VCR法采礦工程中礦石損失與貧化的控制與研究

張良貴 ZHANG Liang-gui；古緒球 GU Xu-qiu；張偉 ZHANG Wei

（冬瓜山銅礦技術(shù)部，銅陵 244031）

（Dongguashan Copper Ore Technology Department，Tongling 244031，China）

VCR法采礦工程中礦石損失與貧化的控制與研究

張良貴 ZHANG Liang-gui；古緒球 GU Xu-qiu；張偉 ZHANG Wei

（冬瓜山銅礦技術(shù)部，銅陵 244031）

（Dongguashan Copper Ore Technology Department，Tongling 244031，China）

交叉巷道暴露面積大，VCR采礦方法在我國的大型金屬礦山中應(yīng)用較為廣泛，該種采礦方法優(yōu)點(diǎn)是：礦塊結(jié)構(gòu)簡單，不用掘進(jìn)切割天井和切割槽，切割工程量??；生產(chǎn)能力大，采礦成本低，經(jīng)濟(jì)效果好；工藝簡單，各項(xiàng)作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；應(yīng)用球狀藥包爆破，充分利用能量，爆破效果好，大塊率少；缺點(diǎn)是：要求高密度、高爆速和低感度的炸藥，成本比較高；對鑿巖的精度要求高，孔深在50-60m之內(nèi)，炸藥爆破時工序復(fù)雜，工人體力勞動強(qiáng)度較大，機(jī)械化不易事項(xiàng)；礦房超挖量大，導(dǎo)致充填成本提高，同時造成礦柱回采難度增加，特別是在礦體形態(tài)變化大時，損失貧化率較高。因而如何降低VCR法采礦工程中損失與貧化率是現(xiàn)代采礦工程技術(shù)人員迫在眉睫的事，那么我們主要從降低單個采場的超挖量與降低礦柱回采綜合成本入手，難點(diǎn)在于礦房回采的布孔參數(shù)及爆破參數(shù)的確定。本文通過這幾年的礦山實(shí)踐與應(yīng)用，單個采場的邊界孔的布孔參數(shù)調(diào)整，以及不耦合系數(shù)與線裝藥成反比關(guān)系，根據(jù)不耦合裝藥理論，爆炸壓力隨著不耦合系數(shù)值的減小而增大，而破壞礦柱巖壁。從以上兩處入手來控制礦石的損失與貧化率，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

VCR采礦方法；邊界孔；布孔參數(shù)；不耦合系數(shù)

1 概述

冬瓜山礦床位于安徽省銅陵市獅子山礦區(qū)，賦存于銅陵有色金屬（集團(tuán)）公司的主要礦山——獅子山銅礦的深部，礦石儲量近1億噸，是一個設(shè)計(jì)年產(chǎn)銅礦石330萬噸的特大型矽卡巖型銅礦床。

2 采礦方法簡述

根據(jù)冬瓜山礦床開采技術(shù)條件,設(shè)計(jì)選用高效率的階段空場嗣后充填采礦法：當(dāng)?shù)V體厚度大于30m時，采用大直徑垂直深孔落礦；當(dāng)?shù)V體厚度小于30m時，采用扇形中深孔落礦。沿礦體走向每100m劃分一個盤區(qū)，相鄰盤區(qū)間留有18m寬的隔離礦柱。盤區(qū)寬100m，長度為礦體水平寬度，高度為礦體厚度。采場沿礦體走向布置，使采場長軸方向與最大主應(yīng)力方向呈小角度角相交，讓采場處于較好的受力狀態(tài)，以利于控制巖爆。礦房采場寬16.4m，長82m，礦柱采場寬19.6m，長78m。盤區(qū)內(nèi)采場按照隔三采一的順序，分礦房、礦柱兩步驟回采，第一步驟回采礦房，嗣后尾膠充填，第二步驟回采礦柱，嗣后全尾砂充填。崩落下的礦石用8立方碼電動鏟運(yùn)機(jī)裝卸入盤區(qū)溜井，再用20t電機(jī)車雙機(jī)牽引10m3底側(cè)卸式礦車運(yùn)輸。底部結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)選用塹溝式出礦。

3 降低采礦工程中礦石的損失及貧化的措施

降低采礦工程中礦石的損失及貧化具體有六大措施：

①加強(qiáng)地質(zhì)測量工作，及時為采礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料；

