)時期制定的,并延續(xù)迄今。

采用盲豎井、平硐聯(lián)合開拓,豎井主要用于人員與材料提升。人員材料經(jīng)標(biāo)高為1 860 m的主運輸平巷由一個盲豎井提升進入各中段,副井兩側(cè)各設(shè)一條礦石溜井。各中段運輸平巷使用軌距為0.75 m和2.5 m3的礦車進行運輸,同時也是進入采礦場的通道。各中段采場使用電耙將礦石扒到放礦溜井裝入在下面等待的礦車,再倒入主溜井,由1860中段主運輸?shù)烙秒姍C車運到選廠。

階段高度40 m,早期二個采礦中段高為55 m。目前主要生產(chǎn)中段為三、四、五中段。采礦方法采用垂直扇形深孔階段礦房采礦法,采場礦量一般為4萬t,采場從準(zhǔn)備、鑿巖爆破、出礦等作業(yè)周期為六個月,采場日出礦能力為200～300 t。

2.2 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)

中段內(nèi)根據(jù)礦體范圍分為幾個盤區(qū),盤區(qū)寬42 m,盤區(qū)間礦柱寬12 m。盤區(qū)內(nèi)礦塊分礦房和礦柱,間隔布置,礦房寬16 m,礦柱寬10 m,第一步回采礦房,第二步回采礦柱。電耙出礦底部結(jié)構(gòu),底柱高8～10 m,頂柱高8 m,礦房長度40～60 m。

2.3 采準(zhǔn)切割工程

在礦體范圍內(nèi),從運輸平巷內(nèi)向上掘進3 m高的短天井到達電耙巷道。在電耙道端部掘回風(fēng)天井與上部中段貫通。分別在電耙道兩側(cè)每隔5～7 m掘3 m高漏斗與上面的切割平巷溝通,階段底柱高8 m,頂柱高4 m。從切割平巷中向上進行扇形中深炮孔鑿巖,炮孔直徑為105 mm。

各掘進工程設(shè)計規(guī)格:電耙道2.2 m×2.0 m;切割平巷3.0 m×3.0 m;回風(fēng)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。垂直深孔階段礦房法如圖1所示。

目前主要生產(chǎn)中段為三、四、五中段,有六個采礦場正在作業(yè),三個中段的采準(zhǔn)切割工程已經(jīng)完成,均按垂直深孔階段礦房采礦法布置,故采礦方法不宜變動,只可改進,可通過炮孔深度和角度的調(diào)整來控制貧化損失率。六、八中段正在進行生探開拓掘進,見礦效果比較理想,品位高,可以考慮改進采礦方法,降低損失貧化率。

2.4 鑿巖爆破

圖1 垂直深孔階段礦房法

拉底和開切割槽后,即以拉底平巷為自由面開始炮孔鑿巖。鑿巖采用NKP—100M鑿巖機鑿巖效率10～15 m/班(每班10 h),在切割巷內(nèi)每隔3 m鑿扇形炮孔,炮孔直徑105 mm,最小抵抗線3 m,孔底距3 m;采用硝銨炸藥爆破,裝藥器裝藥,電雷管起爆。爆破參數(shù)列于表1。

表1 汞銻礦回采爆破參數(shù)

處理空洞及二次爆破均在電耙道內(nèi)進行,以確保安全。中段采場全部采完后,盤區(qū)礦柱、本中段頂柱和上中段底柱集中爆破回收,同時崩落圍巖處理采空區(qū),保證下中段生產(chǎn)的安全。

2.5 出礦運輸

采場主要使用55 kW電耙出礦,采場礦石用電耙扒到漏斗下側(cè)卸式礦車內(nèi),再由10 kW架線式電機車牽引,經(jīng)主要運輸平巷送到各中段卸礦硐室,倒入主溜井內(nèi)。電機車每次牽引10個礦車,礦車容積2.5 m,每車礦量可裝4.5 t,一路礦車可運礦量45 t,平均2 h一路礦,采場平均日出礦能力300 t以上。運輸平巷巖石穩(wěn)固,不需要支護,鋼軌25 kg/m,軌距750 mm。

2.6 通風(fēng)防塵

礦區(qū)地處高山,相對高差較大,自然通風(fēng)條件較好,鑿巖運輸過程中,基本不需要機械通風(fēng)。新鮮風(fēng)流經(jīng)主要運輸平巷進入采場作業(yè)面,污風(fēng)經(jīng)各中段回風(fēng)巷排出地表。但在放礦過程中常因氣候干燥而造成大量粉塵無法及時排放影響生產(chǎn),故有待于灑水解決。如礦化均勻可考慮不掘回風(fēng)天井或短天井,鑿巖污風(fēng)可直接由貫通上部中段的大孔徑鉆孔進行排風(fēng)。大爆破后,為減少排煙時間,才開動主扇進行機械通風(fēng)。礦山采取壓入式通風(fēng),主扇直徑2.1 m,電機功率500 kW。

