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對其進行一個可行性分析、調研工作等。該文以宣化縣盛德礦業有限責任公司的深部金礦開采為工程背景，在分析礦床開采技術條件的基礎上，對礦山的開采方式、開采范圍、采礦方法、生產系統及輔助生產設施、總圖運輸進行了設計與可行性分析。初步確定采用豎井開采方式，淺孔留礦法開采，給出了相應的提升、運輸、通風、排水及通訊設備。

關鍵詞：中小型 金礦 深部礦體 開采方案 可行性分析

中圖分類號：TD8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-076-02

1 宣化縣盛德礦業概況

1.1 自然地理情況

該礦區位于宣化縣縣城55°方位，直距40 km。行政區劃隸屬于河北省宣化縣東望山鄉張全村管轄。礦區中心地理坐標：東經115°15′30″，北緯40°42′30″。礦區面積1.4942 km2。礦區至張小線有簡易公路相通交通方便。地勢北高南低區內海拔高度多在910 m以上，最高1073 m，最低910.6 m，相對高差為162 m。本區屬海河流域永定河水系上游洋河的一個支流。本區屬較干旱中溫帶大陸性季風氣候。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

區內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）

區內大面積出露。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層薄層狀磁鐵石英巖。

角閃斜長變粒巖：黑綠色粒狀變晶結構塊狀構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。以黃色砂土、亞砂土及沖積物、殘坡積物為主。

1.3 構造

區內發現有兩條斷裂構造（F1、F2、F3）均為小型斷層產狀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 礦體地質特征

礦床屬中-低溫巖漿熱液金礦床。經過兩個階段的勘探（1985、1993年）和礦山自籌資金探礦到2011年區內共查明工業礦體27個全部賦存在q11、12礦化帶中工業礦體呈脈狀、透鏡狀產出單個工業礦體長幾十米～近千米，厚0.2～2.7m礦體產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°。現僅對近期礦山探礦發現的四個礦體（q11、12主05-Ⅰq11、12主05-Ⅱq11、12主08-Ⅰq11、12支1號礦體）進行可行性分析。

1.4.1 q11、12主05-Ⅰ號礦體

2005年礦山探礦發現分布在q11、12號主礦化帶中位于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）。賦存標高818～698 m。總體產狀走向318°，傾向48°，傾角66-68°。

礦體目前720 m標高以上已基本采空。

1.4.2 q11、12主05-Ⅱ號礦體

2005年礦山探礦發現分布在q11、12號主礦化帶中位于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）。賦存標高856～698 m。總體產狀走向321°，傾向51°，傾角64～69°。

礦體目前720 m標高以上已采空。

1.4.3 q11、12主08-Ⅰ號礦體

2008年礦山探礦發現分布在q11、12號主礦化帶中位于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）。賦存標高738～840 m。總體產狀321°，傾向51°，傾角67°。

礦體760m標高以上已采空。

1.4.4 q11、12支1號礦體

2009年礦山探礦發現分布在q11、12號主礦化帶上盤的分枝裂隙中位于XVI勘查線兩側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）。賦存標高656-599m。總體產狀由北向南走向348°漸轉為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

礦山為經營多年的老金礦原設計采用豎井-盲斜井-平硐聯合開拓地下開采。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合的方法盡可能的回采原有設計允許留設的礦房、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。沿走向及傾向較穩定傾角28-49°平均40°。

地下開采優勢明顯因此選擇地下開采方式。

2.2 礦床開采范圍

本次設計開采礦區范圍內的q11、12主05-I、q11、12主05-II、q11、12主08-I礦體、q11、12支1號礦體。設計采礦標高500～700m。本次設計利用（122b+333）礦石儲量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狀、礦巖穩固性及礦山總體裝備水平、生產規模。

該礦主礦體具有急傾斜薄礦體的賦存特征和開采技術條件結合現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。當支1號礦體的傾角變緩、厚度變薄時則改用全面法開采全面法使用比例為17%。

2.4 生產系統

2.4.1 礦井提升

提升容器的選擇。盲斜井設計均初選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電機功率75 kW。盲斜井井口安裝安全門斜井裝備“一坡三擋”等設備。

根據礦石量提升斜長等參數主斜井采用單鉤礦車組提升系統。選用JTP-1.2礦用提升絞車 電動機型號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設計一條斜井經計算斜井提升能力為3萬t/a。可以滿足礦山年產2萬t的要求。

