武山铜矿采掘工艺流程简介.ppt

江铜集团武山铜矿采矿车间,武山铜矿采掘工艺流程简介,主讲人：彭小刚,一、地质概况,武山铜矿由南北两个矿带,118,个矿体组成，北矿带东西走向，长度达,1600,多米，平均厚度,8-15,米，矿体倾角约,45,-55,，矿体埋深达负,800,米（少数钻孔控制，要深部探矿，可控采矿在负,400,以上），主要以,1-7,号矿体，矿体以,cupy,为主，矿石暴露久易氧化自燃，且有一定的粘性，不稳固，深部以含铜碳酸盐为主，平均,cu%,为,0.8%-1.1%,平均,S%,为,11%,，上部矿体品位较高,矿体伴生有金、银、砷、碲等贵重或稀有元素，矿体下盘为砂岩稳固,上盘为碳酸盐和高岭土及铁帽不稳固。南矿带成马蹄型，东至小孤山，南到黄桥老中学边，西到周家公路，与北矿带平均相距约,400,米，沿矿体分布走向长,2400,米。矿体相对比较陡，倾角大于,55,，以,cusk,为主稳固，也有部分碳酸盐矿不稳固，主要开采的矿体有,8cu,、,9cu,、,12cu,、,15cu,、,17cu,、,28cu,，围岩有矽卡岩和大理岩稳固，不稳固的岩石有风化的花岗闪长斑岩和煌斑岩。平均,cu%,为,1%,，,S,为,4-5%,。可控采的深度也为负,400,米，以后逐渐向北倾与北矿带富集在一块。从,2000,年股改评估还可采金属量约,50,万吨。,二、主要开拓工程,武山铜矿是大型地下开采的有色金属矿山，主要采用竖井加斜坡道开拓方式。一期工程中段高度为,40m,，,-160m,后改为,50m,，中段水平开拓采用沿脉加穿脉形式，根据矿体产状和围岩稳定情况，在下盘（南带部分在上盘）离矿体,50m-60m,布置沿脉巷道，根据采矿方法所需的采准工程布局（矿块沿走向长,75m-100m,）及结合生产探矿需要按,50m-100m,布置穿脉。,各主要工程如下：,1,、老主井：（,93086,，,68906,），,4.5m,地表标高约,+145,米，一期工程到负,160,米，铁板给矿机在,-120,米给矿，箕斗提升。二期工程延深到,-310,米,溜破系统在,-237m-260m,。采用振动放矿并配气缸闸门，在,-245m,设有皮带道。单箕斗提升。主要提升矿石。,2,、北副井：（,93042,，,68854,），,5.5m,地表标高为,+110m,一期工程到,-160m,九八年后延深到,-310m,现在三期工程已延深到,-610m.,一、二期工程主要下放人员，材料，提升废石。三期后不是主要提升废石的通道。属于双罐单车，双层缠绕滚筒木罐道提升。,3,、新主井：（,93142.57,68919.73,），,5.6m,，地表标高为,+145m,，在,+120m,设有矿石和废石主皮带道的平窿，上部设有矿石仓和废石仓，下部也是铁板给矿。,14m,双箕斗提升。溜破系统设在,-510m,，铁板给矿机给矿到颚破机入成品仓到,-540m,，再由铁板给矿机给到胶带输送机上送到计量斗，箕斗提升到地表矿仓。同一高度在,-540m,，废石井振动放矿到胶带输送机上也可装箕斗提升到地表废石仓。新主井粉矿回收在,-610m,。,4,、新南副井：（,92117,，,68899,）,5.5m,，属于单罐双车多绳磨擦提升。一期工程到,-260m,，二期工程到,-460m,。井口标高为,+52m,。,5,、老南副井：（,92900,，,69982,）,5.5m,，井口标高,+63m,，井底到,-80m,。属于北矿带的开采移动区，以后要报废。