②選擇合理的開拓方法，盡可能避免留保安礦柱；

③選擇合理的開采順序，及時回采礦柱和處理采空區(qū)；

④選擇合理的采礦方法及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)采礦工藝；

⑤改革出礦底部結(jié)構(gòu)，推廣無軌裝運(yùn)卸設(shè)備和振動放礦設(shè)備，加強(qiáng)放礦管理；

⑥選擇適宜的提升、運(yùn)輸方式和容器，避免多次轉(zhuǎn)運(yùn)礦石，以減少粉礦損失。

4 現(xiàn)狀調(diào)查

通過表1、圖1反映平均采場超挖采礦量約為2萬噸，導(dǎo)致礦石損失率8.75%，礦柱貧化率9.47%。

5 采礦技術(shù)、管理及可行性分析

①降低單個采場的超挖量，降低礦柱回采綜合成本；

②礦房回采的布孔參數(shù)及爆破參數(shù)對礦柱回采有著必然的因果關(guān)系；

表1 冬瓜山銅礦2012年1-12月份爆破設(shè)計(jì)與實(shí)測礦量統(tǒng)計(jì)表

圖1

③礦柱回采邊界難確定，易采出充填體，增加貧化；

④單個采場礦房超挖，充填成本增加，回采礦柱的貧化率大，造成采礦成本增加，綜合效益降低；

⑤礦房超挖，跨落嚴(yán)格，采場大塊產(chǎn)出率高，二次破碎量大，出礦效率低；

⑥國內(nèi)同行業(yè)同類型礦山，單個采場的超挖量，均控制在6%以下，為降低貧化率和損失率提供一定的理論與實(shí)踐依據(jù)；

⑦采場布孔參數(shù)與裝藥都以某采礦工藝比較成熟的礦山為參考，通過采場爆破后的效果，提供可借鑒的技術(shù)數(shù)據(jù)。

6 原因分析

在采礦工程中礦石的損失與貧化是在所難免的，那么影響采礦中損失率與貧化率的因素有多種。通過對以上數(shù)據(jù)分析并對在礦山開采生產(chǎn)中一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出以下幾種結(jié)論①布孔參數(shù)不合理。硐室內(nèi)布孔的排距、孔底距及邊界孔離礦柱的距離，從爆破后的效果看，應(yīng)該進(jìn)行局部的調(diào)整，以達(dá)到合理化。②爆破參數(shù)不合理。裝藥時線裝藥密度過大，邊孔孔徑過大，堵塞長度不合理，藥包之間的間隔長度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。③自檢專檢意識差，責(zé)任心不強(qiáng)。掘進(jìn)在施工硐室時超挖過多不符合采準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求，邊界孔坐標(biāo)誤差大，爆破時雷管分段不妥，施工斜插孔偏斜率過大，現(xiàn)場裝藥操作人員水平差。

7 結(jié)論

通過以上分析，對于布孔參數(shù)、爆破參數(shù)的確定，由于具體條件和影響因素的千差萬別，理論的應(yīng)用一定要與實(shí)際情況相結(jié)合，預(yù)測爆破區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)變化，根據(jù)不同地段圍巖的性質(zhì)，隨時調(diào)整布孔爆破的各種設(shè)計(jì)參數(shù)，只有通過現(xiàn)場不斷地實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)，才能獲得比較符合現(xiàn)場條件的參數(shù)。最終達(dá)到采礦工程中降低礦石損失率與貧化率的目標(biāo)。

[1]解世俊.金屬礦床地下開采[M].冶金工業(yè)出版社，1984.

[2]高爾新，楊仁樹.爆破工程[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

[3]陶頌霖.鑿巖爆破[M].冶金工業(yè)出版社，1986.

[4]王英敏.礦井通風(fēng)與防塵[M].冶金工業(yè)出版社，1986.

Control and Research of Ore Loss and Dilution by VCR Method in Ore Mining Engineering

VCR mining method,which plays a very important rool in large metal mine of our country,and shows its advantages as follows:the structure of mineral piece is simple,need not to dig incise courtyard and incise slot,the amount of engineering is small;it has big productivity,the cost is lower,effective in economy;the craft is simple,each work can be done mechanizatively;blow up with ball like explosive so that energy can be better used and the explosion work will be effective will less big mineral piece.The shortages are as follows：it requires higher density,higher explosion speed and less sensitive explosive,higher cost;requires a higher digging accuracy,the depth of the hole is about 50-60m,the explosion work is complicated.Workers are with hard manual work,not easy to mechanize;the digging area is big so that the filling cost will rise and the extraction of mineral pillar becomes harder,especially when the mineral body varies a lot,will lost more.So how to lower the lose in VCR mining method is a urgent thing in modern mining technology,we solve the problem mainly from lower the digging quantity of a certain slope and lower the comprehensive cost of mineral pillar extracting.The crux lies in ensuring the parameter of hole setting and explosion.According to the practice and application of mines in recent years,adjustment of single slope's parameter and other ratio relationship,we know how to lower the lose in mineral stone,so that we can create a more efficient economy for our enterprise.

VCR mining method；boundary hole；hole-setting parameter；decoupling charge index

張良貴（1963-），男，安徽銅陵人，采礦中級，研究方向?yàn)榈叵麻_采。

TD851

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1006-4311（2014）10-0319-02