有色金屬行業(yè)綠色礦山采礦方法現(xiàn)狀淺談

（江西盤古山鎢業(yè)有限公司，江西 于都 342311）

根據(jù)USGS的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球已探測(cè)到的鎢儲(chǔ)量達(dá)330萬噸，主要集中在中國(guó)、俄羅斯、加拿大、越南等國(guó)，其中中國(guó)鎢儲(chǔ)量約占全球總儲(chǔ)量的57%，居世界首位。中國(guó)地大物博，鎢資源分布廣泛而又相對(duì)集中，所探明的鎢產(chǎn)地多達(dá)252處，分布在23個(gè)省區(qū)。僅湖南和江西的鎢儲(chǔ)量便占全國(guó)鎢總儲(chǔ)量的33.8%和20.7%，根據(jù)鎢礦石成分劃分，白鎢礦主要分布在湖南，黑鎢礦主要分布在江西。雖然中國(guó)有著壟斷性的鎢資源儲(chǔ)量，但是鎢機(jī)械化開采歷史短，鎢礦開采技術(shù)的進(jìn)步主要在近30年。隨著高新技術(shù)不斷發(fā)展和采礦經(jīng)驗(yàn)的日漸豐富，鎢開采中出現(xiàn)了多種組合方案，但傳統(tǒng)的采礦技術(shù)如淺孔留礦法依然被廣泛應(yīng)用[1]。

1 淺孔留礦采礦法

自20紀(jì)70年代以來，鎢礦采礦工藝才慢慢成熟，淺孔留礦法是有色金屬和稀有金屬礦山應(yīng)用最廣泛的采礦方法。至今在我國(guó)占有相當(dāng)大的比重，根據(jù)江西和湖南兩省調(diào)查統(tǒng)計(jì)，淺孔留礦法占據(jù)各類采礦方法中的首位，因此淺孔留礦法仍是我國(guó)鎢資源開采的重要技術(shù)[2]。鎢礦脈產(chǎn)狀變化大，無論是按照走向還是傾向，膨脹縮小、尖滅再現(xiàn)、尖滅側(cè)現(xiàn)、分支復(fù)合、分支尖滅、彎曲錯(cuò)動(dòng)等現(xiàn)象在鎢礦普遍存在[3]。礦脈寬度在幾厘米至幾米之間不等，結(jié)合江西鎢礦礦床賦存特性，通過大量礦山經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，采用淺孔留礦法較為實(shí)用。其具有管理方便，可利用礦石自重放礦，采切工程量小，生產(chǎn)技術(shù)易掌握，礦石損失較低，礦塊結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，在結(jié)束采場(chǎng)儲(chǔ)存礦石，有利于后端選礦調(diào)節(jié)井下出礦品位等優(yōu)點(diǎn)。基于這些優(yōu)點(diǎn)成為了鎢礦回采的主要方法，非常適合江西、湖南脈鎢礦床坑內(nèi)開采，下面以江西鐵山垅鎢礦上坪礦區(qū)分析淺孔留礦法。

上坪礦區(qū)是一種高溫?zé)嵋烘u錳鐵礦石英細(xì)脈帶型鎢礦床，其礦脈分布多達(dá)13條，走向80o～90o，向西北傾斜，傾角達(dá)80o以上。礦帶總長(zhǎng)度1300多米，寬度為25m～140m。該礦的主脈厚度為1.5m，大多數(shù)礦脈厚度為0.2m～0.3m。其在開采中用淺孔留礦法進(jìn)行采礦作業(yè)，開拓方式為平硐+盲斜井+溜井聯(lián)合開拓。礦塊長(zhǎng)度為40m～60m，采幅為1m～3m，出礦方式為自溜放礦和電耙耙礦兩種，礦斗間距為4.5m～5.5m，炮孔的排面采用“之”字形或“梅花”形，所用鑿巖機(jī)械為YSP-45型，孔深度為1.8m～2.2m，孔底距離為0.4m～0.6m。其礦塊生產(chǎn)能力為60t每天，鑿巖工效為2m每臺(tái)，出礦工效為60t每臺(tái)，損失率為5%，貧化率為65%。