,6,、北矿带的东西风井,3.6m,，分中段延深。以前主扇和风硐设在地表。现深部通风改造后主扇硐室在,-160m,。电机功率为,75kw,，一台工作，一台备用。轴流抽出式。,7,、南东风井（,92340,，,70090,），主扇设在地表。功率为,380kw,，后改造成用两台,200KW,的电机，轴流抽出式。,8,、主斜坡道（井口：,93110,，,68060,。,+36m,），净宽,4.2m,高,4.1m,坡度为,14%-15%,。现开拓到,-320m,。主要下放无轨设备和运输人员及材料。中段折返式。,9,、主溜井：一、二期工程主溜井直径,3m,，三期工程,4m,（且配了双层钢筋），布置在北矿带的下盘，南带矿石通过中段南北运输巷运到主溜井。,10,、充填井（,92363.17,69587.50,）,3m,只有小孤山设有到,-40,的充填井,北充填站和武山村为充填钻孔,.(,都属于管道自溜输送,).,北带钻孔到,-40m,后再由充填井到,-160m,。,11,、其它硐室工程：,水仓和水泵房，北矿带在,-160m,、,-310m,、,-460m,都设有水仓和水泵房，在,-610m,设有临时水仓。南矿带在,-210m,、,-460m,设有正规的水仓和水泵房。三期工程结束后北带只在,-460m,设一正规水仓，井下水直接抽到地表水池，,-610m,小水仓的水抽到,-460m,。,每个中段南北各设有两个采区变电硐室。现牵引变电硐室都在,-160m,。南北各有一个井下临时炸药库，现都设在210m,中段。北矿带在,-160m,设有粉矿井卷扬机硐室。粉矿井从,-160m,现延深到,-510m,。,12,、主要开拓巷道规格：,武山铜矿采用竖井中段开拓方式，,-160m,以上每,40,米高为一个中段，以下改为每,50,米高设一中段。中段水平巷为,-210m,以上为净宽,2.4m,，墙高,2m,的三心拱，采用,10,吨电机车带,2,立方的侧卸式矿车运输,牵引电压为,250,伏,.,三期工程后，改成,20,吨电机车带,3,立方的底卸式矿车运输，中段运输巷道净宽改成,2.8m,净高达,3m,的三心拱巷。,三、采准工程布置及矿块划分,由于武山矿体都是属中厚偏薄矿体，因此都是沿矿体走向,75m-100m,划分一个矿块，宽度为矿体厚度，每个矿块为一个采场或盘区，设有一个溜矿天井和一个泄水井，底部出矿南矿带采用振动放矿（电机功率为,3.5kw,），北矿带采用电耙出矿,(,电机功率为,30kw)90,年引进采用无轨设备后每,10,米设有分段无轨道，北带与主斜坡道相联，南矿带与南中段斜坡道相联。在,-70,米和,-170,米设有南北无轨大巷。无轨运输巷净宽,3m,净高,2.9m.,以后用,2m,铲运机改净宽,3.2m.,采场天溜井断面一般为,2m,2m,或,2m,2.5m,泄水井,1.5m,2.5m,。,四、武山铜矿采矿方法简介,武山铜矿从,1966,年开始建设以来，北矿带起初采用崩落法：高分段崩落，后成低分段崩落及分层崩落，由于矿石易氧化自燃，给安全生产带来了很大的隐患，也造成了很大的贫化损失。,1990,年与北京矿冶总院共同完成了北矿带钢筋混凝土假底下下向进路式水砂充填采矿方法的试验研究，,1992,年完成 了南矿带上向斜壁宽分条水砂充填采矿法试验。两种采矿方法一直沿用至,2005,年，并在实践中不断对采矿工艺进行创新。,2003,年，在北矿带,-160,米中段及,-210,米中段,E1,、,W2,盘区开展双中段开采的试验，成功完成矿块两个中段矿体的回收。