李 強,崔顯水,李小民
(1.遼寧省北票市二道溝金礦, 遼寧 北票 122126; 2.丹東萬寶源礦業有限責任公司, 遼寧 寬甸 118200)
由二道溝金礦采場底部結構引發的思考
李 強1,崔顯水1,李小民2
(1.遼寧省北票市二道溝金礦, 遼寧 北票 122126; 2.丹東萬寶源礦業有限責任公司, 遼寧 寬甸 118200)
介紹了二道溝金礦采礦場底部結構類型,通過生產實踐分析這種底部結構對礦山長期生產產生的影響,為類似礦山的開拓、采準設計提供參考。
底部結構; 采準設計; 回采
二道溝金礦隸屬于中國黃金集團總公司,位于遼寧省北票市龍潭鄉境內,距北票市45km,交通便利。礦山始建于1976年,當時處理量為100t/d,后經多次生產改造,現在的處理能力為600t/d,該礦已經連續生產40多年,是一座典型的老礦山,但由于資源潛力好加之生產組織得當,至今仍正常生產。
二道溝金礦區位于華北地臺北緣的努魯兒虎隆斷裂代內,努魯兒虎山金礦帶上,在該成礦帶上分布著多家礦山生產企業,區域內礦產資源豐富。
礦山采用平硐—明豎井—盲豎井聯合方式進行開拓,到目前為止共開拓22中段,井口水平標高+625m,最低底部中段水平標高-165m,礦山仍在計劃開拓深部中段。
二道溝礦區內礦脈及成礦構造眾多,這些礦脈在宏觀上圍繞雞冠山呈馬蹄形分布,各脈脈寬多在0.2~0.8m之間,超過1.0m以上的礦脈較少,為典型的極薄礦脈,礦脈空間分布受斷裂構造控制,走向長數百米至上千米,多數急傾斜,是與火山、次火山構造有關的中、低溫熱液充填型礦床。
二道溝建礦的基礎礦脈是5#脈和5- 1#脈,走向延長1 200m以上,脈寬0.5~0.8m,礦石礦物主要為黃鐵礦,脈石礦物主要為高嶺土,礦石松軟,回采過程中易脫落,圍巖為流紋巖,較穩固。 采礦方法為淺孔留礦法,底部結構為平底結構,如圖1所示。
5#脈和5- 1#脈在正式開采一段時間后,曾出現地質品位下降、儲量減少現象,一度給礦山生產帶來危機,在這種情況下,礦山開辟新的探礦方向,探得1#脈、3#脈這兩條礦脈,平均厚度0.05~0.5m左右,品位多在20~40g/t,采礦方法為淺孔留礦法和削壁充填采礦法,底部結構以有底柱木漏斗底部結構為主,如圖2所示,還有一部分采用人工底柱結構。

圖1 平底底部結構示意圖

圖2 有底柱木漏斗底部結構示意圖
隨著礦山的發展,地質探礦又獲得新的突破,發現了21#脈群,該脈群平行脈、分枝脈眾多,礦體形態相對復雜,脈薄的地方0.5m以下,局部厚的地方可達到3~5m,礦脈、圍巖穩固性均差,采礦方法以平底底部結構的淺孔留礦法為主。
經過多年的生產實踐,兩種底部結構相比較,平底底部結構工程量大,工期長,工程費用高,施工過程中測量工作量大;而有底柱木漏斗底部結構工程量小,工程費用低,施工管理簡單,工程效益明顯。
在二道溝金礦不斷尋求新的資源過程中,采場底部結構的長期價值表現出了巨大的差異。生產探礦往往是斷斷續續的過程,它受工程技術人員認識提高和礦產品市場波動影響,二道溝金礦的任何一條礦脈停止生產探礦的原因,大多數是因為地質品位達不到當時的生產要求,為了確保礦山的經濟效益而停止。從2003年起,隨著黃金市場變好,原先不能開采的低品位礦段,又具備了新的開采價值,原先停止探礦的地段,又逐漸開展了新一輪的探礦工作。
在這種情形下,凡是采用平底底部結構回采的礦段可以非常簡單地通過脈外運輸巷道繞過空區,重新回到成礦構造上,繼續沿脈探礦。而采用有底柱木漏斗底部結構(或人工假底)的礦段,一部分地段底部直接是空區或半空區,現有的巷道根本不敢利用;另一部分地段即使下部空區采用干式充填料進行了充填,但因巷道長期在高應力作用下,發生了大面積變形或片幫,安全性極差,也不能再作為運輸巷道使用,在這種條件下,若想重新探礦,只有重新施工脈外運輸巷道,由于工程投資較大,而預獲儲量又不明確,往往是一拖再拖甚至是長期擱置,由此非常有可能錯過下一個有價值礦段。
