金矿井下采矿技术及其方法的选择

2021-01-06和薇亮洪达贵王德绳

中国金属通报 2020年10期

和薇亮，洪达贵，王德绳

（1.云南黄金集团鹤庆北衙矿业有限公司，云南大理 671507；2.云南黄金集团地矿建设有限公司，云南昆明 650000）

某金矿是大型黄金矿山，位于新疆伊犁地区西天山博罗斜努山系古尔琴山脊南坡。地形切割强烈、沟谷发育，海拔标高1270m ～1690m，为中低山貌，地势北高南低，向南倾斜地势。矿床地质储量较大，品位中等，扣除露采后，地采批准储量C+D级为539.5 万t，金属量28.8t，平均地质品位5.352g/t。该矿区有7 条矿脉，1 号矿脉规模最大，占总储量的82.7%，2 号矿脉次之，矿脉地质特征见表1。矿体受F2 断裂带控制，该带宽5m ～10m，走向与矿体一致，位于下盘，呈糜棱岩化、角砾岩化及英安岩化，胶结性较好，稳定性较差。矿脉上盘主要为角砾溶岩，黄铁绢英岩化，由于硅化作用形成致密块状结构，较坚硬。断裂带稳定性较差，对坑内开采有些影响；矿区地下水不发育，矿床水文地质条件简单。矿床开采现状为南北两个露天坑，相距400m，设计矿岩总量及目前实际生产能力见表2。

1 矿山规模优化

规模是矿山建设的关键问题，其确定得合理与否直接关系到投资效果和经济效益优劣。因此，应根据矿山地质资源、经济合理服务年限、自然地理条件、产品价值、技术经济因素、装备水平等综合优化分析确定。某金矿地处天山高原地区，气候寒冷，矿体埋藏较深，内外部条件较差。深部地下开采生产规模采用3 种方式进行验证优化：按倾斜开采下降速度；按可布有效矿块数；按经济合理服务年限。验证结果见表3。

按表3 验证，单中段作业生产规模可达33 ～40.6 万t/a，即800 ～1200t/d。矿山首采地段1385m 由于D 级储量影响，实际达不到1200t/d 规模要求。1500t/d 需两个中段同时作业才能达到，故生产规模应在800 ～12O0t/d 之间选择为宜，单中段作业生产规模21.45 ～37.6 万t/a，即650 ～1140t/d，使矿山达到1500t/a 生产规模，则需2 个中段同时作业，将大大增加采切比及投资。因地采部分D 级储量所占比例较大，地质影响系数高，单中段作业达不到1200t/d 规模要求，应在lO00t/d 左右选择。按上表验证，大型黄金矿山企业经济合理服务年限应15 ～25a，故某金矿规模应确定为lO00t/d 为宜。综合上述分析，生产规模应确定为33 万t/a。但最终生产规模则应从投资、收益率等技术经济角度进一步优化确定。

通过技术经济分析，某金矿在充分利用D级储量前提下，具有满足建设大型黄金矿山的基础，从地质储量及生产规模角度看，具有建设大型及特大型规模条件，但在市场经济条件下，黄金价格波动较大，则应将矿山企业的综合经济效益放在首位考虑。

2 采矿方法的优化

2.1 采矿方法初步选择

某金矿床为石英脉型及蚀变岩型，1.2 号矿脉上盘为黄铁绢英岩化角砾溶岩，较稳固，下盘与F2 断裂带接触，稳定性较差，因此选择的采矿方法应具有适应矿山开采技术条件，灵活性较大的特点。采矿方法是否先进，主要取决于采矿贫化率损失率、采场生产能力、采矿成本及安全程度等技术经济指标是否先进，而这些指标的综合效果应体现在矿山生产效益上。某金矿地下开采方法采取最大利润法，并综合矿床开采技术条件进行优化分析和选择。按生产规模lO00t/d 的要求，采矿方法可选用崩落法及充填法较合理。按回采及充填工艺不同可分。

表1 矿脉地质特征表

表2 露天矿设计实际生产能力

表3 按中段可布有效矿块数验

2.2 采矿方法优化选择

（1）分段块石胶结充填采矿法。

（2）无底柱分段留矿优化按推荐的采矿方法，各项技术经济指标比崩落法。

（3）无底柱高分段崩落法。选择的采矿方法效果如何，不仅取决于矿山具体开采技术条件，还取决于矿山技术经济条件。为使选择的采矿方法更符合矿床开采的实际，作者采用专家评分法对各方案的利润进行优化分析。可能取得最大利润的采矿方法为无底柱分段留矿崩落法，但应以表外矿作覆盖层可降低贫化率。

3 开拓方案优化

矿山地下开采开拓工程主要是竖井及其石门、运输平巷位置的选择。开拓工程是开采矿床的运输通道，是联系井下与地表运输的枢纽。矿山开拓工程确定合理与否，将对生产、经营产生重大、长期的影响。优化开拓方案设计应遵循矿床开采原则；生产安全，工程量少，投资最省，经营费最低，投产早，便于管理。

3.1 开拓系统的优化

根据矿山现有选矿厂位置和自然地形，可供选择的开拓方案呈现多样化。应着重考虑现有破碎矿仓位置及矿石运输条件，经过各种开拓方案组合及筛选，对以下三种开拓方案进行优化比较。

开拓方案1：大竖井方案工艺简单、可靠，矿石提升、运输功最省；年经营费低；矿石不需倒运，直接进入选厂的受矿仓；运输不受外部气候影响。其缺点是井筒工程量大，投资高。开拓方案2：小竖井方案井巷工程量少。其缺点是矿石倒运，工艺复杂；矿石运输受气候影响，年经营费高。

3.2 矿床开拓系统简介

竖井位于矿体北部现选矿厂原矿仓附近，井口标高1671m，井深45lm，净直径4.8m，内设多股钢丝绳提升系统，主提升机为JKMD2.8×4 落地式多绳提升机，电动机功率850kW，双层单罐带平衡锤，负担矿石提升及人员材料上下。中段采下矿石装入2rrl矿车，由7t架线式电机车牵引入各中段车场，经竖井提升至地表。按无底柱分段崩落法优化后划分为1385m、1320m、1255m 三个中段，分段高12.5m，1450m 为回风中段。运输平巷均布置在矿体下盘，中段内采下矿石，用铲运机经斜坡道倒入溜矿井，由下中段装矿车运出。中段内采准切割废石通过中段平巷排至地表，中段内采出表外矿单独堆放。矿山排水：1385m、1320m 中段利用通地表平硐水沟将水排至地表，后期中段水排至上中段，再排至地表。在1255m 中段设水仓。矿山通风：竖井进风，经中段运输平巷和通风天井进入作业点，污风经上中段回风平巷抽至地表。