为了解决下向坑木支护问题及扩产需要，提高单个采场的生产能力，,2005,年，根据二期扩产工程北矿带设计的分级尾砂下向胶结充填采矿法和南矿带为分段空场嗣后充填采矿法，先选择南矿带,W4,盘区进行下向进路式胶结充填采矿法度试验，取得了成功，,2006,年后推广到北矿试验成功后全面推广。在,2005,年同时在,-160,米中段南矿带,S1,盘区进行分段空场嗣后充填采矿法采矿试验，取得阶段性试验的成功。,现武山铜矿使用的采矿方法为北矿带采用下向水平分层进路式胶结（水砂）充填采矿法，南矿带采用上向分层进路式水砂充填采矿法，分段嗣后充填采矿法还有待进一步研究。具体介绍如下：,（一）、下向水平分层进路式胶结（水砂）充填采矿法：,沿矿体走向布置盘区，长度一般为,75m-100m,，宽度为矿体厚度，高度为中段高度，分段高度,10m,（,-310m,后为,12.5m,），水砂充填分层高度为,3.0m,，胶结充填为,3.5m-4m,。采准工程布置在下盘围岩内，切割时沿矿体下盘界限，沿脉掘进切采进路，断面为,3.0m,3.0m,（胶结充填为,3.5m,3.5m,）。从切采进路两端回采进路，由下盘向上盘推进，由两端向中央逐条进路后退式回采。,回采工艺：,1,、凿岩爆破采用,YT-27,钻机凿岩，孔径为,42mm,孔深为,1.5m,，炮孔利用率,85%,，每面炮进尺为,1.2,米左右，采用乳化炸药爆破，半秒差管配激发火雷管起爆。胶结充填成功后可改用,2,米以上的长钎杆凿岩。,2,、采用局扇压入式通风，污风由溜矿井排至上中段稀释，新鲜风从泄水井下部运输巷引入。胶结充填由于水泥的水化放热反应，采场温度有时达,28,以上，普通压入式通风不能满足要求，应当在采场顺路往下架设回风天井，采用压入和抽出混合式通风。（风机功率一般为,3.5kw-5.5kw,）,3,、采场出矿采用,WJD-0.75,立方电动铲运机,胶结充填后,采场单产能力大大提高,大部分采场采用,2,立方的内燃铲运机。,4,、钢筋混凝土假底下水砂充填的采场采用坑木支护，支护间距不大于,1.1,米，进路回采结束后，平整底板，用,12mm,螺纹钢按,200mm,200mm,网度铺设,300m,厚的钢筋混凝土假底。经养护后，吊管，立隔离板墙再由地表充填站将充填料，经管道水力输送至采场工作面进行充填，水通过采场泄水井排至下一中段，在水泵房集中排出地表。,5,、胶结充填采场回采分条到位后也要平整底板，用,10mm,以下钢筋按,400mm,400mm,网度布设平面筋，同时用长,2,米两头焊衬板的,16mm-18mm,螺纹钢作为竖筋，布设网度为,1600mm,1600mm,，用空心砖砌隔离墙，并预埋排水孔，充填管要采用多点投料方式，防止充填体出现分层离析现象。按设计配比造浆（一期灰砂比为,1,：,4,，充填高度为采场高度的二分之一，二期为灰砂比,1,：,8,，不接顶用水砂补充）通过管道输送到采空区充填。,6,、钢筋混凝土假底下水砂充填存在的问题：,（,1,）采场压力大，安全压力大；,（,2,）消耗大量的坑木；,（,3,）采场生产能力不高；,（,4,）贫化损失率比胶结充填高。,7,、下向胶结充填优点和存在的问题：,优点：（,1,）采场压力小；（,2,）支护量少（最终不支护）；,（,3,）采场能力高；（,4,）适合大型机械化作业；,问题：（,1,）充填工艺复杂；（,2,）管道维护检查工作量大；,（,3,）堵管处理困难；,（,4,）出现任何充填过程中停机都会造成充填质量差。