试谈铜矿采矿工艺技术改造(一)

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论文关键词：倾斜中厚矿体；高硫矿体；采矿方法选择；爆力运搬；嗣后充填

　　论文摘要：铜矿的开采实践表明，对于倾斜、缓倾斜中厚高硫矿床采矿方法的选择是至关重要的；根据其复杂多变的地质条件及国内外开采状况，提出选用爆力运搬分段空场嗣后一次充填采矿法较为适宜，该法可以达到降低损失贫化率，减少采准工程量，提高采场生产能力的预期目的。
　　
　　
　　1前言
　　
　　该铜矿于1959年建成投产，设计年产矿石30万t。由于该矿地质条件复杂，矿石含硫高，矿体开采技术条件复杂，曾先后经历了坑采、露采、坑采的艰难历程；坑采工艺也先后使用过崩落法、充填法等。随着矿山的老龄化，矿产资源减少，开采中段逐年下降，深部矿体变缓变薄，原采矿工艺已不再适用这部分矿体的开采，为此必须寻求新的采矿方法。
　　
　　2矿区地质及开采技术条件
　　
　　矿区矿体均为北东走向，倾向南东，由于成矿受火成岩等构造控制，将全矿区矿床分成三个矿段，即主矿段、前山矿段、前山南矿段。整个矿区矿体形状复杂，其大小矿体多达117个。主要矿体有4＃、5＃、15＃、30＃、29＃、79＃、84＃等。矿体沿走向长度为50～200m，水平厚度2～80m，倾角30°～60°。矿体除顶盘围岩小部分是稳固性差的燧石、黄铁矿带以外，其它矿体顶板均为大理岩，稳固性好，f=8；底盘围岩均为闪长岩，f=3～5，因节理裂隙发育，遇水风化潮解，稳固性差。矿体按矿石组分可分为铜硫型、铜铁型和单硫型3种。铜硫型矿石占铜矿储量的66.94%，平均含硫品位24.5%，最高达38%～44%。从矿石结构构造上看，分为含铜矽卡岩和含铜磁铁矿，结晶细粒呈致密块状产出，而黄铁矿除少量为致密块状外，大部分为结晶颗粒疏松状产出，矿石容易破碎呈粉状，易氧化。矿石含铜品位平均为1.62%，矿石体重3.75t/m3。目前矿山生产中段主要为-257m中段，该中段分布有4＃、15＃、29＃、30＃矿体，其中15＃、29＃矿体在本中段尖灭；4＃和30＃矿体走向近东西，倾向南，倾角20°～55°，矿体厚度为10～25m，平均15m。在矿体倾斜方向，其厚度、倾角及形状均不稳定，往下具有变缓变薄的趋势，据地质资料统计，-257m中段C+D级储量共160万t，缓倾斜、倾斜矿体储量为64万t，占40%。-257m中段以下约412.2万t储量中，缓倾斜、倾斜矿体储量比重将显著增加。
　　
　　3矿山开采状况及存在的问题
　　
　　矿山投产初期，对前山4＃、5＃矿体采用无底柱分段崩落法开采，由于矿石含硫高，工作面温度一般为35℃，最高达50～60℃，炮孔温度一般为40～50℃，最高达120℃。由于矿石自燃、药包自爆、曾使+21.5m和+15.5m分段两度被迫停产。为降低损失贫化，改善作业环境，后改用有底柱小中段崩落法开采。但有底柱分段崩落法仍然没有解决矿体回采过程中矿石自燃、药包自爆、SO2毒气危害、残矿无法回采等问题，1965年矿山不得不改用露天开采。
　　随着露天开采境界的最终形成，铜矿于1981年又转入地下开采。采矿工艺改用小中段空场嗣后一次充填法回采。先采矿柱，采后用混凝土充填；后采矿房，采后用尾砂充填。实践证明，采用充填法开采急倾斜矿体比用崩落法开采损失贫化率降低50%，作业环境明显改善，作业面温度由35℃降至20～26℃，中深孔温度由40～50℃降至30～40℃，SO2浓度也相应降低。因此，该铜矿从1981年开始一直沿用该法。但随着开采中段从-40m下降至-257m，缓倾斜、倾斜矿体比重逐步增加，单一采用分段空场嗣后一次充填法存在如下问题：
　　随着矿体倾角变缓，厚度变薄，采切工程量随之增加，千吨采切比高达25m/kt；
　　支护工程量增加。由于矿体底板为花岗闪长斑岩，揭露后易风化，遇水膨胀成泥，为保证采切工程的稳定性，不得不加大支护工作量，导致掘进成本高达650.3元/m。
　　损失贫化增大。统计资料表明，矿石贫化率为18.5%，矿石损失率为17.04%。