CN102086765A - 一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法 - Google Patents

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Abstract

一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，本发明在在矿体层厚为0.4～1米、矿体倾角在25°以上的矿体中段高差50米的高分段基础上，开拓集矿道连接上下两个中段，把中段间矿块细分为50米见方的回采矿块；又在集矿道与集矿道之间开拓高差13～17米较小规格的分层联络道，把集矿道与集矿道之间的回采矿块分为3个回采单元；各回采单元采出的矿石统一集中到集矿道中，再将矿石运至运输道后送出坑道。本发明具有能够有效提高铜矿资源开采回收率，低成本、安全、节约土地、实现资源保护与环境保护相统一的显著优点。

Description

一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法
技术领域
本发明属金属铜矿的开采方法，尤其是涉及一种极薄铜矿体高分段多分层的采矿方法
技术领域。
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土地，而且还严重破坏矿区自然环境，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，确定合理的采矿方法是影响矿山投资效益的主要因素，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，科学有效发展矿产资源已成为今后重要的研究课题。
由于铜矿山具有中小型矿床多，大型、超大型矿床少、贫矿多、富太少，共半生矿多，单一矿少的特点，主要铜矿开采方法：(一)露天开采。该方法适用于埋藏较浅薄或地表有露头的矿体，其优点是资源利用充分、回收率高、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石土，地表生态环境破坏严重，初期投资大，生产受气候影响比较大。(二)地下开采。该方法适用于埋藏较深的矿体，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。该方法适用于围岩不稳固高品位、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，，缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块能力都较低。(3)阶段上行式开采法。是指在一个矿体系的地层内，含有两层以上并有一定间距及开采价值的矿层，在开采手段上是先采下部矿层，然后再开采上部矿层。缺点是上行开采过程中，由于下部矿层的开采，形成大面积采空区，岩体在自然重力及开采影响下会产生变形破坏，致使上部矿层回采的过程中岩体裂隙发育，顶底板破碎，管理困难。优点是采用上行式阶段开采，采场顶板破坏度、位移值和垂直方向应力值均小于下行式开采，在矿床开采术期，地表的沉陷范围及各阶段顶板和边帮的位移均小于下行式开采.因此，采用上行式阶段开采顺序有利于改善采场的稳定性及减轻或避免深部硬岩开采诱发的岩爆灾害，从回采工艺过程方面分析，是矿山实现无废开采的新技术。上行式阶段开采，无矿柱开采以及设地下选厂等开采新工艺、新技术的技术可行性和经济合理性，以及对环境保护方面具有重大意义。具有显著的经济效益和社会价值.(4)崩落采矿法。该方法适用于围岩容易崩落的矿体。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，安全性差。(三)堆浸采矿法。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，其缺点是浸出周期长，地表生态破坏比较严重。
发明内容
本发明的目的针对上述已有开采技术方法存在的不足，提供一种能够有效提高铜矿资源开采回收率，低成本、安全、节约土地、实现资源保护与环境保护相统一的极薄铜矿体高分段多分层采矿方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现。
一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，本发明在矿体层厚为0.4～1米、矿体倾角在25°以上的矿体中段高差50米的高分段基础上，开拓集矿道连接上下两个中段，把中段间矿块细分为50米见方的回采矿块；又在集矿道与集矿道之间开拓高差13～17米较小规格的分层联络道，把集矿道与集矿道之间的回采矿块分为3个回采单元；各回采单元采出的矿石统一集中到集矿道中，再将矿石运至运输道后送出坑道。
本发明所述的高分段就是在高差50米至100米的值高分段范围内，多分层就是在10米至15米的值多分层范围内；高分段多分层的变化随矿床变化而变化，高分段的变化随多分层的变化而变化。
本发明采矿的采场参数为：盘区沿走向布置，间距50-100米沿倾向沿脉掘进集矿道，沿走向沿脉施工分层联络道，即回采进路同时作为探矿巷道。
本发明采用回采工艺：沿回采进路自下而上进行回采，到第二分层以后时时将废石往已采空的下一分层充填。
本发明采用凿岩爆破：浅孔凿岩，孔径42MM，孔深1.5-2M，孔距0.6-1M，电磁雷管和非电秒管联合起爆，装药系数：0.2-0.4％。
本发明采场搬运：采场内采出的矿石用电耙或人车运至集矿道统一用大电耙运至中段运输道。
本发明采场通风：新鲜空气从地表经中段运输道-→集矿道或通风井-→回采工作面-→分层联络道-→中段运输道-→地表。
本发明采空区处理：通过废石回填及时对采空区进行处理，正在施工的作业面用木料进行临时支护。
本发明方法有益效果在于：
a)主要在于矿体中段工程的基础上，依靠改进传统的采矿技术，根据矿体赋存条件以因矿生法的原则来研究开发了极薄矿体高分段多分层采矿技术，该技术方法研究的极薄矿体(厚度1M以下的矿体)，低成本高效率开采利用。以我公司一至四中段已开拓的6.5千米中段运输道为基础：①开拓3000米(30条)集矿上山→②引进电耙绞车、井下矿用拖拉机等机械设备代替人工→③回采厚度为40-60CM厚的极薄矿体。使四个中段的采场采矿能力可由原来的6万吨，增加至10万吨以上。矿石回采率可由原来的65％增加至80％，提高15个百分点。矿块废石出坑率减少了40％，降低极薄矿体开发利用的工业成本。该技术方法研究成功为极薄铜矿体的进一步开发利用，开创出一种科学高效的采矿方法。
b)它合理的切割划分了矿块，合理利用了机械设备大大提高了极薄矿体的开采效率，改变了以往开采同类极薄矿体完全依靠人工和必须大量开拓低分段运输平巷的传统模式。
c)它是趋向低成本高效率的采矿方法，是铜矿企业战胜金融风暴和一定风险的有效措施，是填补铜资源供求的空缺，回收利用边、薄、贫矿体采矿法的研发主题，已成为有色金属行业第一大课题。现在国内外大中型矿山，随着改革开放几十年来的开发利用，特别厚大的矿体资源是面临枯竭，只有靠回收边缘较为贫薄的矿体，维持生产生存才是。
d)它体现了安全环保的生产技术。高分段多分层采矿方法的研究使用，大大提高了生产的机械化程度，减少人工的使用，确保了生产过程中的安全指数。同时也减少了废石的开挖和出坑量，使采矿工艺更加环保。
具体实施方式
一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，本发明在矿体层厚为0.4～1米、矿体倾角在25°以上的矿体中段高差50米的高分段基础上，开拓集矿道连接上下两个中段，把中段间矿块细分为50米见方的回采矿块；又在集矿道与集矿道之间开拓高差13～17米较小规格的分层联络道，把集矿道与集矿道之间的回采矿块分为3个回采单元；各回采单元采出的矿石统一集中到集矿道中，再将矿石运至运输道后送出坑道。
本发明所述的高分段就是在高差50米至100米的值高分段范围内效益最佳，多分层就是在10米至15米的值多分层范围内效益最佳；高分段多分层的变化随矿床变化而变化，高分段的变化随多分层的变化而变化。
本发明采矿的采场参数为：盘区沿走向布置，间距50-100米沿倾向沿脉掘进集矿道，沿走向沿脉施工分层联络道，即回采进路同时作为探矿巷道。
本发明采用回采工艺：沿回采进路自下而上进行回采，到第二分层以后时时将废石往已采空的下一分层充填。
本发明采用凿岩爆破：浅孔凿岩，孔径42MM，孔深1.5-2M，孔距0.6-1M，电磁雷管和非电秒管联合起爆，装药系数：0.2-0.4％。
本发明采场搬运：采场内采出的矿石用电耙或人车运至集矿道统一用大电耙运至中段运输道。
本发明采场通风：新鲜空气从地表经中段运输道-→集矿道或通风井-→回采工作面-→分层联络道-→中段运输道-→地表。
本发明采空区处理：通过废石回填及时对采空区进行处理，正在施工的作业面用木料进行临时支护。
本发明通过该技术的实施，申请人的公司月采矿由原来的6千吨增加到1万吨。最终达到3万吨，矿石回采率由来的65％增加到80％，提高15个百分点，矿块废石出坑率减少了40％。降低了极薄铜矿体开采和利用的成本，明显提高了公司的生产能力，可使公司年生产800吨电解铜，1500吨精矿含铜，年产值达8000万元(市价3.5万元/吨)，税金250万元，为公司创造了较好的经济效益。
本发明方法为极薄铜矿体的进一步开发利用开辟了一条有效途径，对极薄铜矿体的开采具有较好的应用价值，大大减少了采矿对自然环境的影响。