,（二）上向水平分层进路式充填采矿法：,该方法用于南矿带采矿，沿矿体走向布置盘区，长度一般为,100,米，宽度为矿体厚度，中段高,40,米,-50,米，分段高度,10,米，分层高度,3.3,米，底柱高,6.6,米，间柱宽,4,米。采准工程均布置在较稳固的上盘围岩内。,切割方式根据矿体的稳固程度以及进路的布置形式来确定。当矿体较稳固时，切割平巷沿矿体下盘边界掘进，回采进路沿矿体走向布置；当矿体稳固性较差时，切割平巷布置在矿体上盘边界，垂直矿体布置回采进路，由上盘往下盘推进或由盘区中间向两端部推进。分层回采由两端部向中间或下盘向上盘逐条进路回采；中段由下往上逐层回采。工艺使用过程中，根据经验在厚大矿体中部留有间柱。,回采工艺：采用,YT-27,气腿式凿岩机浅孔凿孔，乳化炸药，火雷管，非电导爆管引爆，局扇压入式通风，水泥药卷锚杆局部护顶，爆破后要进行洒水通风撬松石等工序后用,WJD1.5,立方电动铲运机出矿，运至溜矿井。每一回采进路结束后，经平整底板进行水砂充填。江砂通过管道水力输到采空区进行充填,充填水通过滤水挡墙过滤后排到泄水井,充填完,24,小时后进行相邻进路的回采。,上向进路式充填采矿法存在的问题：,（,1,）贫化损失率较大；,（,2,）顶板管理工作量大；,（,3,）大块率高；,（,4,）松石较多。,优点：,（,1,）生产能力较高；,（,2,）适合大型机械化作业。,五、分级尾砂胶结充填工艺流程,（一）地表造浆工艺,原尾砂砂池旋流分级立式砂仓风水造浆,搅拌桶,水泥仓螺旋给料,再经过管道自溜输送到采场空区（如下图）,风水造浆一般情况下只用风，如果砂仓中尾沙浓度太高可先从底部补充一定的水，控制砂浆浓度,60%-68%,（重量比），在搅拌桶中加水泥后浓度达,65%-75%,，所有这些参数都由流量计，浓度计通过电脑控制。,堆场,地沟,高压水,高压水,溢流,溢流,地沟,水,泥,沙仓,沙仓,溢流,沙池,沙泵,螺旋给料机,搅拌桶,旋流器,图二、分级尾沙与立式沙仓联合胶结充填工艺流程图,（二）、井下采空区充填工艺流程,采场回采到位后按采一充一要求必须进行充填，下向胶结充填工艺流程：,1,、清理捣平要充填的采空区；,2,、按技术要求布设钢筋网和竖筋；,3,、沿下分条开采矿壁吊挂充填管并在外口靠泄水井近的地方安装排水阀；,4,、管头开口离掌子面,5-6m,，在离管口,300mm-500mm,位置打根立柱；,5,、按,2-3m,间距在充填管上靠空区侧开,2-3cm2,泄料孔；,6,、用空心砖砌隔水墙并按技术要求预埋排水孔；,7,、对隔水墙进行喷浆并养护,24,小时；,8,、按验收量要求及设计配比进行充填。,9,、灰砂比,1,：,4,充到位后，沉淀,3-4,小时后打开排水孔放水；,10,、排完水后进行第二期,1,：,8,的充填，最后,200-300mm,高用水砂补充填接顶。,六、井下通风系统,建矿初期，以井筒进行独立通风，随着井筒与中段巷道的贯通、中段回风道建成、主扇的安装，逐步形成南、北矿带两个既各自独立又相互联系的通风系统。同时，地面厂房通风设施也不断完善。1974,年建成北矿带通风系统。,1991,年正式建成现有的南矿带通风系统。随着开采深度的增大，老的通风系统不能满足要求，且北矿带地表开采对通风厂房基础产生影响，南矿带主扇有效功低，,2005,年后进行了武山铜矿深部通风改造形成现在的通风系统。,1,、北矿带通风系统,北矿带由中央北副井、主无轨斜坡道进风，最后经由东、西风井排出地面，形成中央进风的对角通风系统。