銅山銅礦開采方案初步研究

陳 琪，趙德偉，楊慶軍

(黑龍江省冶金設(shè)計規(guī)劃院，哈爾濱150040)

銅山銅礦位于嫩江縣北北東方向160千米處，行政區(qū)劃隸屬于嫩江縣管轄。銅山銅礦為中溫?zé)嵋盒偷V床，工業(yè)類型為斑巖型礦床。礦石自然類型為硫化礦石。礦石工業(yè)類型為含鉬銅礦石。開采范圍內(nèi)地質(zhì)礦量約5 000萬t，采出品位約為0.5%，品位較低，選擇高效、低成本的開采方案對礦產(chǎn)資源利用和企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要的意義。

1 開采方案

1.1 開采范圍

由于銅山礦床埋藏深、儲量大、礦體走向長，為合理利用礦產(chǎn)資源，減少一次性投資，同時考慮勘探程度的高低，綜合分析，對該礦床分期開發(fā)建設(shè)。開采最低標高確定在(一期工程)30m，開采對象為30m標高以上的Ⅰ、Ⅱ號礦體，Ⅰ、Ⅱ號礦體勘探程度和控制程度高，儲量可靠，可作為礦山建設(shè)開發(fā)的依據(jù)，生產(chǎn)規(guī)?？蛇_10 000t/d，服務(wù)年限23年，具備分期開采條件。

1.2 開采順序及首采地段

礦區(qū)總的開采順序為先進行一期開采，在一期開采過程中對一期190m標高以下Ⅲ號礦體和二期深部Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦體進行補充勘探，一期結(jié)束后進行二期開采。

本次設(shè)計開采順序為露天和地下同時基建，根據(jù)礦體的空間賦存關(guān)系，露天開采Ⅰ號礦體與地下350m標高以上開采Ⅱ號礦體互不干擾，可實現(xiàn)露天與地下聯(lián)合開采。

由于礦體下盤受銅山斷層的影響，為確?；夭砂踩?，在同一分段內(nèi)由下盤至上盤回采。

采用無底柱分段崩落法開采，各分段由上而下逐分段開采，地下開采首采地段確定為350m階段。

1.3 露天開采

露天開采年產(chǎn)礦石150萬t/a，年剝巖量210萬t/a，年采剝總量360萬t/a，均衡生產(chǎn)剝采比1.4t/t。

臺階高度12m，每兩個臺階并段，最終臺階坡面角:65°，生產(chǎn)臺階坡面角:65°。露天采場頂部最高標高532m，露天采場底標高430m，露天采場最大采深102m。

本礦露天開采部分開采年限較短，根據(jù)礦床埋藏條件和地形條件，礦山開拓采用公路開拓汽車運輸方式。

坑線布置為螺旋固定坑線?？泳€(初始底寬20m，最終底寬10m)最大縱坡8%、最小曲率半徑25m，寬10m。采場最低水平430m，出入溝設(shè)在露天采場西北側(cè)，出口標高為522m。設(shè)計臺階高為12m，每兩個臺階并段，最終形成502m、478m、454m及430m共4個臺階。

根據(jù)露天采場年采剝礦巖量，確定采用KQG150潛孔鉆機穿孔、4m3電鏟鏟裝、32t自卸汽車運輸?shù)V巖，另配備PC220反鏟液壓挖掘機一臺用于大塊礦巖的破碎及輔助作業(yè)，ZL50前裝機一臺用于輔助作業(yè)。

1.4 地下開采

地下開采生產(chǎn)規(guī)模為300萬t/a。

銅山銅礦床屬規(guī)模大但品位低的礦床，礦體厚大、在開采技術(shù)條件上，由于礦體受銅山斷層控制，部分礦體與斷層平行產(chǎn)出，該區(qū)域礦巖穩(wěn)定性較差。宜采用崩落法、充填法。充填法能提高回收率，降低貧化率，有利于控制地壓和保護地表生態(tài)環(huán)境，但充填工藝復(fù)雜，需2～3步驟回采，厚大部分需留縱向和橫向礦柱，礦柱比例大，為回收礦柱，臨近礦柱的采場需采用膠結(jié)充填，投資和生產(chǎn)成本較高。由于礦區(qū)內(nèi)地表允許塌陷，礦石有益元素品位低，且圍巖含有品位，設(shè)計推薦采用無底柱分段崩落法方案。無底柱分段崩落法回采工藝及生產(chǎn)管理簡單，容易實現(xiàn)大型機械化、無軌化，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)成本低?；夭刹捎胹imbarH1354電動液壓臺車，出礦設(shè)備選用LH514E型電動鏟運機。

開拓系統(tǒng)采用主、副井加輔助斜坡道開拓方案，該方案具有初期投資小、運行費用低、設(shè)備維修量少、管理簡單、減小通風(fēng)量及降低通風(fēng)成本等優(yōu)點，借鑒國內(nèi)大型礦山生產(chǎn)實際情況，該開拓方案應(yīng)用實例較多，同時考慮深部礦體開采對現(xiàn)有開拓系統(tǒng)的延用。

坑內(nèi)運輸采用有軌電機車運輸方案。礦石采用14t架線式電機車雙機牽引6m3底側(cè)卸式礦車運輸。生產(chǎn)的礦石通過采區(qū)溜井由振動放礦機裝入6m3底側(cè)卸式礦車內(nèi)，由14t電機車雙機牽引至井底車場，卸入礦石溜井，經(jīng)地下破碎系統(tǒng)破碎，由主井箕斗提升至地表礦倉，經(jīng)皮帶運至選廠;巖石通過采區(qū)廢石溜井，裝入2m3曲軌側(cè)卸式礦車，由10t電機車牽引至井底車場，卸入廢石溜井，由主井箕斗提升至地表廢石倉，由汽車運至廢石場。

銅山銅礦屬于大型地下礦山，礦體規(guī)模大，連續(xù)性較好，坑內(nèi)巷道縱橫交錯，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜。因此，地下通風(fēng)系統(tǒng)必須可靠、有效，以保證采場及各工作面具有足夠的風(fēng)量。根據(jù)礦體賦存情況，選用的采礦方法，確定的開拓方案，本設(shè)計選擇對角雙翼式通風(fēng)系統(tǒng)，多級機站通風(fēng)方式。為了保證地下通風(fēng)效果，共布置3條專用風(fēng)井。主入風(fēng)井、東風(fēng)井和西風(fēng)井。根據(jù)地下作業(yè)需風(fēng)點的主要分布情況，將地下劃分為采場、階段運輸水平、破碎系統(tǒng)三個通風(fēng)區(qū)。通風(fēng)計算采用了澳大利亞ventsim礦井三維通風(fēng)仿真系統(tǒng)對整個通風(fēng)網(wǎng)路進行了解算。計算結(jié)果:礦山全礦總需風(fēng)量為:409m3/s。

2 投資分析

銅山銅礦改擴建工程總投資約20 000萬元，年均利潤總額約9 000萬元，投資回收期(稅后)7年，財務(wù)內(nèi)部收益率(稅后)16%，各種經(jīng)濟指標較好。本項目的建設(shè)能給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益，對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展起到積極的促進作用。

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