2.7 采空區(qū)的處理

礦區(qū)無農(nóng)田、建筑、文物等,地表允許塌陷。

中段采礦過程中,通過爆破預(yù)留間壁來支撐空區(qū),間壁回采后空場自由崩落處理。在中段作業(yè)結(jié)束以前由頂?shù)字偷V壁支撐,中段作業(yè)結(jié)束以后,先回采礦房頂?shù)字?然后回收礦壁。在礦體和板巖間,頂板護頂層預(yù)留2 m。

3 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較

3.1 礦塊的貧化損失率

依據(jù)采場的結(jié)構(gòu)參數(shù)及盡職調(diào)查組重新圈定的地質(zhì)資料,參照采礦設(shè)計手冊計算公式:式中r為礦塊的貧化率/%;r1、r2、r3為礦房、間柱、頂?shù)字呢毣?%;Q1、Q2、Q3為礦房、間柱、頂?shù)字墓I(yè)礦量/萬t;P為礦塊的損失率/%;P1、P2、P3為礦房、間柱、頂?shù)字幕夭蓳p失率/%。

經(jīng)計算得出r1=18.34%,r2=21.32%,r3= 23.14%;P1=7.17%,P2=18.6%,P3=19.8%;Q1=4.1萬t,Q2=0.78萬t,Q3=2.4萬t。

計算得出該銻礦礦塊的設(shè)計貧化率為20%,損失率為18%;而目前的實際損失率貧化率達33%,損失率18%。

3.2 主要材料消耗量比較

查閱該礦近三年資料,經(jīng)計算得出該汞銻礦主要材料消耗量列于表2。

國內(nèi)類似礦床相同采礦方法的礦山主要材料消耗量比較列于表3。

3.3 主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)比較

查閱近三年有關(guān)資料,計算得出該汞銻礦主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)列于表4。

國內(nèi)類似礦床相同采礦方法的礦山主要技術(shù)參數(shù)比較列于表5。

表2 該汞銻礦主要材料消耗量

表3 主要材料消耗量比較

表4 該汞銻礦主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

3.4 比較結(jié)果

通過比較發(fā)現(xiàn):該汞銻礦的炸藥消耗量、每米崩礦量、貧化率明顯高于設(shè)計指標(biāo)及其它礦山,有較大的優(yōu)化空間。

4 對現(xiàn)有采礦方法評價

4.1 現(xiàn)有采礦方法的優(yōu)點

1.采準(zhǔn)切割工程量少。因采場上部僅需開掘鑿巖峒室或鑿巖巷道,下部開掘拉底空間和出礦巷道,便可進行回采,一般無需掘切割天井和切割槽、通風(fēng)、充填天井和分段鑿巖巷道等。所以采準(zhǔn)、切割工程量少,采掘比僅為5.6%,掘進費用低。

2.作業(yè)安全。鑿巖、爆破工作均在上部鑿巖峒室或巷道內(nèi)進行,工作人員無需進入采空區(qū),安全系數(shù)高。

3.爆破效果好,爆破能量利用充分,故礦石破碎塊度均勻。

4.采場生產(chǎn)能力高。正常情況下,每米崩礦量為20～30 t,采場日平均生產(chǎn)能力200～300 t,加速出礦時可達400～600 t。

5.采空區(qū)不需充填,可減少圍壁及頂板管理費用,坑木消耗少,可大大降低采礦成本(見2006年～2008年該銻礦采掘成本表及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo))。

4.2 現(xiàn)有采礦方法的缺點

礦壁及頂?shù)字V量所占的比重達30%～60%,回采礦柱的損失與貧化較大。對于礦化不均和礦體邊緣部分的開采,貧化尤為突出。因此,該采礦法適用于礦體形態(tài)較為規(guī)則、礦石與上下盤圍巖中等穩(wěn)固以上、中厚或厚大的傾斜和急傾斜礦體。

5 現(xiàn)有采礦工藝改進措施

1.該礦礦體賦存條件適于階段礦房采礦方法;礦山各大系統(tǒng)及主要設(shè)備已相應(yīng)配置;主要生產(chǎn)中段開拓采準(zhǔn)工程均已施工完畢或正在施工。因此,該礦主體采礦方法——垂直深孔階段礦房法不宜更換,但可局部改進。

2.礦體邊部、深部可視情況采用淺孔落礦的空場法;對品位高于3%的深部富礦可采用膠結(jié)充填法來進行回收,以彌補該采礦方法的不足。

3.嚴格按炮孔布置圖打眼、裝藥,及時回采頂?shù)字V石。

4.礦山主要設(shè)備雖配置合理,但嚴重老化失修,部分生產(chǎn)設(shè)備必須更新,要加大技改投入。

5.施工質(zhì)量較差,巷道打偏、超挖欠采現(xiàn)象嚴重。礦石與廢石混出的情況時有發(fā)生,要加強技術(shù)指導(dǎo)、施工管理和礦廢石分流工作,提高出礦品位。

[1] 采礦手冊編輯委員會.采礦手冊:第4卷[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 1986.

[3] 張國濤.新編礦山采礦設(shè)計手冊·礦床開采卷[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

[4] 涂建平.礦床地下開采[M].北京:化學(xué)工業(yè)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

劉黔峰(1970-),男,工程師,主要從事采礦技術(shù)管理和研究工作。