中小型金礦深部礦體開采可行性分析

趙占國

摘 要：礦山可行性研究指在開采資源以及利用礦山資源時(shí)對其進(jìn)行一個(gè)可行性分析、調(diào)研工作等。該文以宣化縣盛德礦業(yè)有限責(zé)任公司的深部金礦開采為工程背景，在分析礦床開采技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，對礦山的開采方式、開采范圍、采礦方法、生產(chǎn)系統(tǒng)及輔助生產(chǎn)設(shè)施、總圖運(yùn)輸進(jìn)行了設(shè)計(jì)與可行性分析。初步確定采用豎井開采方式，淺孔留礦法開采，給出了相應(yīng)的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水及通訊設(shè)備。

關(guān)鍵詞：中小型 金礦 深部礦體 開采方案 可行性分析

中圖分類號(hào)：TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（c）-076-02

1 宣化縣盛德礦業(yè)概況

1.1 自然地理情況

該礦區(qū)位于宣化縣縣城55°方位，直距40 km。行政區(qū)劃隸屬于河北省宣化縣東望山鄉(xiāng)張全村管轄。礦區(qū)中心地理坐標(biāo)：東經(jīng)115°15′30″，北緯40°42′30″。礦區(qū)面積1.4942 km2。礦區(qū)至張小線有簡易公路相通交通方便。地勢北高南低區(qū)內(nèi)海拔高度多在910 m以上，最高1073 m，最低910.6 m，相對高差為162 m。本區(qū)屬海河流域永定河水系上游洋河的一個(gè)支流。本區(qū)屬較干旱中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫5.7℃，一月平均氣溫-11.7℃，7月平均氣溫20.9℃。干旱少雨雨量多集中在7～8月份年平均降水量423 mm平均無霜期140天左右。

1.2 地層

區(qū)內(nèi)出露主要地層為太古界桑干群和第四系覆蓋層。

1.2.1 太古界桑干群水地莊組（Ars）

區(qū)內(nèi)大面積出露。主要巖性為：角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長變粒巖、含榴角閃二輝斜長麻粒巖上部夾數(shù)層薄層狀磁鐵石英巖。

角閃斜長變粒巖：黑綠色粒狀變晶結(jié)構(gòu)塊狀構(gòu)造主要礦物成分為斜長石、角閃石次要礦物為石英偶見輝石及黑云母。綠泥石化較普遍其他還有鉀長石化、絹云母化等。

地層產(chǎn)狀：170-220°∠52-79°。

1.2.2 新生界第四系（Q）

分布于地形低緩處及溝谷內(nèi)。以黃色砂土、亞砂土及沖積物、殘坡積物為主。

1.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有兩條斷裂構(gòu)造（F1、F2、F3）均為小型斷層產(chǎn)狀70°∠71°地表見為0.5 m的破碎帶坑道中未見。對礦體沒有破壞作用。

1.4 礦體地質(zhì)特征

礦床屬中-低溫巖漿熱液金礦床。經(jīng)過兩個(gè)階段的勘探（1985、1993年）和礦山自籌資金探礦到2011年區(qū)內(nèi)共查明工業(yè)礦體27個(gè)全部賦存在q11、12礦化帶中工業(yè)礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出單個(gè)工業(yè)礦體長幾十米～近千米，厚0.2～2.7m礦體產(chǎn)狀與礦化帶基本一致分枝裂隙中充填的礦體走向近南北傾向東，傾角28～49°?，F(xiàn)僅對近期礦山探礦發(fā)現(xiàn)的四個(gè)礦體（q11、12主05-Ⅰq11、12主05-Ⅱq11、12主08-Ⅰq11、12支1號(hào)礦體）進(jìn)行可行性分析。

1.4.1 q11、12主05-Ⅰ號(hào)礦體

2005年礦山探礦發(fā)現(xiàn)分布在q11、12號(hào)主礦化帶中位于Ⅰ-Ⅲ勘查線840～720m中段間由800 m、760 m、720 m中段平硐工程控制。礦體長253 m，斜深130 m，厚度0.85-1.5 m，平均0.93 m。金品位1.78～6.28（10-6），平均3.92（10-6）。賦存標(biāo)高818～698 m?？傮w產(chǎn)狀走向318°，傾向48°，傾角66-68°。

礦體目前720 m標(biāo)高以上已基本采空。

1.4.2 q11、12主05-Ⅱ號(hào)礦體

2005年礦山探礦發(fā)現(xiàn)分布在q11、12號(hào)主礦化帶中位于Ⅳ-Ⅶ勘查線840～720 m中段間由840 m、800 m、760 m、720 m中段平硐工程控制。礦體長385 m，斜深170 m，厚度0.45～2.70 m，平均1.11 m。金品位0.67～7.25（10-6），平均3.17（10-6）。賦存標(biāo)高856～698 m?？傮w產(chǎn)狀走向321°，傾向51°，傾角64～69°。

