改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)

1.礦山生產(chǎn)能力

白云礦業(yè)公司擬定礦山總體規(guī)模為2000t/d，即66萬(wàn)t/a。其中一采區(qū)承擔(dān)500t/d的生產(chǎn)能力，二采區(qū)承擔(dān)500t/d的生產(chǎn)能力，三采區(qū)承擔(dān)1000t/d的生產(chǎn)能力。產(chǎn)品為合質(zhì)金。計(jì)算礦山服務(wù)年限為6．7a。由于三采區(qū)主要開(kāi)采對(duì)象60#脈帶屬深部尚未封閉礦體，資源前景較好，服務(wù)年限延續(xù)的可靠性較大，考慮企業(yè)的未來(lái)發(fā)展，根據(jù)設(shè)計(jì)委托方要求，設(shè)計(jì)主豎井礦石提升能力3000t/d。

2.地質(zhì)資源簡(jiǎn)介

根據(jù)礦體賦存位置自西向東分為3個(gè)礦區(qū):西部一采區(qū)位于12～35勘探線，主要分布有1號(hào)、2號(hào)、2－1號(hào)等金礦體以及銀1、銀2、銀3、銀4礦體;中部二采區(qū)位于16～56勘探線，主要分布有10號(hào)脈帶、11號(hào)脈、117號(hào)脈及44號(hào)脈金礦體等;東部三采區(qū)位于60～76勘探線，主要分布有60號(hào)脈帶及15號(hào)金礦體等，由于44號(hào)脈與三采區(qū)處于同一開(kāi)拓系統(tǒng)內(nèi)，因此，把44號(hào)脈歸入三采區(qū)。以2號(hào)脈帶為例介紹其礦體主要特征:2號(hào)脈帶走向延長(zhǎng)650m，傾斜延伸達(dá)900m。走向80°～90°，傾向南，傾角25°～30°。金平均品位3．45×10－6，脈厚0．96～11．53m。金礦化類型為含金硅化蝕變巖型—含金硅鉀蝕變巖。礦體形態(tài)為似層狀－層狀。金屬礦物以黃鐵礦為主;非金屬礦物主要為長(zhǎng)石、石英、云母。礦體圍巖為黑云母變粒巖及矽線石云母片巖。賦存標(biāo)高為180～470m。

3.推薦采礦方法

本次設(shè)計(jì)開(kāi)采的主要礦體傾角20°～40°，礦體厚度一般在1．0～5．0m，上盤(pán)圍巖易于崩落，礦石有可能貧化。根據(jù)白云礦區(qū)礦體賦存條件及開(kāi)采技術(shù)條件，依據(jù)充分利用礦產(chǎn)資源和保證采區(qū)地表安全的原則，本次可行性研究選擇三采區(qū)44號(hào)、15號(hào)、60號(hào)礦脈主要采礦方法為上向水平分層尾砂充填采礦法，占總量的50%;對(duì)一采區(qū)、二采區(qū)傾角小于30°，礦石及圍巖穩(wěn)固的礦體，選用全面采礦法，占總量的50%。其要求每一個(gè)采場(chǎng)的生產(chǎn)能力達(dá)到40t/d，另有10%的副產(chǎn)礦石，每一個(gè)采區(qū)同時(shí)作業(yè)中段為1～2個(gè)，同時(shí)作業(yè)采場(chǎng)為10～20個(gè)?？紤]到地表不允許塌陷，全面采礦法開(kāi)采形成的空區(qū)，采用尾砂或廢石嗣后充填的方法處理［2］。

留礦全面采礦法及試驗(yàn)采礦方法

1.開(kāi)采簡(jiǎn)況及試驗(yàn)采礦方法

目前，白云金礦有3個(gè)采區(qū)，其中一采區(qū)是主要生產(chǎn)礦區(qū)，采用豎井開(kāi)拓，豎井井筒斷面4．5m×2．2m，井口標(biāo)高560m，井底標(biāo)高245m，井深315m，下設(shè)500m、470m、440m、410m、380m、350m、320m、290m、260m共9個(gè)中段;采用對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng);采礦方法主要為全面采礦法。其他2個(gè)采區(qū)，一個(gè)采用平硐—盲豎井與盲斜井聯(lián)合開(kāi)拓，另一個(gè)正在進(jìn)行豎井開(kāi)拓;采礦方法也是全面采礦法或房柱采礦法。白云金礦現(xiàn)生產(chǎn)能力為430t/d，由于采礦工藝和出礦設(shè)備相對(duì)落后等原因，全面采礦法礦塊生產(chǎn)能力僅為25～35t/d，與設(shè)計(jì)要求的礦塊生產(chǎn)能力達(dá)到40～50t/d有較大的差距。因此，急需進(jìn)行安全、高效、經(jīng)濟(jì)的采礦方法試驗(yàn)研究，以提高礦山生產(chǎn)能力和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)白云金礦生產(chǎn)實(shí)際情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察與資料分析，確定在一采區(qū)380m中段25～29勘探線的礦塊進(jìn)行采礦方法試驗(yàn)研究，即25～27勘探線、27～29勘探線2條穿脈之間，可以設(shè)置2個(gè)采場(chǎng)。在該處進(jìn)行采礦方法試驗(yàn)研究的好處主要有以下幾點(diǎn):一是該礦塊位于一采區(qū)西部末端，試驗(yàn)不會(huì)影響到其他采場(chǎng)的正常生產(chǎn);二是礦量級(jí)別達(dá)到采礦方法試驗(yàn)施工設(shè)計(jì)要求。礦體傾角為35°～40°，真厚度3．0～5．0m，應(yīng)用普通全面采礦法因傾角大，工人作業(yè)困難，從而影響作業(yè)效率及安全性，但是礦體傾角又接近自然安息角，應(yīng)用普通留礦采礦法礦石不能借自重出礦，所以選用留礦全面采礦法。留礦全面采礦法既具有留礦法采場(chǎng)布置和回采方式等特點(diǎn)，又具有全面法采場(chǎng)回采、礦石運(yùn)搬和頂板管理等特點(diǎn)，是兩種采礦法組合而成的一種復(fù)合式采礦工藝(見(jiàn)圖1)。

