CN112901171B - 一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，涉及技术领域。该特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，包括如下步骤：S1、使用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行采矿操作，采用隔一采一的回采顺序，厚大部分沿矿体走向方向每100m划分为一个盘区，盘区间垂直走向留设18m厚盘区间柱。该特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，采用超大型高压辊磨加湿式桶型打散加高效筛选节能技术，使用“多碎少磨”的球磨工艺，同时进行矿岩分选，进一步的降低了能耗，同时通过“水力旋流器+振动脱水筛”工艺改造，旋流器溢流中‑0.074mm平均含量为58.80％，+0.355mm平均含量仅为8.96％，脱水振动筛筛上+0.355mm含量为84.49％，分级效果好，有效的提高了开采效率。
Description
技术领域
本发明涉及矿山开采技术领域，具体为一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法。
背景技术
现有技术中的开采方法，掏槽区成井效率较低，选矿碎磨作业生产成本较高，磨矿能耗较高，抛废效果不佳，不利于减少球磨机入磨量，球磨能耗较高，难以很好的保证开采效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，解决了现有技术中的开采方法，掏槽区成井效率较低，选矿碎磨作业生产成本较高，磨矿能耗较高，抛废效果不佳，不利于减少球磨机入磨量，球磨能耗较高，难以很好的保证开采效率的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，包括如下步骤：
S1、使用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行采矿操作，采用隔一采一的回采顺序，厚大部分沿矿体走向方向每100m划分为一个盘区，盘区间垂直走向留设18m厚盘区间柱，在盘区内布置矿房采场和矿柱采场，采场垂直矿体走向布置；
S2、采场上部布置条状凿岩硐室，即沿矿房走向布置两条平行凿岩硐室，同时具备多台深孔凿岩台车施工，底部结构布置双向出矿横巷，可具备两台 6m3大型铲运设备同时出矿条件，掏槽区采用深孔成井技术，底部拉槽和深孔掏槽区整体钻孔施工；
S3、采场回采爆破采用双倒梯侧向崩矿工艺，侧向崩矿以掏槽区为中心向采场两端推进，相邻分区在高度上错落布置，可多点灵活组织爆破，一次爆破步距12m～18m，崩矿高度10～18m；
S4、选矿厂破碎产品经矿岩分选后，-30mm干选精矿由转运胶带机运至中间圆筒仓，仓内物料经转运送入高压辊磨车间缓冲仓并给入一台 RP750/19-1500型高压辊磨机，辊压产品入主厂房缓冲仓，仓内物料经圆筒打散机湿式打散、直线振动筛分级处理，筛上物料返回中间圆筒仓，形成高压辊磨闭路流程；筛下物料进行中场强粗粒预选，其中辊压能显著降低磨矿功指数，辊压后物料100目球磨功指数为8.62kW·h/t，200目球磨功指数为12.71kW·h/t；
S5、选矿厂破碎工段采用三段一闭路破碎筛分流程，矿岩分选设于筛分之后，采出矿石经粗碎、中碎后送入筛分厂房，筛分机筛上+30mm通过胶带机进入大块干磁抛尾厂房的磁滑轮进行抛废作业，磁滑轮粗精矿返回至细碎前矿仓，尾矿经胶带机转运至块尾矿堆场；
S6、筛分机筛下-30mm进干选机干选，干选精矿入圆筒仓，干选尾矿送至干粗尾砂堆场；
S7、选用一台艾法史密斯20m直径x10m侧壁水深的膏体浓密机，槽体底部坡度为30度，中央排料井为3m直径x2.7m高，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，其采用给矿流体动力学的自动稀释、絮凝剂的瞬间混合及低阻力耙子、加速沉降流体动力学的控制、破坏絮凝体的受力平衡搅拌机构等技术，使其具有较高的浓缩效果及稳定的工作状态，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，可实现中心给料与溢流脱水、尾砂沉降浓缩与底流排放同步进行，当充填不均衡或充填站事故时可持续进料8小时，只进行内部循环，不向外排料，同时充填站搅拌系统具有富裕能力，因此可以部分缓冲采矿充填和选矿厂生产之间的不均衡。可实现选矿水的闭路循环和无尾排放；