為確保礦山安全生產距井口25m處的井筒內由現場自行設置撈車器并設置完善的聲光信號系統。

2.4.2 礦井通風

（1）礦井風量及風阻。

風井的風量：33.378 m3/s

礦井負壓：1770.72 Pa

計算風量Qj=38.38 m3/s

計算風壓Hj=1970.72 Pa

（2）主扇選擇。選用1臺DK40-№16型礦用節能風機每條風井配置1臺能滿足井下風量和負壓的要求。風機性能規格（見表1）。

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

為抑止粉塵采用濕式鑿巖；裝礦及其他產塵點采用噴霧灑水；巷道壁定期清洗。備用相同功率電機1臺該風機為雙向通風機當需要反風時反轉電機即可實現反風。

（3）局扇選擇。對粉塵濃度大的作業地點及通風困難的獨頭掘進巷道、采場等在利用主扇的基礎上使用局扇進行輔助通風。

根據這些掘進工作面的通風距離和所需風量可供選用的局扇型號有：JK58-1No3.5局扇風量3.0 m3/s風筒直徑Ф350 mm送風距離100 m電機功率5.5 kw。

2.4.3 礦井排水

設計依據：根據井下日常涌水量30～42 m3/d采用三倍法預測最大涌水量126 m3/d排水高度480 m井下在500 m設計水倉利用現有700 m兩個水倉井下水經500 m、700 m兩級泵站接力排至地表進行排水設備的選型。

700 m泵房選擇D46-50×7離心泵2臺流量33 m3/h揚程394 m電機功率75 kW和D85-45×7離心泵1臺，排水管路采用兩條無縫鋼管管徑Φ50×3.5 mm管路經由豎井至地表高位水池。正常排水時一條管路工作一條管路備用最大涌水量時兩條管路同時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臺流量33 m3/h揚程394 m電機功率75 kW排水管路采用兩條無縫鋼管管徑Φ50×3.5 mm管路經由斜井至700 m水倉。正常排水時一條工作一條備用，最大涌水量時兩條同時工作。

2.5 輔助生產設施

（1）供電。礦山用電來自宣化縣供電公司小吳營變電站10 kV高壓輸電線已經架設至礦區。1020 m平硐附近設變電所一座所內設置主變壓器、計量柜、配電柜柜內設有隔離開關、負荷開關、自動保護繼電器等井下負荷通過隔離變壓器、電纜送入井下。

礦山變電所電容柜在低壓側集中無功補償補償后功率因數達到0.95。

750 m中段分別設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臺中性點接地通過低壓架空線向地面設備供電。

設隔離變壓器325 kVA變壓器1臺通過主豎井電纜向井下設備供電。該礦為地下開采礦山主豎井提升機和排水泵為Ⅰ級負荷礦山在井口配備200GFQ（200 kW）柴油發電機作為備用電源。

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

（2）通訊。根據生產和行政管理的需要全礦設行政管理電話和調度電話等通訊設施。礦山設程控電話2部分別安裝在生活區及辦公室構成對外聯絡的通訊網。為保證生產管理及應急通訊方便快捷設計安裝一部型號為HD262型磁石交換機作為生產調度總機與井下重要崗位聯系從而構成內部通訊網。

2.6 總圖運輸

本次設計該礦由：采礦坑口、廢石場、生活福利設施及地表防洪工程等車間、部門組成。

3 結語

在分析礦床開采技術條件的基礎上，對礦山的開采方式、開采范圍、采礦方法、生產系統及輔助生產設施、總圖運輸進行了設計與可行性分析。初步確定采用豎井開采方式，淺孔留礦法開采，給出了相應的提升、運輸、通風、排水及通訊設備。有待在今后的初步設計中做進一步深入的研究與論證，以確保礦山安全、經濟、高效地開發利用礦產資源。

參考文獻

[1] 黃鐵平，韓仕權，謝世強.云浮硫鐵礦尖山區段開發利用方案初探[J].采礦技術，2010，10（2）：8-10.

[2] 翁平.浙江省諸暨市璜山金礦區Ⅰ號礦體開發利用方案研究[J].甘肅科技，2010，26（1）：47-49.

[3] 李向東.甘肅省永靖縣梯子崖—廟溝一帶錳礦資源開發利用方案研究[J].甘肅科技，2008，24（6）：47-49.