采礦方法——vcr開(kāi)采

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1、VCR法開(kāi)采摘要：本文著重探討了用VCR法開(kāi)采在經(jīng)濟(jì)上合理的最小礦塊尺寸。1985年Homstake采礦公司開(kāi)始一項(xiàng)用VCR法開(kāi)采幾個(gè)小礦塊的計(jì)劃。本文將研究這幾個(gè)試驗(yàn)采場(chǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)劃。本文將研究著幾個(gè)試驗(yàn)采場(chǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、地壓控制、布孔方式、二次爆破和出礦問(wèn)題。與機(jī)械化分層充填采礦法和空?qǐng)鏊椒謱硬傻V法進(jìn)行了成本和生產(chǎn)進(jìn)度對(duì)比。前言1977年Homstake礦開(kāi)始研究VCR采礦法，到1983年此法已成為一種十分完整的采礦方法，其采礦量已占地下開(kāi)采量的60%。已證明這種采礦方法開(kāi)采方法開(kāi)采傾角大于60°礦量超過(guò)5萬(wàn)噸的連續(xù)

2、礦塊是卓有成效的。此法的平均人.班勞動(dòng)生產(chǎn)率為35噸，比空?qǐng)鏊椒謱映涮畈傻V法高92%。不適于用大規(guī)模采礦法的不連續(xù)礦體、小扁豆礦體和平伏礦體采用機(jī)械化水平分層充填法進(jìn)行開(kāi)采，平均勞動(dòng)生產(chǎn)率可達(dá)29噸/人班。小量的低品位殘礦用大規(guī)模采礦技術(shù)開(kāi)采在經(jīng)濟(jì)上是不可行的，也難以支持機(jī)械化分層充填采礦法的采準(zhǔn)工程。由于這些原因，Homstake礦開(kāi)始研究改進(jìn)的大規(guī)模采礦法，以便在降低采礦成本的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率和保證作業(yè)安全。為了盡量減少基本投資和加快生產(chǎn)進(jìn)度，設(shè)計(jì)了一種大量減少采準(zhǔn)工程的VCR法改型方案。這種改進(jìn)后的方法稱(chēng)為小

3、礦塊垂直后退式采礦法（SBVCR）。地質(zhì)Homstake金礦位于南達(dá)科他州布萊克山邊的里德。1876年以來(lái)一直在生產(chǎn)，現(xiàn)已開(kāi)采到地表以下2140米水平。礦山有三套前寒武紀(jì)變質(zhì)沉積巖層。這些巖層是多褶皺的向斜和背斜構(gòu)造，這些向斜和背斜向東南傾伏，傾伏角10°～90°，巖層向東北傾斜50°～80°。兩套含礦主巖層為Poorman層（Fmf）和Ellison層（Ef），前者為帶狀明顯的千枚巖—片巖，后者為石英巖—千枚巖。含金層為Homstake層（Hf），是—鎂鐵閃石片巖-菱鎂鐵礦片巖-綠泥片巖。今一般與砷黃鐵礦、磁黃鐵礦和

4、綠泥石共生。礦體形態(tài)從板塊到小的扁豆體群。小礦塊的VCR法開(kāi)采工藝設(shè)計(jì)VCR采礦法乃是在采場(chǎng)上部進(jìn)行切頂和在采場(chǎng)下部進(jìn)行拉底的，在切頂空間向下部拉底空間鉆鑿大直徑深孔開(kāi)采矩形大礦塊的采礦方法。根據(jù)其最初的概念，應(yīng)當(dāng)從下部拉底空間以水平分層逐層向上后退爆破這些大直徑深孔，每次爆破后要放出的礦石量應(yīng)足以形成下一次爆破所需的補(bǔ)償空間。從布置在下部拉底層的出礦巷道出礦。這些出礦巷道正交于下盤(pán)，并與運(yùn)輸平巷連通。設(shè)計(jì)參數(shù)包括：.礦體的傾伏角和傾角要大于60°，以使礦石能向下溜放到出礦巷道；為使炮孔傾斜最小，從切頂層到拉底層的距離