S8、进行了水力旋流器振动脱水筛工艺，利用粗粒预选机与振动脱水筛的高差，在二者之间新增FX500平底水力旋流器，粗粒预选机底部做尾矿箱，接150mm管道，利用11m的配置高差为旋流器形成较稳定压力流，旋流器沉砂口直径70mm，溢流口直径150mm，给矿压力：0.04～0.05MPa，振动筛筛孔： 0.5mm。
优选的，在步骤S1中，采场长度为矿体厚度，其中首采阶段最大厚度171m，一步采采场宽度15m，二步采采场宽度18m，高度60m。
(三)有益效果
本发明提供了一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法。具备以下有益效果：该特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，采用超大型高压辊磨加湿式桶型打散加高效筛选节能技术，使用“多碎少磨”的球磨工艺，同时进行矿岩分选，进一步的降低了能耗，同时通过“水力旋流器+振动脱水筛”工艺改造，旋流器溢流中-0.074mm平均含量为58.80％，+0.355mm平均含量仅为 8.96％，脱水振动筛筛上+0.355mm含量为84.49％，分级效果好，有效的提高了开采效率。
附图说明
图1为本发明深锥浓密工艺的大流量连续充填制备系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，包括如下步骤：
S1、使用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行采矿操作，采用隔一采一的回采顺序，厚大部分沿矿体走向方向每100m划分为一个盘区，盘区间垂直走向留设18m厚盘区间柱，在盘区内布置矿房采场和矿柱采场，采场垂直矿体走向布置，其中采场长度为矿体厚度，其中首采阶段最大厚度171m，一步采采场宽度15m，二步采采场宽度18m，高度60m；
S2、采场上部布置条状凿岩硐室，即沿矿房走向布置两条平行凿岩硐室，同时具备多台深孔凿岩台车施工，底部结构布置双向出矿横巷，可具备两台 6m3大型铲运设备同时出矿条件，掏槽区采用深孔成井技术，底部拉槽和深孔掏槽区整体钻孔施工；
S3、采场回采爆破采用双倒梯侧向崩矿工艺，侧向崩矿以掏槽区为中心向采场两端推进，相邻分区在高度上错落布置，可多点灵活组织爆破，一次爆破步距12m～18m，崩矿高度10～18m；
S4、选矿厂破碎产品经矿岩分选后，-30mm干选精矿由转运胶带机运至中间圆筒仓，仓内物料经转运送入高压辊磨车间缓冲仓并给入一台 RP750/19-1500型高压辊磨机，辊压产品入主厂房缓冲仓，仓内物料经圆筒打散机湿式打散、直线振动筛分级处理，筛上物料返回中间圆筒仓，形成高压辊磨闭路流程；筛下物料进行中场强粗粒预选，其中辊压能显著降低磨矿功指数，辊压后物料100目球磨功指数为8.62kW·h/t，200目球磨功指数为12.71kW·h/t；
S5、选矿厂破碎工段采用三段一闭路破碎筛分流程，矿岩分选设于筛分之后，采出矿石经粗碎、中碎后送入筛分厂房，筛分机筛上+30mm通过胶带机进入大块干磁抛尾厂房的磁滑轮进行抛废作业，磁滑轮粗精矿返回至细碎前矿仓，尾矿经胶带机转运至块尾矿堆场；
S6、筛分机筛下-30mm进干选机干选，干选精矿入圆筒仓，干选尾矿送至干粗尾砂堆场；
S7、选用一台艾法史密斯20m直径x10m侧壁水深的膏体浓密机，槽体底部坡度为30度，中央排料井为3m直径x2.7m高，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，其采用给矿流体动力学的自动稀释、絮凝剂的瞬间混合及低阻力耙子、加速沉降流体动力学的控制、破坏絮凝体的受力平衡搅拌机构等技术，使其具有较高的浓缩效果及稳定的工作状态，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，可实现中心给料与溢流脱水、尾砂沉降浓缩与底流排放同步进行，当充填不均衡或充填站事故时可持续进料8小时，只进行内部循环，不向外排料，同时充填站搅拌系统具有富裕能力，因此可以部分缓冲采矿充填和选矿厂生产之间的不均衡。可实现选矿水的闭路循环和无尾排放；
S8、进行了水力旋流器振动脱水筛工艺，利用粗粒预选机与振动脱水筛的高差，在二者之间新增FX500平底水力旋流器，粗粒预选机底部做尾矿箱，接150mm管道，利用11m的配置高差为旋流器形成较稳定压力流，旋流器沉砂口直径70mm，溢流口直径150mm，给矿压力：0.04～0.05MPa，振动筛筛孔： 0.5mm。
实施例：