二道溝主要生產礦脈的發現,足以證明該工作區域資源潛力巨大。近年來,5#脈、5- 1#脈又重新回采了很多原先遺棄的采場,這都說明了長期保留脈外沿脈運輸巷道的價值。此外1#、3#脈采場在實際開采過程中也在多處發現有平行脈或分枝脈存在,在回采過程中往往無法兼顧,要想回采需要補做新的采準工程,但由于前期采用的底部結構,使得需要補做的工程遇到種種困難,諸如回采周期的限制、工程開口位置的限制等,多數情況下只好被迫放棄,至少是短時間不具備開發利用的條件。
以上問題是過于追求礦山短期經濟效益所造成的。礦山的發展不可能不顧及眼前的經濟效益,但過高地追求眼前經濟效益的礦山,極有可能會造成資源的浪費,長期的工程實踐表明在做采礦設計或礦山規劃時,應時刻注意評估采礦工程的長期價值。
與二道溝金礦資源儲量發現過程相似的礦山有很多。遼寧寬甸萬寶銅礦建礦之初是一個100t/d的小型礦山,但隨著銅鐵市場的變化,企業加大勘探力度,新增的銅鐵礦石儲量可以滿足一個400t/d的選礦廠正常運行,而井下的開拓、運輸工程巷道仍是建礦之初的系統,為礦山生產節省了大量資金。與萬寶銅礦礦區緊鄰的振興鉬礦(二者地質成因為“同源多體”),由于進一步開展勘探工作,儲量由最初不超過1 000萬t增加到8 100多萬噸,現在已改造成一個日處理量3 000t的大型礦山。
查閱資料不難發現,有一大批老礦山都曾經因為資源匱乏問題停產甚至破產,但后來因為礦產品市場變好,又重開起來,如遼寧的華銅礦、桓仁鉛鋅礦、丹東五龍金礦,二道溝金礦的前身喀左長皋金礦。這些礦山的恢復生產,最初絕大多數都是借用老采區周邊的采準工程,回收原先遺留下來的殘礦或開采貧礦,同時開展探礦。
隨著成礦理論的發展和探礦技術的進步,在老礦山外圍、深部重新獲得新資源的事例屢見不鮮,有的超過了建礦時的礦體規模,對于這些老礦山,最初的開拓、采準工程對之后的低品位礦石能否正常開采往往起著決定性的作用。
開拓、采準設計不應當只顧眼前的技術經濟指標,應當有更長遠的考慮,在技術經濟比較差距不大的前提下,應采用更有利于礦山長期發展的方案。
礦山企業存在的價值不應當看它在短時間內帶來了多少利潤,而應著眼于為社會貢獻了多少資源,礦產資源絕大多數都不可再生,瘋狂追求利潤的開采方式不可取,設計理念對于能否真正利用好礦產資源至關重要。
[1] 采礦手冊[M].北京:冶金工業出版社,1991.
[2] 蔡美峰.巖石力學與工程[M].北京:科學出版社,2002.
[3] 王永才,楊長祥,陣仲杰.采礦工程學新論[M].北京:煤炭工業出版社,2005.
Thinking about the stope bottom structure of Erdaogou Gold Mine
The bottom structure type of Erdaogou Gold Mine stope was introduced, and the influence of the structure on mine long-term production was analyzed based on the production practice. It provided reference for the development and design of similar mines.
bottom structure; development design; stoping
TD863+.1
B
2017-01-09
李 強(1973-),男,遼寧朝陽人,采礦工程師,從事采礦生產管理工作。
1672-609X(2017)03-0055-02