5、應(yīng)保持在46米以?xún)?nèi)；采場(chǎng)寬度和長(zhǎng)度應(yīng)決定于礦體邊界和地壓控制要求?？筛鶕?jù)金剛石鉆探資料估算的地質(zhì)礦量選擇滿(mǎn)足設(shè)計(jì)參數(shù)要求的可行的小礦塊。本文提到的5個(gè)實(shí)際采場(chǎng)的估算礦量界于1.26～4.32萬(wàn)噸，金品位為6.5～4.3g/t。實(shí)驗(yàn)采場(chǎng)的尺寸為：切頂層到拉底層的高度為27～46米，長(zhǎng)8～52米，寬3～46米。因?yàn)樾〕叽缭囼?yàn)采場(chǎng)負(fù)擔(dān)不了很高的采準(zhǔn)費(fèi)用，而金剛石鉆探資料有很有限。因此，從其它方面補(bǔ)充資料十分重要。42SA-9L-4700水平的綜合資料最全面。此采場(chǎng)的資料來(lái)自3個(gè)金剛石探礦孔、拉底層頂板采樣、切頂層的繪圖和從一

6、個(gè)穿過(guò)礦體的鉆孔繼續(xù)鉆孔的幾個(gè)深孔。42SA-9L-4700采場(chǎng)是5個(gè)實(shí)例中最小的一個(gè)采場(chǎng)，采用了金品位為4.5g/t的金礦石1.47萬(wàn)噸。底盤(pán)向東南傾斜69°，這一傾角是在為克服自然安息角所要求的最小值60°的范圍以?xún)?nèi)。最大限度的減小貧化對(duì)于開(kāi)采小礦塊的經(jīng)濟(jì)合理值是最為重要的。用潛孔鉆機(jī)鉆鑿采礦深孔的偏斜可達(dá)4.5米，當(dāng)小礦塊的寬度只有5米時(shí)，這可能會(huì)使貧化率達(dá)到100%。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可用測(cè)繩標(biāo)繪炮孔，如有必要可補(bǔ)鉆一些炮孔。為了確定小礦塊的邊界參數(shù)，采用干式鉆進(jìn)采樣器集中最有成效。如果在采場(chǎng)端部炮孔中采集的式

7、樣是廢石，則不必再鉆進(jìn)該排的其余炮孔和不爆破廢石中鉆進(jìn)的炮孔。根據(jù)小礦塊的綜合資料。這種采礦方法的平均貧化率為44%，而大礦塊VCR法的貧化率為25%，機(jī)械化水平分層充填法的貧化率為15%，空?qǐng)龇謱映涮畈傻V法為10%。由于貧化率很大，所以控制炮孔偏斜和采用邊界炮孔的干式采樣邊界炮孔的干式采樣對(duì)于品位控制具有重要意義。巖層控制因?yàn)樾〉V塊往往是孤立的和要求較小的拉底和切頂空間，所以用錨桿和金屬網(wǎng)常常就足以控制住巖層。一般就無(wú)需要采用大礦塊所用的那種長(zhǎng)12~18米的錨索支護(hù)上盤(pán)。在機(jī)械化水平分層充填法或空?qǐng)鏊椒謱映涮罘ㄖ校?/p>

8、每一分層都有巖層控制問(wèn)題，而在VCR法中只需控制切頂層和拉底層以及出礦巷道。在5個(gè)試驗(yàn)采場(chǎng)中有3個(gè)采場(chǎng)不要求使用長(zhǎng)錨索。40-41SB-17L-4700和42-43SB-17L-4700兩采場(chǎng)是例外的，其切頂層的尺寸分別為43*21米和43*26米，都要從切頂層沿上盤(pán)用長(zhǎng)錨索支護(hù)。在42-43SB采場(chǎng)切頂層留了6*12米的穩(wěn)固的礦