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基于尹格庄金矿开采实践的厚大缓倾斜破碎矿体开采技术研究

2020-07-16 11:34270

1.前言

尹格庄金矿是招金矿业股份有限公司的重点骨干矿山,也是国内和山东省重要的黄金生产基地。大尹格金矿矿体埋藏延续深、储量大、品位低和矿体形态复杂多变难于开采的综合特点,是典型的缓倾斜厚大破碎难采矿体。

尹格庄金矿采矿方法沿革先后经历传统上向水平分层尾砂充填采矿法—盘区式上向水平分层尾砂充填采矿法—盘区连续回采隔墙尾砂充填采矿法,具有较高的生产效率和经济效益。

随着深部开采的进行,靠近上盘主断面由于地压大、顶板破碎等原因,若继续采用机械化尾砂充填采矿法将造成上盘矿石大量损失、生产效率下降、施工安全系数降低;亟须一种新型安全高效的采矿方法来回收上盘矿石。

2.采矿方案比选

2.1 开采地质条件

矿体以多层平行形式分布在尹格庄断裂下盘,单层矿脉多以不规则脉状和透镜状产出,矿层间夹石厚度变化从几米到几十米不等,矿体倾角36°~56°,矿体倾向SE,厚大部分平均厚度17.4m,矿岩的坚固性系数f=7~9。矿石含金地质品位2.99g/t,矿岩可爆性为2.5~3.0kg/m3。矿脉周围水文地质条件简单,局部有滴水现象为开采的有利条件。

2.2 采矿方法选择

根据矿体开采地质条件,先后对比了多种采矿方案。

(1)中深孔爆力运矿嗣后充填采矿法矿石损失率高,暴力搬运效果差,中深孔爆破对顶板破坏严重安全性差。

(2)中深孔分段空场嗣后充填采矿法由于矿体倾角过缓,矿石回收率较低,废石混入率高。

(3)顺路斜坡道上向分层充填采矿法能够适应矿体复杂多变条件,矿石贫损指标较好,但是回采效率较低。

(4)盘区机械化上向分层充填采矿法与上述三个方案相比,具有安全性高,而且能够发挥无轨化开采的高效性,采矿方法灵活性高能够适应矿体复杂多变的特点[1、2],矿山多年开采一直沿用充填法开采能顺利完成采矿方法的过渡。

(5)无底柱分段崩落法广泛的用于黑色矿山厚大矿体的开采,具有结构简单、管理方便、效率高、成本低的优点,并在夏甸金矿的生产应用中得到了实践验证[3];尹格庄金矿上盘矿体靠近主断面,顶板暴露后维护困难,适合于采用崩落法开采保证安全性。

因此,尹格庄金矿生产实践中,在矿体复杂多变的两翼和下盘稳固块段继续采用机械化上向分层充填采矿法;在上盘矿体破碎靠近主断面、地压显现快部位采用无底柱分段崩落法进行开采[4]

3.机械化上向分层充填采矿法

3.1 采场结构参数及地压分析

机械化上向分层充填采矿法方案划分垂直于矿体走向的相邻两个采场构成一个盘区,以一个盘区作为一个回采单元便于保证采充平衡和出矿量的稳定。

采场回采分层高为3m,分段高14m,每六个分段构成一个中段,中段高度为90m,采场预留8m底柱在下中段采场上采时回收,不留顶柱。相邻盘区间留宽2m连续矿柱相隔,方便采场充填。                     

由于矿体分布于尹格庄断裂下盘,多层产出。随着被隔开的多层矿体平行向上回采时,随着回采高度的增大,采场顶板的拉应力先逐渐增大后逐渐减小趋于稳定。相邻两层矿体之间的脉石多作为矿柱支撑顶板,脉石最薄的部位是最大主应力和最大剪应力集中部位,需要加密长锚索支护顶板。

3.2 凿岩爆破

凿岩作业采用Atlas生产的Boomer 281掘进凿岩台车,凿孔深度4015mm、孔径65mm、冲击功率20kW频率60Hz;根据尹格庄金矿岩石条件(见表1)炮孔钻凿效率达到1100~1500mm/min。

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