自然崩落法放矿控制理论探讨

自然崩落法放矿控制理论探讨

1采场采场试验仓上金矿床露天矿自采矿以来，由于下板边坡附近50多米的矿体破碎，通过采用自然折叠法进行开采，在-50m中26.28线处进行了露天矿开采试验。该开采场地是先设计和测试的露天矿方法矿矿区。自2005年8月～2006年1月共累计采出矿石7435.88t,地质品位1.47g/t,出矿品位达到1.29g/t,从而实现了自然崩落法50t/d的井下开采盈利的良好局面。2矿体固存特征2.1控矿构造及矿化特征3#蚀变带②#矿体赋存于花岗闪长岩之内,其岩性是绢英岩化花岗岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩。该矿体赋存于两个层位不同的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩内,而黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩的顶底板岩石都是绢英岩化花岗岩,蚀变带受断裂控制,其规模、形态、产状与断裂一致,断裂走向NE40°～50°倾向南东,倾角45°～50°,矿体位于主断裂上盘两矿体均受两条糜棱岩构造带控制,构造处有1～3cm的黑色断层泥,糜棱岩带厚度不一。3#蚀变带②#矿体控矿糜棱岩带下盘为花岗岩,上盘为绢英岩化花岗岩。两带之间为绢英岩化花岗岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩。3#带②#矿体赋存在2#糜棱岩带中,产状与构造带一致矿体形态简单,岩石破碎,中等稳固,巷道中经常出现塌方掉块现象。矿化极不均匀,有的糜棱岩基本无矿化有的糜棱岩中黄铁矿以包状、细脉状出现,呈它形粉末状。单拣样25g/t。矿体在本中段目前已控制走向长度85m,厚度不均匀,自2#穿脉至西南露天边坡,矿体比较厚大,约10m左右,2#～3#穿脉矿体急剧变窄,自2#穿脉至东北方向矿体平均1m左右。品位2.7g/t;矿体产状:走向23°倾角∠80°,局部地段出现反倾;矿体产于黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英化花岗质碎裂岩中。矿体距离主裂面2～7m,主裂面产状:走向22°～24°倾角∠80°,主裂面上有5～10cm厚的断层泥。金属矿物主要为黄铁矿、次为方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等;脉石矿物有石英、绢云母、方解石、绿泥石、白云母等。2.2矿体与围岩的关系矿体上盘面由主裂面控制,上盘围岩岩性为绢英岩化碎裂岩或绢英岩化花岗质碎裂岩,绢英岩化较强。矿体下盘围岩为黄铁绢英岩化碎裂岩或黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩,绢英岩化较强,黄铁矿化较弱,为浸染状或稀疏的细脉状;矿体与围岩没有明显的界线,要靠化学分析来确定矿体的边界。矿体内部金的品位没有明显的规律性,品位相对较均匀。靠近矿体的下盘围岩普遍存的低品位矿化f=6,属半坚硬岩石。本矿床矿体主要赋存在黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩等蚀变岩内,裂隙发育,岩石不完整。主断裂下盘为矿体,断层面上断层泥一般厚5～10cm,靠近断层的岩石破碎,节理、裂理较发育,工程揭露后易坍塌。2.3工程地质条件本矿房所在地段,水文地质条件较好,仅在局部巷道有滴水。矿体及下盘围岩岩石硬度较大,属中等坚硬岩石,岩石裂隙不发育,岩层稳固,工程地质条件较好;上盘围岩岩石破碎、硬度较低,节理、裂隙发育,岩层不稳固。3尾砂胶结充填法试验与成果仓上金矿自1992年以来一直为露天小台阶开采,到2005年5月闭坑,开采深度达-166m。除下盘的斜坡道压矿外,其余的矿量都留在东、西两个端帮,尤其是西端帮下盘露天未能开采的矿量达10万t多。2002年开始仓上金矿着手准备转入井下基建开拓工作,2005年投产拟采用上向水平尾砂胶结充填法进行试验回采靠近地表的3号蚀变带的2#矿体,然而试验效果均不理想。2005年5月份采用自然崩落法试验取得成功,3号蚀变带的2#矿体的回采才找到合适的采矿方法。为了保证采场安全,自然崩矿的出矿穿脉的间距定为5m,仅采-50m中段以上20m高度的矿体,矿块介于3#蚀变带矿体26～28号勘探线之间厚度大于5m的矿体,沿走向长105m,采场宽为矿体宽,为了减小贫化,厚度小于5m的不做考虑,厚度大于5m的矿体约在-50m以上,本矿房高度为20m(介于-49～-29m),无顶底柱。