2 有底柱分段崩落采礦法

20世紀(jì)采礦方法是淺孔留礦法為主，其技術(shù)發(fā)展非常成熟。21世紀(jì)隨著易采鎢資源的逐年顯著減少，有底柱分段崩落采礦法也隨著廣泛應(yīng)用。柿竹園多金屬礦床是一種云英巖、矽卡巖復(fù)合型鎢多金屬礦床，具有品位高、規(guī)模大、厚度大、礦化好的特點(diǎn)，礦體中具有大量透鏡體產(chǎn)出。礦脈傾向南東，傾角為5o～20o，局部礦脈傾角達(dá)35o。該礦床圍巖穩(wěn)定性非常好，沒有自燃和結(jié)塊現(xiàn)象[4]。其在開采中選擇有底柱分段崩落采礦法，回采時(shí)礦塊垂直盤區(qū)走向布置，在內(nèi)分為多個(gè)階段，每個(gè)階段高度為68m，將每個(gè)盤區(qū)分為多個(gè)礦塊，礦塊東西走向，尺寸為64m（長(zhǎng)）＊35m（寬）＊68m（高），底柱高14m，間柱寬15m，底部結(jié)構(gòu)采用電耙道漏斗式結(jié)構(gòu)，為塹溝進(jìn)路式。采準(zhǔn)切割為先礦房端部，再切割天井，然后切割橫巷，最后上向扇形平行炮孔。礦房回采時(shí)采用YGZ-90型鉆機(jī)鑿向上扇形炮孔，采用YQ-100型鉆機(jī)鉆鑿水平環(huán)形中深孔，平巷和斜坡道的掘進(jìn)采用7655型鑿巖機(jī)。出礦和掘進(jìn)出渣采用WJ-2型柴油鏟運(yùn)機(jī)和ZPJK-14電耙。

以柿竹園多金屬礦區(qū)為例，應(yīng)用有底柱分段崩落采礦法，其礦塊生產(chǎn)能力為300t～400t每天，損失率為9.5%，貧化率為12.9%，相比于淺孔留礦法，具有一定優(yōu)勢(shì)。因此我國(guó)很多地區(qū)近年來開始應(yīng)用有底柱分段崩落采礦法，使采礦效率更高，礦石貧化率更低，經(jīng)濟(jì)效益更好。

3 露天采礦法

在國(guó)外，大型鎢礦山大多采用露天采礦法，其具有采礦量大，效率高，操作方便，安全系數(shù)高，損失率和貧化率低的特點(diǎn)。我國(guó)鎢礦礦床由于地形特征及礦床成因的限制，采用露天采礦的條件有限，只是在局部有利地形條件下應(yīng)用露天采礦法開采鎢礦。例如江西分宜珠江礦業(yè)采用地下地上聯(lián)合開采，其聯(lián)合開采鎢礦時(shí)的生產(chǎn)能力可達(dá)到每天2500噸。其地下采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄟM(jìn)行回采，主要是根據(jù)礦體厚大、急傾斜，礦巖穩(wěn)固性好，礦石品位低，以及上部為露天采礦，在開采期內(nèi)不允許陷落等主要特征，因而未采用淺孔留礦法、分段崩落法。地上則采用露天開采，采用橫向采剝的工藝，前期是山坡露天，后期為凹陷露天。行洛坑鎢礦就是典型的露天開采企業(yè)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明行洛坑鎢礦鎢金屬量達(dá)到30萬噸，是我國(guó)四大鎢礦床的主要地區(qū)。行洛坑鎢礦床位于中等高度山區(qū)，周圍三面環(huán)山，使得該礦區(qū)處于“V”字形的谷底。設(shè)計(jì)開采的礦石儲(chǔ)量多達(dá)1.29億噸，礦產(chǎn)資源的賦存標(biāo)高為300m～816m，礦帶長(zhǎng)度636m，厚度158m。礦脈走向?yàn)楸睎|偏東，傾角為60度～70度。所用的潛孔鉆機(jī)為QQ165型，挖掘機(jī)為日立330型，出礦方式為汽車溜井平硐機(jī)車運(yùn)輸，裝卸汽車是日本三菱20噸自卸型。采用露天采礦使行洛坑鎢礦成為近期我國(guó)鎢礦采礦水平最高的礦山之一，這也是除了淺孔留礦法以外使用最廣泛、開采量最大的鎢采礦方法。以行洛坑鎢礦相關(guān)技術(shù)參數(shù)為例，其每天采礦生產(chǎn)能力可以高達(dá)5500t，每年采礦規(guī)模為165萬噸，鑿巖臺(tái)班效率為135m每臺(tái)，鏟礦臺(tái)班效率為980立方米每臺(tái)，運(yùn)礦臺(tái)班效率為160m3每臺(tái)，其綜合勞動(dòng)生產(chǎn)率相比于淺孔留礦法均有顯著提高。不止如此，露天采礦法時(shí)其損失率僅為4.93%，貧化率僅為4.95%，相比于淺孔留礦法的5%和65%以及有底柱分段崩落采礦法的9.5%和12.9%，具有充分優(yōu)勢(shì)。從采礦能力、損失率和貧化率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析，結(jié)合數(shù)字化和智能化采礦設(shè)備的運(yùn)用，露天采礦法將是未來一段時(shí)間內(nèi)最科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的采礦方法。

4 結(jié)語

很多高效性、安全性的采礦方法因鎢礦床賦存產(chǎn)狀及地質(zhì)條件復(fù)雜性限制，在鎢礦山不能發(fā)揮作用。鎢礦企業(yè)在日常生產(chǎn)中應(yīng)緊密結(jié)合我國(guó)鎢業(yè)發(fā)展史、現(xiàn)狀和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善和優(yōu)化采礦方法，將已有采礦技術(shù)和工藝有效融合，加大科技創(chuàng)新力度，探索無人采礦技術(shù)和遙控機(jī)器作業(yè)，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量，大力提高鎢資源綜合利用。