特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，包括如下步骤：
S1、使用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行采矿操作，采用隔一采一的回采顺序，厚大部分沿矿体走向方向每100m划分为一个盘区，盘区间垂直走向留设18m厚盘区间柱，在盘区内布置矿房采场和矿柱采场，采场垂直矿体走向布置，其中采场长度为矿体厚度，其中首采阶段最大厚度171m，一步采采场宽度15m，二步采采场宽度18m，高度60m；
S2、采场上部布置条状凿岩硐室，即沿矿房走向布置两条平行凿岩硐室，同时具备多台深孔凿岩台车施工，底部结构布置双向出矿横巷，可具备两台 6m3大型铲运设备同时出矿条件，掏槽区采用深孔成井技术，底部拉槽和深孔掏槽区整体钻孔施工；
S3、采场回采爆破采用双倒梯侧向崩矿工艺，侧向崩矿以掏槽区为中心向采场两端推进，相邻分区在高度上错落布置，可多点灵活组织爆破，一次爆破步距12m～18m，崩矿高度10～18m；
S4、选矿厂破碎产品经矿岩分选后，-30mm干选精矿由转运胶带机运至中间圆筒仓，仓内物料经转运送入高压辊磨车间缓冲仓并给入一台 RP750/19-1500型高压辊磨机，辊压产品入主厂房缓冲仓，仓内物料经圆筒打散机湿式打散、直线振动筛分级处理，筛上物料返回中间圆筒仓，形成高压辊磨闭路流程；筛下物料进行中场强粗粒预选，其中辊压能显著降低磨矿功指数，辊压后物料100目球磨功指数为8.62kW·h/t，200目球磨功指数为12.71kW·h/t；
S5、选矿厂破碎工段采用三段一闭路破碎筛分流程，矿岩分选设于筛分之后，采出矿石经粗碎、中碎后送入筛分厂房，筛分机筛上+30mm通过胶带机进入大块干磁抛尾厂房的磁滑轮进行抛废作业，磁滑轮粗精矿返回至细碎前矿仓，尾矿经胶带机转运至块尾矿堆场；
S6、筛分机筛下-30mm进干选机干选，干选精矿入圆筒仓，干选尾矿送至干粗尾砂堆场；
S7、选用一台艾法史密斯20m直径x10m侧壁水深的膏体浓密机，槽体底部坡度为30度，中央排料井为3m直径x2.7m高，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，其采用给矿流体动力学的自动稀释、絮凝剂的瞬间混合及低阻力耙子、加速沉降流体动力学的控制、破坏絮凝体的受力平衡搅拌机构等技术，使其具有较高的浓缩效果及稳定的工作状态，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，可实现中心给料与溢流脱水、尾砂沉降浓缩与底流排放同步进行，当充填不均衡或充填站事故时可持续进料8小时，只进行内部循环，不向外排料，同时充填站搅拌系统具有富裕能力，因此可以部分缓冲采矿充填和选矿厂生产之间的不均衡。可实现选矿水的闭路循环和无尾排放；
S8、进行了水力旋流器振动脱水筛工艺，利用粗粒预选机与振动脱水筛的高差，在二者之间新增FX500平底水力旋流器，粗粒预选机底部做尾矿箱，接150mm管道，利用11m的配置高差为旋流器形成较稳定压力流，旋流器沉砂口直径70mm，溢流口直径150mm，给矿压力：0.04～0.05MPa，振动筛筛孔： 0.5mm。
在常规破碎范围内，单位能耗随产品粒度降低的变化很小，而在常规磨矿范围内，则随着磨矿粒度的减小，磨矿所需单位能耗急剧增加。在磨矿机中磨出同样的破碎比产品，所需能耗为该破碎能量的4.75倍。因此在破碎机中使用粉碎能量比在磨矿机中更有效，也即选矿工艺中“多碎少磨”原因。
高压辊磨有效地降低了破碎产品粒度，产生大量细粒和微细粒矿石，为磨前预选、早抛提供了条件。磨前预选可抛废产率为21.35％，尾矿品位13.51％，磁性铁含量0.46％，抛废效果好，将干抛后粗精矿品位33％左右，提高到入磨前的40％以上，有助于减少球磨机入磨量，降低球磨能耗。
在矿石性质相同的前提下，高压辊磨产品可磨度要优于常规三段一闭路破碎产品可磨度，高压辊磨可使颗粒内部产生丰富的应力裂纹,提高矿石可磨性，为球磨电耗、钢耗下降，节约成本打下了基础。
张庄矿采用地下开采，矿岩混提，年产铁矿石500万t，采出品位31.27％，采出块度800～0mm；同时混提围岩50万t，围岩品位15.14％。矿岩混提生产管理简单，提升效率高，不用另设单独的废石运输、提升系统，减少了井下工程量，并可有效减少采区内废石溜井数量，节约投资。同时，混提围岩进入选厂后经过破碎、分选后可作为建材外销售，变废为宝，形成了新的经济增长点，并有力推动矿山绿色生态建设。
通过破碎全流程矿岩分选技术，在分选尾矿品位合格的前提下，可抛废产率达到18％左右，有利于恢复矿石地质品位，节能降耗。按
