金礦井下采礦技術及其方法的選擇

和薇亮，洪達貴，王德繩

（1.云南黃金集團鶴慶北衙礦業有限公司，云南 大理 671507；2.云南黃金集團地礦建設有限公司，云南 昆明 650000）

某金礦是大型黃金礦山，位于新疆伊犁地區西天山博羅斜努山系古爾琴山脊南坡。地形切割強烈、溝谷發育，海拔標高1270m ～1690m，為中低山貌，地勢北高南低，向南傾斜地勢。礦床地質儲量較大，品位中等，扣除露采后，地采批準儲量C+D級為539.5 萬t，金屬量28.8t，平均地質品位5.352g/t。該礦區有7 條礦脈，1 號礦脈規模最大，占總儲量的82.7%，2 號礦脈次之，礦脈地質特征見表1。礦體受F2 斷裂帶控制，該帶寬5m ～10m，走向與礦體一致，位于下盤，呈糜棱巖化、角礫巖化及英安巖化，膠結性較好，穩定性較差。礦脈上盤主要為角礫溶巖，黃鐵絹英巖化，由于硅化作用形成致密塊狀結構，較堅硬。斷裂帶穩定性較差，對坑內開采有些影響；礦區地下水不發育，礦床水文地質條件簡單。礦床開采現狀為南北兩個露天坑，相距400m，設計礦巖總量及目前實際生產能力見表2。

1 礦山規模優化

規模是礦山建設的關鍵問題，其確定得合理與否直接關系到投資效果和經濟效益優劣。因此，應根據礦山地質資源、經濟合理服務年限、自然地理條件、產品價值、技術經濟因素、裝備水平等綜合優化分析確定。某金礦地處天山高原地區，氣候寒冷，礦體埋藏較深，內外部條件較差。深部地下開采生產規模采用3 種方式進行驗證優化：按傾斜開采下降速度；按可布有效礦塊數；按經濟合理服務年限。驗證結果見表3。

按表3 驗證，單中段作業生產規模可達33 ～40.6 萬t/a，即800 ～1200t/d。礦山首采地段1385m 由于D 級儲量影響，實際達不到1200t/d 規模要求。1500t/d 需兩個中段同時作業才能達到，故生產規模應在800 ～12O0t/d 之間選擇為宜，單中段作業生產規模21.45 ～37.6 萬t/a，即650 ～1140t/d，使礦山達到1500t/a 生產規模，則需2 個中段同時作業，將大大增加采切比及投資。因地采部分D 級儲量所占比例較大，地質影響系數高，單中段作業達不到1200t/d 規模要求，應在lO00t/d 左右選擇。按上表驗證，大型黃金礦山企業經濟合理服務年限應15 ～25a，故某金礦規模應確定為lO00t/d 為宜。綜合上述分析，生產規模應確定為33 萬t/a。但最終生產規模則應從投資、收益率等技術經濟角度進一步優化確定。

通過技術經濟分析，某金礦在充分利用D級儲量前提下，具有滿足建設大型黃金礦山的基礎，從地質儲量及生產規模角度看，具有建設大型及特大型規模條件，但在市場經濟條件下，黃金價格波動較大，則應將礦山企業的綜合經濟效益放在首位考慮。

2 采礦方法的優化

2.1 采礦方法初步選擇

某金礦床為石英脈型及蝕變巖型，1.2 號礦脈上盤為黃鐵絹英巖化角礫溶巖，較穩固，下盤與F2 斷裂帶接觸，穩定性較差，因此選擇的采礦方法應具有適應礦山開采技術條件，靈活性較大的特點。采礦方法是否先進，主要取決于采礦貧化率損失率、采場生產能力、采礦成本及安全程度等技術經濟指標是否先進，而這些指標的綜合效果應體現在礦山生產效益上。某金礦地下開采方法采取最大利潤法，并綜合礦床開采技術條件進行優化分析和選擇。按生產規模lO00t/d 的要求，采礦方法可選用崩落法及充填法較合理。按回采及充填工藝不同可分。

表1 礦脈地質特征表

表2 露天礦設計實際生產能力

表3 按中段可布有效礦塊數驗

2.2 采礦方法優化選擇

（1）分段塊石膠結充填采礦法。

（2）無底柱分段留礦優化按推薦的采礦方法，各項技術經濟指標比崩落法。

（3）無底柱高分段崩落法。選擇的采礦方法效果如何，不僅取決于礦山具體開采技術條件，還取決于礦山技術經濟條件。為使選擇的采礦方法更符合礦床開采的實際，作者采用專家評分法對各方案的利潤進行優化分析。可能取得最大利潤的采礦方法為無底柱分段留礦崩落法，但應以表外礦作覆蓋層可降低貧化率。

3 開拓方案優化

礦山地下開采開拓工程主要是豎井及其石門、運輸平巷位置的選擇。開拓工程是開采礦床的運輸通道，是聯系井下與地表運輸的樞紐。礦山開拓工程確定合理與否，將對生產、經營產生重大、長期的影響。優化開拓方案設計應遵循礦床開采原則；生產安全，工程量少，投資最省，經營費最低，投產早，便于管理。

3.1 開拓系統的優化

根據礦山現有選礦廠位置和自然地形，可供選擇的開拓方案呈現多樣化。應著重考慮現有破碎礦倉位置及礦石運輸條件，經過各種開拓方案組合及篩選，對以下三種開拓方案進行優化比較。

開拓方案1：大豎井方案工藝簡單、可靠，礦石提升、運輸功最省；年經營費低；礦石不需倒運，直接進入選廠的受礦倉；運輸不受外部氣候影響。其缺點是井筒工程量大，投資高。開拓方案2：小豎井方案井巷工程量少。其缺點是礦石倒運，工藝復雜；礦石運輸受氣候影響，年經營費高。

3.2 礦床開拓系統簡介

豎井位于礦體北部現選礦廠原礦倉附近，井口標高1671m，井深45lm，凈直徑4.8m，內設多股鋼絲繩提升系統，主提升機為JKMD2.8×4 落地式多繩提升機，電動機功率850kW，雙層單罐帶平衡錘，負擔礦石提升及人員材料上下。中段采下礦石裝入2rrl礦車，由7t架線式電機車牽引入各中段車場，經豎井提升至地表。按無底柱分段崩落法優化后劃分為1385m、1320m、1255m 三個中段，分段高12.5m，1450m 為回風中段。運輸平巷均布置在礦體下盤，中段內采下礦石，用鏟運機經斜坡道倒入溜礦井，由下中段裝礦車運出。中段內采準切割廢石通過中段平巷排至地表，中段內采出表外礦單獨堆放。礦山排水：1385m、1320m 中段利用通地表平硐水溝將水排至地表，后期中段水排至上中段，再排至地表。在1255m 中段設水倉。礦山通風：豎井進風，經中段運輸平巷和通風天井進入作業點，污風經上中段回風平巷抽至地表。

4 結語

（1）結合對某金礦資源、生產規模、開采方法及開拓方案技術優化，論述了優化開采技術在礦山設計及建設中的重要作用及其影響；結合市場經濟進行技術優化研究；采用先進開采技術，確定合理生產規模，降低經營成本，能使企業獲得最佳經濟效益。

（2）某金礦經北京有色冶金設計研究總院和長沙礦山研究院可行性研究，確定生產規模為1200 ～1500t/d，經進一步優化，確定生產規模1000t/d，是合理的。