(1)采切采空工程下盘运输平巷已施工一条探矿穿脉(2m×2m),在采准期间间隔7～8m加密出矿穿脉5条以利于出矿,人行井在下盘运输巷的一侧施工一条(1.6m×1.6m),在相对人行井的另一侧再在下盘运输巷同一侧施工溜矿井天井1条(1.5m×1.5m),采切工程量见表2。(2)机械损害-50m中段3号蚀变带的2#矿体采场布置人行井、溜矿井各1条。其中人行井专用于行人、架设风筒、运送材料,在-30m盲分段的脉外巷未能贯通之前,两条井仍然承担行人、材料、溜矿的混合天井,-40m下盘沿脉联络巷一旦形成贯通后,将各自分别承担相应的用途。溜井必须架设漏斗口,以利于放矿。(3)设置运至成矿装置上部分段采出矿后,通过上分段的下盘人行溜矿井将矿石溜放到-50m出矿穿脉内,再由矿车将矿石提升运输至地表,通过汽车运至选矿厂处理。4应用和效率4.1出矿贯穿检验、测量总要求的落实好,为矿人们出矿质量提供保证每条出矿穿脉在探矿工程结束后,等地质技术人员取样化验结果出来将矿体重新圈定后,能够达到圈矿品位的矿体1.50g/t的可进行探矿穿脉之间的切割拉底工程,形成自然崩落空区,等其自然崩落下来。在出矿的过程中,地质技术人员和刻样工要及时同出矿工联系,在每班出矿前,刻样工要将取样化验结果提供给采矿技术人员,经复核落实后,再通知出矿工开始出矿,严禁出矿工私自乱出矿。刻样工必须在当班的矿石(够品位的)出矿结束后,及时对现场的出矿穿脉分别再取样编号,并将样品送往化验室进行加急样品的化验工作,以保证下一班出矿穿脉自然崩落的矿石的品位是否达到极限截止品位来决定该出矿穿脉是否继续出矿。对于出矿穿脉之间的切割巷工程,要视现场的具体的情况采取适时的劈帮压顶措施来确保矿石能够顺利地崩落下来,以保证下一班出矿的连续性。对于工程的验收,测量、采矿技术人员要实事求是,能够用量具测量的必须测量计算,所有劈帮压顶均按劈帮工程量来给予工程验收。刻样工在对自然崩落的矿石的取样化验中,一边要从井下出矿穿脉内取大样,同时还要到地表的堆矿场再复核取大样,以确保出矿、化验矿石的品位的准确性,以便更好地指导下一步的出矿工作。地质、采矿技术人员要经常进行沟通,共同加强对自然崩落矿石的管理工作,每月不少于四次的出矿穿脉品位的总结工作,及时总结并掌握井下出矿穿脉的矿石的品位变化情况(即矿石的贫化)。4.2出矿要严格定量分类出矿在安全方面,为了确保出矿工的出矿安全,出矿工必须在采空区以外的出矿穿脉内作业,严禁越位到崩落空区出矿,在出矿的过程出现大块矿石,须经采矿技术人员确认后,进行大块的破碎工作。在破碎大块时,要派专人进行放炮警戒,以保证井下其它作业人员的安全。在各个出矿穿脉出矿的过程中,出矿工必须严格按照技术人员的要求,均匀定量地出矿,严禁集中大量出一个出矿穿脉的矿石,从而避免在出矿中出现矿石的较大贫化。同时也防止上盘围岩应力失衡,合理控制上盘和下盘的围岩的地压,有计划有步骤地释放地压,以确保下盘和上盘的主运输巷道的安全。在出矿期间,针对个别的出矿穿脉在刻样工取样化验结果不能满足出矿要求时,地质、采矿技术人员要及时下生产通知书到出矿班的工人,采取砌混凝土墙进行封堵的办法来防止自然崩落的毛石或泥石流冲出出矿穿脉或堵塞运输巷道,并给运输带来不安全的因素。4.3早期做好矿种运输和巷道维护工作由于自然崩落的空区达到一定的高度后,势必造成一些出矿穿脉的上盘和下盘的围岩冒落,矿岩混合贫化后的品位达不到极限出矿截止品位时,无法继续往外出矿,同时上盘或下盘的运输巷道就会出现局部的巷道变形甚至片帮、开裂缝等现象,因此在此之前必须提前做好距离矿体较近的上盘或下盘的运输巷道和屈矿穿脉迎头的支护工作,一方面在出矿中做到均匀出矿,合理释放地压,另一方面因地制宜地做好受地压影响的巷道的维护工作。4.4矿穿脉间距、分段设置及矿物质量矿多及矿多的性质考虑到该矿体十分破碎的特点,并且矿体大部处于3～6m,如果采切工程布置的不合理就会造成矿石大量贫化和损失,在施工出矿穿脉时,做了两套方案做比较,通过实现可以得出,出矿穿脉间距为5m/条较7.5m/条要出的矿多。采矿中造成的损失少,能够最大限度地实现大量出矿。分段高度应根据矿体的厚度和矿岩的破碎程度进行布置,本次实验采用的分段高度为10m,通过测距仪测得自然崩落出现的最大空区高度为6～8m,在这种情况下,出矿穿脉几乎不能再往外出矿了,大部分矿石均被上下盘塌落的围岩所覆盖,应停止出矿。因此建议针对矿体厚度为5m以下的矿体,分段高度应从10m调整为8m比较适宜。4.5限出矿治理出矿能力经对生产成本及车间制造费用的分析测算认为,只要在出矿的过程中能够确保自然崩落的矿石的极限出矿截止品位达到0.97g/t,就能保证盈利,实现车间的利润最大化。直接成本计算见表1。5出矿继续出矿经过选矿厂三次批