老系统在地面建有厂房，在东风井井口安装一台电机容量为,310kw70B2-21No24,型轴流式风机（老主扇）和一台高效节能,2K58No24,型轴流式风机（新主扇），两风机并联安装，使用新主扇为主，新老主扇互为备用。西风井井安装两台,70B2-21No24,型轴流式风机并联使用。,2005,年和江西理工大学合作完善了武山铜深部通风系统，北矿带主扇和通风厂房设在井下,-160m,，利用了上部风井回风，东风井安装两台,DK-8-No25,对旋轴流式通风机，串联安装，一台电机容量为,220kw,，一般只开一台。西风井安装两台,DK-8-No23,对旋轴流式通风机，串联安装，一台电机容量为,160kw,，一般也只开一台。深部通风完善后，地表主扇进行了拆除。清理了地表的回风导硐。,2,、南矿带通风系统,南矿带通风系统有两种形式：分区通风和系统通风。分区通风主要运用在,-80m,以上中段，形成东、西、南、北、中五个分区通风系统，分区风井没有专用风道与各矿块连接，不能采用贯穿风流通风，工作面通风条件差。系统通风主要由新、老南副井进风，南东风井回风的非典型侧翼对角抽出式通风系统，即在南东风井主扇负压作用下，地面新鲜空气由新、老南副井进入，经,-210m,、,-160m,、,-120m,等各中段及各采掘面，污风由各采掘工作面上升到上一中段回风道集中排放到南东风井后排出地面。南东风井井安装一台电机容量为,380kw62A14-11No2a,型轴流式风机。由于该风机有用功效只有,25%,，为完善深部通风系统，,2005,年同时对南东风井进行了改造，重新施工了一个地表通风导硐，再安装了两台电机容量为,200kwDK-8,型轴流式风机，串联使用。老主扇也可以替换使用。,3,、掘进工作面通风,井巷开拓、采准、和采矿工作为巷道型向前掘进。均采用局扇和风筒进行局部通风。,“,六井,”,（主井、副井、东风井、西风井、斜井、措施井）施工通风仅用鼓风机向作业面送风，掘进深度超过,50m,用混合式通风，风筒用法兰盘连接。平巷掘进长度在,40m,以下采用单一压入式通风，超过,40m,采用混合式通风。长距离开拓掘进工作面，每,200m,到,300m,串联一台风机，且布置一条专用施工风井。多头工作面掘进则采用并联抽风的形式。天井掘进风筒接到安全棚，采用单一压入式通风方法。一般采场鼓风机和掘进抽风机用,11kw,风机，掘进鼓风机用,5.5kw,风机,近年使用一部分新型节能风机,.,4,、采场通风,南矿带采用上向分层充填采矿法在下盘都设有一个充填通风溜矿井，该井与分层联络道贯通，上部与作为回风道的分段巷道贯通，压入式局扇装在分段铲运道上，污风经分层联络道到充填通风溜矿井排入上部回风道。北矿带采场原采用中段专用回风道与采场溜矿井直接相通，利用溜矿井进行回风，压入式局扇安装在分层联络道口，新鲜风从分段巷道被压入进工作面清洗工作面，污风从溜矿井回到上一中段回风道。胶结充填采矿法使用后，由于水泥的水化作用产生大量的热，采场温度升高，有时高达,38,，普通的从外口压入新鲜风进工作面不能达到降温的目的，经过试验和实践应用，在采场中央靠上分层联络的地方预设一个顺路回风通道，在上部采用抽出式通风直接把热风抽到上中段回风巷起的了很好的效果（如图），对于进路较长的采场还可采用压入式加采场顺路回风抽出式联合通风。南、北矿带采矿技术改造后，上、下中段每,10m,布置一条分段铲运道，由于部分分段铲运道在充填通风溜井与矿体之间，因此，采场工作面的污风无法直接排入溜矿井到回风道而是通过铲运道排出，会产生污风串联现象。,