CN101158285A - 一种铜矿的地下开采方法 - Google Patents
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Abstract
一种铜矿的地下开采方法,涉及一种金属铜矿的开发利用方法。其特征在于将矿体分为上下两部分,其下部分采用阶段上行式开采,矿体的上部采用原地破碎浸出采矿法。本发明的方法,可以改善采场受力状态,防止地表沉降、塌陷,安全、低成本、充分地利用铜矿资源,实现无废开采,可以给铜矿山企业带来良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
一种铜矿的地下开采方法,涉及一种金属铜矿的开发利用方法。
背景技术
铜矿山开采是铜工业生产的一个重要环节。在铜矿开采过程中,不可避免地会产生大量固体废料(废石和尾矿),传统的铜矿开采过程,都需要配套建设有废石场和尾矿库。废石场和尾矿坝不仅占用大量的土地,而且还严重破坏矿区的自然环境。同时,很多地下铜矿山由于开采导致地表沉降或塌陷,存在重大安全隐患,直接威胁人民的生命和财产安全。在矿山开采过程中,确定的合理采矿方法是影响矿山投资的效益的重要因素,而且采矿方法对矿山投产后的经济效益、服务年限、生产能力、资源回收、生产安全和今后发展条件等产生重大影响。保护土地,减少环境污染,科学有效地开发矿产资源已成为今后重要的研究课题。
目前,由于铜矿山具有中小型矿床多,大型、超大型矿床少、贫矿多,富矿少、共伴生矿多,单一矿少的特点,主要的采矿方法有:(一)露天开采。该方法适用于埋藏较浅或地表有露头的矿体,其优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,基建期短,生产能力大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全。缺点是产生大量的剥离岩土,地表生态破坏严重,初期投资大,生产受气候影响比较大。(二)地下开采。该方法适用于埋藏比较深的矿床,分为三大类:①空场采矿法。适于开采矿石和围岩均稳固的矿体,优点是回采工艺简单,容易实现机械化,劳动生产率高,采矿成本低。缺点是开采中厚层以上矿体,需留大量矿柱,矿石回采率低。②充填采矿法。适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体;地表不允许陷落,开采条件复杂,如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自然火灾危险的矿体等;也是深部开采时控制地压的有效措施。优点是适应性强,矿石回采率高,贫化率低,作业较安全,能利用工业废料,保护地表等。缺点是工艺复杂,成本高,劳动生产率和矿块生产能力都较低。③崩落采矿法。适用于围岩容易崩落、地表允许塌陷的矿体。优点是矿块生产能力大,劳动生产率高,采矿直接成本高。其缺点是适用条件很严格,方法灵活性差,安全性相对差。(三)堆浸。适用于低品位铜矿、贫铜表外矿和铜矿石废石。优点是投资少,运行费用低,不受地理位置和气候条件的限制。其缺点是浸出周期比较长,地表生态破坏比较严重。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足,提供一种能有效提高资源的回收率、实现资源开发与环境保护相统一的铜矿的地下开采方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铜矿的地下开采方法,其特征在于将矿体为上下两部分,其下部分采用阶段上行式开采,矿体的上部采用原地破碎浸出采矿法。
本发明的一种铜矿的地下开采方法,其特征在于其矿体的下部分采用阶段上行式开采开拓时,是将井筒一次掘至矿体最深部,使最下部阶段达到回采水平,在上一个阶段进行采准,上两个阶段开拓,如此回采、采准、开拓向上阶段展开。
本发明的一种铜矿的地下开采方法,其特征在于其矿体的下部分采用阶段上行式开采时,井下产出的废石和选厂的尾砂充入矿体下部回采阶段的采空区。