礦體目前720 m標(biāo)高以上已采空。

1.4.3 q11、12主08-Ⅰ號(hào)礦體

2008年礦山探礦發(fā)現(xiàn)分布在q11、12號(hào)主礦化帶中位于Ⅷ勘查線760～840 m中段間由760 m、800 m、840 m中段平硐工程控制。礦體長85 m，斜深95 m，厚度0.6～1.35 m，金品位0.3～8.53（10-6）平均4.99（10-6）。賦存標(biāo)高738～840 m?？傮w產(chǎn)狀321°，傾向51°，傾角67°。

礦體760m標(biāo)高以上已采空。

1.4.4 q11、12支1號(hào)礦體

2009年礦山探礦發(fā)現(xiàn)分布在q11、12號(hào)主礦化帶上盤的分枝裂隙中位于XVI勘查線兩側(cè)646-611 m中段間由646 m、611 m中段沿脈工程控制。長146 m，斜深86 m，厚0.1～1.69 m，平均0.77 m。金品位2.87～12.56（10-6），平均3.57（10-6）。賦存標(biāo)高656-599m?？傮w產(chǎn)狀由北向南走向348°漸轉(zhuǎn)為9°，傾向東傾角28-49°。

2 宣化縣盛德礦開采可行性分析

2.1 礦床開采方式

礦山為經(jīng)營多年的老金礦原設(shè)計(jì)采用豎井-盲斜井-平硐聯(lián)合開拓地下開采。采礦方法主要為淺孔留礦法在支脈局部采用全面法。部分地段采用殘采和探采結(jié)合的方法盡可能的回采原有設(shè)計(jì)允許留設(shè)的礦房、礦柱等。

q11、12主05-I、q11、12主05-II、q11、12主08-I礦體呈脈狀或透鏡狀沿走向及傾向較穩(wěn)定傾角67°左右。由40m段高的沿脈平硐或穿脈平硐控制。屬極傾斜薄礦體。

q11、12支1礦體呈透鏡體。沿走向及傾向較穩(wěn)定傾角28-49°平均40°。

地下開采優(yōu)勢明顯因此選擇地下開采方式。

2.2 礦床開采范圍

本次設(shè)計(jì)開采礦區(qū)范圍內(nèi)的q11、12主05-I、q11、12主05-II、q11、12主08-I礦體、q11、12支1號(hào)礦體。設(shè)計(jì)采礦標(biāo)高500～700m。本次設(shè)計(jì)利用（122b+333）礦石儲(chǔ)量6×104tAu金屬量：219 Kg。平均品位Au3.65g/t。

（122b）礦石量1.2×104tAu金屬量：44 Kg。平均品位Au3.77 g/t。

（333）礦石量4.8×104tAu金屬量：175 Kg。平均品位Au3.77 g/t。

2.3 采礦方法

采礦方法的選擇取決于礦體產(chǎn)狀、礦巖穩(wěn)固性及礦山總體裝備水平、生產(chǎn)規(guī)模。

該礦主礦體具有急傾斜薄礦體的賦存特征和開采技術(shù)條件結(jié)合現(xiàn)有的采掘裝備水平綜合論證確定采用淺孔留礦法作為主要開采方法。當(dāng)支1號(hào)礦體的傾角變緩、厚度變薄時(shí)則改用全面法開采全面法使用比例為17%。

2.4 生產(chǎn)系統(tǒng)

2.4.1 礦井提升

提升容器的選擇。盲斜井設(shè)計(jì)均初選JTP-1.2×1.0型單繩纏繞式提升絞車該提升絞車最大靜張力為30 kN電機(jī)功率75 kW。盲斜井井口安裝安全門斜井裝備“一坡三擋”等設(shè)備。

根據(jù)礦石量提升斜長等參數(shù)主斜井采用單鉤礦車組提升系統(tǒng)。選用JTP-1.2礦用提升絞車 電動(dòng)機(jī)型號(hào)YR315M-6功率75 kW。每次提2輛0.5 m3翻斗車。

由于該礦礦體走向較長，約2.5 km長，故約400～800 m設(shè)計(jì)一條斜井經(jīng)計(jì)算斜井提升能力為3萬t/a?？梢詽M足礦山年產(chǎn)2萬t的要求。

為確保礦山安全生產(chǎn)距井口25m處的井筒內(nèi)由現(xiàn)場自行設(shè)置撈車器并設(shè)置完善的聲光信號(hào)系統(tǒng)。

2.4.2 礦井通風(fēng)

（1）礦井風(fēng)量及風(fēng)阻。

風(fēng)井的風(fēng)量：33.378 m3/s

礦井負(fù)壓：1770.72 Pa

計(jì)算風(fēng)量Qj=38.38 m3/s

計(jì)算風(fēng)壓Hj=1970.72 Pa

（2）主扇選擇。選用1臺(tái)DK40-№16型礦用節(jié)能風(fēng)機(jī)每條風(fēng)井配置1臺(tái)能滿足井下風(fēng)量和負(fù)壓的要求。風(fēng)機(jī)性能規(guī)格（見表1）。