2.留礦全面采礦法施工

白云金礦正在進(jìn)行采切工程施工的試驗(yàn)采場(chǎng)正是上述的試驗(yàn)地點(diǎn)，留礦全面采礦法施工設(shè)計(jì)［3］采切工程包括如下一些內(nèi)容:1)行人通風(fēng)上山。行人通風(fēng)上山的規(guī)格為2．0m×2．0m。上山盡量貼近礦體下盤(pán)掘進(jìn)，角度與礦體傾角一致。2)切割(拉底)平巷。按照所選采礦方法設(shè)計(jì)，在回采過(guò)程中需沿采場(chǎng)底部掘進(jìn)切割平巷，平巷規(guī)格為2．0m×2．0m，坡度為3‰。3)聯(lián)絡(luò)道。在采場(chǎng)上山中每隔5．0m高差掘進(jìn)1層聯(lián)絡(luò)道，規(guī)格為2．0m×2．0m。4)末端行人通風(fēng)天井。由于410m中段主巷布置在礦體中，為維護(hù)主巷安全與保證通風(fēng)，采場(chǎng)末端需設(shè)計(jì)末端行人通風(fēng)天井，可作為采場(chǎng)安全出口，規(guī)格為1．8m×1．6m(目前白云金礦正在上部中段進(jìn)行運(yùn)輸巷道改造工程施工)。所有工程不足200m，不到3個(gè)月可以施工完畢。

試驗(yàn)研究主要內(nèi)容及效果

所有采場(chǎng)在完成所有采切工程之后于2012年10月便進(jìn)行回采工作:沿底部切割層擴(kuò)幫至礦體邊界，出凈全部礦石，然后在采場(chǎng)溜礦井(上覆隔篩)處沿礦體下盤(pán)掘進(jìn)傾斜上山，即作為出礦溜槽，按照設(shè)計(jì)此處使用厚度3．0～4．0mm、長(zhǎng)度2．0m的鋼板彎折成為高度0．5m、長(zhǎng)度1．5m的溜槽，鋼板高度0．5m的一側(cè)靠近采場(chǎng)用錨桿固定與礦石接觸，另一側(cè)與上山巷道接觸，以便于礦石自然溜下來(lái)。上山一直與上一個(gè)聯(lián)絡(luò)道貫通，然后，以此工作面進(jìn)行采場(chǎng)分層壓頂作業(yè)，每一層高度約2．0m，從采場(chǎng)正面一直向后面推進(jìn)。此時(shí)需要注意:一是保證其頂板完整不被破壞，增強(qiáng)安全性;二是采場(chǎng)下盤(pán)還需要開(kāi)幫，要不造成礦石損失;三是采場(chǎng)水平長(zhǎng)度約37m，按照白云金礦過(guò)去的采礦經(jīng)驗(yàn)需要設(shè)置1個(gè)至2個(gè)礦柱，以保證作業(yè)安全。

1.采場(chǎng)頂板錨桿支護(hù)

為了保證采礦作業(yè)安全，以往應(yīng)用留礦全面采礦法的生產(chǎn)礦山大都采用錨桿支護(hù)這一技術(shù)，如河南文峪金礦、浙江遂昌金礦。尤其是浙江遂昌金礦礦體厚度1．5～7．0m，沿礦體頂板常發(fā)育一組近平行礦體的節(jié)理裂隙，易冒落，厚度1．5～3．5m，是造成采礦損失及一次與二次貧化的主要原因，并且礦體頂板有節(jié)理面，隨采場(chǎng)暴露面積增大，壓力過(guò)大常引發(fā)大規(guī)模冒頂，安全性差并影響生產(chǎn)。為此，浙江遂昌金礦采用了可接桿的漲殼式錨桿支護(hù)。當(dāng)節(jié)理厚度在1．5m以下時(shí)，采用?20mm、長(zhǎng)2．0m的短錨桿，網(wǎng)度1．0m×1．0m;當(dāng)節(jié)理厚度達(dá)3．5m以上時(shí)，采用MS－16型或MS－20型接桿錨桿，長(zhǎng)度4．0～5．0m，網(wǎng)度1．0m×1．0m。采場(chǎng)錨桿眼使用YT－27型鑿巖機(jī)鉆鑿，?36mm波形螺紋接桿套管，B22硅錳鉬輕型釬桿，?42mm柱齒釬頭鉆鑿錨桿眼。經(jīng)過(guò)拉拔試驗(yàn)，?16mm錨桿拉力達(dá)60kN，?20mm錨桿拉力達(dá)80kN［4］。白云金礦試驗(yàn)采場(chǎng)根據(jù)礦山生產(chǎn)實(shí)際而采用了金屬摩擦錨桿支護(hù)，錨桿直徑43mm，長(zhǎng)度2．0m，設(shè)計(jì)網(wǎng)度為1．2m×1．2m。在礦山實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)采場(chǎng)頂板實(shí)際暴露狀況進(jìn)行支護(hù):當(dāng)采場(chǎng)直接頂板為石英斑巖巖脈，不予支護(hù);否則，按照設(shè)計(jì)自下而上進(jìn)行支護(hù)。