Claims (8)

1.一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，在矿体层厚为0.4～1米、矿体倾角在25°以上的矿体中段高差50米的高分段基础上，开拓集矿道连接上下两个中段，把中段间矿块细分为50米见方的回采矿块；又在集矿道与集矿道之间开拓高差13～17米较小规格的分层联络道，把集矿道与集矿道之间的回采矿块分为3个回采单元；各回采单元采出的矿石统一集中到集矿道中，再将矿石运至运输道后送出坑道。
2.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，所述的高分段就是在高差50米至100米的值高分段范围内，多分层就是在10米至15米的值多分层范围内；高分段多分层的变化随矿床变化而变化，高分段的变化随多分层的变化而变化。
3.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，采矿的采场参数为：盘区沿走向布置，间距50-100米沿倾向沿脉掘进集矿道，沿走向沿脉施工分层联络道，即回采进路同时作为探矿巷道。
4.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，采用回采工艺：沿回采进路自下而上进行回采，到第二分层以后时时将废石往已采空的下一分层充填。
5.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，采用凿岩爆破：浅孔凿岩，孔径42MM，孔深1.5-2M，孔距0.6-1M，电磁雷管和非电秒管联合起爆，装药系数：0.2-0.4％。
6.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，采场搬运：采场内采出的矿石用电耙或人车运至集矿道统一用大电耙运至中段运输道。
7.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，采场通风：新鲜空气从地表经中段运输道-→集矿道或通风井-→回采工作面-→分层联络道-→中段运输道-→地表。
8.根据权利要求1所述的一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法，其特征在于，采空区处理：通过废石回填及时对采空区进行处理，正在施工的作业面用木料进行临时支护。
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