為確保獨(dú)頭掘進(jìn)工作面和阻力大的采礦作業(yè)面有足夠的新鮮風(fēng)流礦山配JK58-1No3.5局扇8臺(tái)（其中2臺(tái)備用）輔助通風(fēng)。

為抑止粉塵采用濕式鑿巖；裝礦及其他產(chǎn)塵點(diǎn)采用噴霧灑水；巷道壁定期清洗。備用相同功率電機(jī)1臺(tái)該風(fēng)機(jī)為雙向通風(fēng)機(jī)當(dāng)需要反風(fēng)時(shí)反轉(zhuǎn)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。

（3）局扇選擇。對粉塵濃度大的作業(yè)地點(diǎn)及通風(fēng)困難的獨(dú)頭掘進(jìn)巷道、采場等在利用主扇的基礎(chǔ)上使用局扇進(jìn)行輔助通風(fēng)。

根據(jù)這些掘進(jìn)工作面的通風(fēng)距離和所需風(fēng)量可供選用的局扇型號(hào)有：JK58-1No3.5局扇風(fēng)量3.0 m3/s風(fēng)筒直徑Ф350 mm送風(fēng)距離100 m電機(jī)功率5.5 kw。

2.4.3 礦井排水

設(shè)計(jì)依據(jù)：根據(jù)井下日常涌水量30～42 m3/d采用三倍法預(yù)測最大涌水量126 m3/d排水高度480 m井下在500 m設(shè)計(jì)水倉利用現(xiàn)有700 m兩個(gè)水倉井下水經(jīng)500 m、700 m兩級(jí)泵站接力排至地表進(jìn)行排水設(shè)備的選型。

700 m泵房選擇D46-50×7離心泵2臺(tái)流量33 m3/h揚(yáng)程394 m電機(jī)功率75 kW和D85-45×7離心泵1臺(tái)，排水管路采用兩條無縫鋼管管徑Φ50×3.5 mm管路經(jīng)由豎井至地表高位水池。正常排水時(shí)一條管路工作一條管路備用最大涌水量時(shí)兩條管路同時(shí)工作回水全部排入地表高位水池。

580 m泵房選擇D46-50×7離心泵3臺(tái)流量33 m3/h揚(yáng)程394 m電機(jī)功率75 kW排水管路采用兩條無縫鋼管管徑Φ50×3.5 mm管路經(jīng)由斜井至700 m水倉。正常排水時(shí)一條工作一條備用，最大涌水量時(shí)兩條同時(shí)工作。

2.5 輔助生產(chǎn)設(shè)施

（1）供電。礦山用電來自宣化縣供電公司小吳營變電站10 kV高壓輸電線已經(jīng)架設(shè)至礦區(qū)。1020 m平硐附近設(shè)變電所一座所內(nèi)設(shè)置主變壓器、計(jì)量柜、配電柜柜內(nèi)設(shè)有隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、自動(dòng)保護(hù)繼電器等井下負(fù)荷通過隔離變壓器、電纜送入井下。

礦山變電所電容柜在低壓側(cè)集中無功補(bǔ)償補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.95。

750 m中段分別設(shè)配電間為井下水泵局扇以及照明等供電。

礦山已有250 kV變壓器1臺(tái)中性點(diǎn)接地通過低壓架空線向地面設(shè)備供電。

設(shè)隔離變壓器325 kVA變壓器1臺(tái)通過主豎井電纜向井下設(shè)備供電。該礦為地下開采礦山主豎井提升機(jī)和排水泵為Ⅰ級(jí)負(fù)荷礦山在井口配備200GFQ（200 kW）柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。

礦變電所以放射方式配電井下主運(yùn)輸巷道照明電壓220V采掘工作面照明電壓36V。

（2）通訊。根據(jù)生產(chǎn)和行政管理的需要全礦設(shè)行政管理電話和調(diào)度電話等通訊設(shè)施。礦山設(shè)程控電話2部分別安裝在生活區(qū)及辦公室構(gòu)成對外聯(lián)絡(luò)的通訊網(wǎng)。為保證生產(chǎn)管理及應(yīng)急通訊方便快捷設(shè)計(jì)安裝一部型號(hào)為HD262型磁石交換機(jī)作為生產(chǎn)調(diào)度總機(jī)與井下重要崗位聯(lián)系從而構(gòu)成內(nèi)部通訊網(wǎng)。

2.6 總圖運(yùn)輸

本次設(shè)計(jì)該礦由：采礦坑口、廢石場、生活福利設(shè)施及地表防洪工程等車間、部門組成。

3 結(jié)語

在分析礦床開采技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，對礦山的開采方式、開采范圍、采礦方法、生產(chǎn)系統(tǒng)及輔助生產(chǎn)設(shè)施、總圖運(yùn)輸進(jìn)行了設(shè)計(jì)與可行性分析。初步確定采用豎井開采方式，淺孔留礦法開采，給出了相應(yīng)的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水及通訊設(shè)備。有待在今后的初步設(shè)計(jì)中做進(jìn)一步深入的研究與論證，以確保礦山安全、經(jīng)濟(jì)、高效地開發(fā)利用礦產(chǎn)資源。

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