目前选厂350万t/年的生产规模，每年可抛废量为68.10万t的
尾矿，其中：30mm—75mm粒度的为35万t/a，0mm—30mm粒度的为33.1 万t/a。
其中，单个矿房产能达12万吨/月，一次崩矿量高达2.0万t以上。
艾法史密斯20m直径x10m侧壁水深的膏体浓密机，正常运行时，泥层会在槽体测壁一米至2m处，约相当于1-2小时的进矿量；达到最大允许泥层高度(泥层到测壁6米处)时，浓密机槽体内的储矿量相当于8小时的总进矿量。若实际工艺可以保证长时间不排料正常运行，可以允许有不小于6小时的不排料故障处理时间。
综上所述，该特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，采用超大型高压辊磨加湿式桶型打散加高效筛选节能技术，使用“多碎少磨”的球磨工艺，同时进行矿岩分选，进一步的降低了能耗，同时通过“水力旋流器+振动脱水筛”工艺改造，旋流器溢流中-0.074mm平均含量为58.80％，+0.355mm平均含量仅为8.96％，脱水振动筛筛上+0.355mm含量为84.49％，分级效果好，有效的提高了开采效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、使用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行采矿操作，采用隔一采一的回采顺序，厚大部分沿矿体走向方向每100m划分为一个盘区，盘区间垂直走向留设18m厚盘区间柱，在盘区内布置矿房采场和矿柱采场，采场垂直矿体走向布置；
S2、采场上部布置条状凿岩硐室，沿矿房走向布置两条平行凿岩硐室，同时具备多台深孔凿岩台车施工，底部结构布置双向出矿横巷，可具备两台6m3大型铲运设备同时出矿条件，掏槽区采用深孔成井技术，底部拉槽和深孔掏槽区整体钻孔施工；
S3、采场回采爆破采用双倒梯侧向崩矿工艺，侧向崩矿以掏槽区为中心向采场两端推进，相邻分区在高度上错落布置，可多点灵活组织爆破，一次爆破步距12m～18m，崩矿高度10～18m；
S4、选矿厂破碎产品经矿岩分选后，-30mm干选精矿由转运胶带机运至中间圆筒仓，仓内物料经转运送入高压辊磨车间缓冲仓并给入一台RP750/19-1500型高压辊磨机，辊压产品入主厂房缓冲仓，仓内物料经圆筒打散机湿式打散、直线振动筛分级处理，筛上物料返回中间圆筒仓，形成高压辊磨闭路流程；筛下物料进行中场强粗粒预选，其中辊压能显著降低磨矿功指数，辊压后物料100目球磨功指数为8.62kW·h/t，200目球磨功指数为12.71kW·h/t；
S5、选矿厂破碎工段采用三段一闭路破碎筛分流程，矿岩分选设于筛分之后，采出矿石经粗碎、中碎后送入筛分厂房，筛分机筛上+30mm通过胶带机进入大块干磁抛尾厂房的磁滑轮进行抛废作业，磁滑轮粗精矿返回至细碎前矿仓，尾矿经胶带机转运至块尾矿堆场；
S6、筛分机筛下-30mm进干选机干选，干选精矿入圆筒仓，干选尾矿送至干粗尾砂堆场；
S7、选用一台艾法史密斯20m直径x10m侧壁水深的膏体浓密机，槽体底部坡度为30度，中央排料井为3m直径x2.7m高，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，其采用给矿流体动力学的自动稀释、絮凝剂的瞬间混合及低阻力耙子、加速沉降流体动力学的控制、破坏絮凝体的受力平衡搅拌机构的技术，使其具有较高的浓缩效果及稳定的工作状态，深锥浓密机是高效率的浓缩设备，可实现中心给料与溢流脱水、尾砂沉降浓缩与底流排放同步进行，当充填不均衡或充填站事故时可持续进料8小时，只进行内部循环，不向外排料，同时充填站搅拌系统具有富裕能力，因此可以部分缓冲采矿充填和选矿厂生产之间的不均衡，可实现选矿水的闭路循环和无尾排放；
S8、进行了水力旋流器振动脱水筛工艺，利用粗粒预选机与振动脱水筛的高差，在二者之间新增FX500平底水力旋流器，粗粒预选机底部做尾矿箱，接150mm管道，利用11m的配置高差为旋流器形成较稳定压力流，旋流器沉砂口直径70mm，溢流口直径150mm，给矿压力：0.04～0.05MPa，振动筛筛孔：0.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种特大型金属矿山绿色安全高效开采方法，其特征在于：在步骤S1中，采场长度为矿体厚度，其中首采阶段最大厚度171m，一步采采场宽度15m，二步采采场宽度18m，高度60m。
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