本发明的一种铜矿的地下开采方法,其特征在于其矿体按铜金属量分为上下两部分,其上部的铜含量为50%,下部的铜含量为50%。
本发明的一种铜矿的地下开采方法,为了减少基建初期的投资,也可以采取3~5个组合阶段,实施阶段上行式开采。
本发明方法的有益效果在于:
a)上部矿体采用原地破碎浸出采矿法,下部矿体使用阶段上行式开采,使矿山地表不受破坏以及免除矿山生产期内二次扩建的干扰,同时为废石不出坑就地充填、实现无废开采创造了便利条件。
b)由于下部矿体从很大深度上开始回采,回采后的采空区又及时用强度较大的充填料进行充填,以及上部矿体用原地破碎浸出采矿法开采,这样完全可以避免岩体发生大规模的移动和整体破坏,地表的破坏和塌陷可能性极小,某些井巷工程还可以靠近矿体布置,从而显著地节省基建工程量和采准工程量。
c)由于下部矿体从很大深度上开始回采,应力场就重新分布,对减缓硬岩深部开采诱发的岩爆灾害有积极作用。
d)能够充分安全高效回收资源、基建期和达产期短、废石不出坑、尾矿充填采空区,并且防止地表沉降、塌陷的目的,实现矿山的无废开采。
具体实施方式
一种铜矿的地下开采方法,其矿体按铜金属量分为上下两部分,其上部的铜含量为50%,下部的铜含量为50%;其下部分采用阶段上行式开采开拓,矿体的上部采用原地破碎浸出采矿法开拓,阶段上行式开采开拓时,将井筒一次掘至矿体最深部,使最下部阶段达到回采水平,在上一个阶段进行采准,上两个阶段开拓,如此回采、采准、开拓向上阶段展开,井下产出的废石和选厂的尾砂充入矿体下部回采阶段的采空区。
首先将矿体按铜金属量(上部的铜含量为50%,下部的铜含量为50%)分为上下两部分,分界线作为基准面。根据矿体地质条件、赋存条件以及地表的工业场地情况,选择下部矿体的开拓方法,当井筒开拓到该基准面时,对上部矿体进行原地破碎浸出开拓及生产,主要包括在基准面上视矿体形态布置集液巷,在每条集液巷两边布置水平孔注浆防渗、布置V型引流孔,集液巷道底部进行防渗处理。将基准面以上的各阶段水平布置布液巷道,在布液巷道内采用下向扇形中深孔布液;利用导流孔和集液小井导液至基准面水平的集液巷集液;采用上向扇形中深孔小补偿空间一次挤压爆破落矿,在矿块内完成原地破碎工作。上部矿体先行投产以减少前期投资。
下部矿体的开采:在上部矿体的开拓及生产的同时,井筒一次开拓到经济上最优和技术上可能的最大深度,在已开拓的最深水平进行回采,同时,在其上的1~2个水平进行开拓和采准,那么,以上阶段以及上部矿体开拓及生产产生的废石,可以通过废石溜井排放到下阶段已回采结束的采空区中,进行块石充填或块石尾砂胶结充填,形成强度较大的充填体,实现废石不出坑。废石溜井按一定的间距布置在沿脉巷道旁边,采空区上一阶段的废石可用无轨自卸车直接卸入采空区,其它阶段的废石通过在采空区上一阶段的废石溜井旁布置的给料点,经过无轨自卸车转运至采空区。矿坑水设计综合利用于选厂和矿体上部的原地破碎浸出的生产用水。根据地表地形和矿体赋存情况,合理布置充填井、通风井等辅助开拓巷道。在下部矿体生产还没有形成足够的采空区之前,称为矿山前期生产,需在地表建临时的废石场和尾矿堆放点。等有足够采空区后,这些废石可以运至井下卸入采空区进行充填,尾矿可以运至充填站进行消纳。为了减少基建初期的投资,也可以采取3~5个组合阶段,实施阶段上行式开采。
Claims (4)
1.一种铜矿的地下开采方法,其特征在于将矿体为上下两部分,其下部分采用阶段上行式开采,矿体的上部采用原地破碎浸出采矿法。
2.根据权利要求1所述的一种铜矿的地下开采方法,其特征在于其矿体的下部分采用阶段上行式开采开拓时,是将井筒一次掘至矿体最深部,使最下部阶段达到回采水平,在上一个阶段进行采准,上两个阶段开拓,如此回采、采准、开拓向上阶段展开。
3.根据权利要求1所述的一种铜矿的地下开采方法,其特征在于其矿体的下部分采用阶段上行式开采时,井下产出的废石和选厂的尾砂充入矿体下部回采阶段的采空区。
4.根据权利要求1所述的一种铜矿的地下开采方法,其特征在于其矿体按铜金属量分为上下两部分,其上部的铜含量为50%,下部的铜含量为50%。
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