博士后礦體“焦家式”采礦法立項(xiàng)建議書

1、黃金集團(tuán)技術(shù)中心技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)建議書項(xiàng)目名稱：“焦家式”礦床安全高效采礦法研究承擔(dān)單位：黃金礦業(yè)（萊州）焦家金礦協(xié)作單位：黃金集團(tuán)技術(shù)中心制2011年6月1日-、立項(xiàng)依據(jù)1、項(xiàng)目的背景、意義，立項(xiàng)的必要性、可行性。1.1項(xiàng)目背景資源整合后的焦家金礦，已經(jīng)是一個(gè)日采選能力達(dá)6000噸的大型地 下開采的黃金礦山，作為“焦家式”破碎帶蝕變巖成礦類型的典型礦床， 比較周邊類似礦山，焦家主礦區(qū)礦體賦存條件更復(fù)雜，礦巖穩(wěn)固性更差， 焦家金礦床屬難采礦床。產(chǎn)于主斷裂面下盤、儲(chǔ)量占礦床總儲(chǔ)量的74.7%的I號脈主礦體為緩傾斜、中厚、破碎礦床特征，平均厚度 16米，走向長度1200米，傾 角25-45。，

2、裂隙節(jié)理特別發(fā)育，礦巖穩(wěn)固性（III到W級，局部地段V 級）差，“倒三角”等危險(xiǎn)地質(zhì)構(gòu)造體海量，破碎粘性、片幫冒頂?shù)裙?程地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)成為制約焦家金礦采礦效率提高的客觀條件；III號礦體群儲(chǔ)量比重17.3%,礦化類型為網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀和脈狀，傾角50°90°, 礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，單個(gè)礦體一般規(guī)模較小，走向長1575m厚度一般23m尖滅-再現(xiàn)、分支-復(fù)合、成群成帶，具有礦脈品位高、 礦體薄、規(guī)模小、鑲布圍大的特點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采礦。從目前工程實(shí)踐看，圍巖大部分地段需要錨桿噴漿支護(hù)，局部地段 需超前支護(hù)。主礦體采礦進(jìn)路寬度 3.0米時(shí)，必須實(shí)施錨桿、木支護(hù)等 手段，小規(guī)模

3、冒頂、片幫、掉塊現(xiàn)象頻繁（見圖片1、圖片2）。圖表2采礦進(jìn)路：錨桿支護(hù)與木支護(hù) i圖3焦家金礦床水平斷面聯(lián)系圖Nsn蚪隹角閃巖黃哉軸英帶化花崗屋碎農(nóng)巖Hjn費(fèi)牧坷匹老化卅*為閃嘗£崗窘Y(jié)n/主斷辰焦家主礦區(qū)為目前焦家金礦生產(chǎn)的主力礦區(qū)，4000噸/日的采供礦能力約占全礦生產(chǎn)指標(biāo)的60%選擇主礦區(qū)采礦技術(shù)難題作為科研攻關(guān)項(xiàng)目， 意義重大。主礦區(qū)始建1975年，設(shè)計(jì)規(guī)模500噸/日，經(jīng)過多次技術(shù)改造，目前 采礦能力4000噸/日，礦區(qū)采用下盤混合豎井-盲豎井，輔助斜坡道、管 纜斜井與兩翼風(fēng)井的聯(lián)合開拓方式?；旌县Q井設(shè)-230m -270米等中段，中段高40米，為目前的生產(chǎn)主力 中段，盲豎

4、井-斜坡道開拓了 -330米等中段，段高60米，為目前生產(chǎn)基 建中段。多機(jī)站通風(fēng)，有軌架線中段運(yùn)輸，溜井漏斗放礦，采場柴油鏟運(yùn)機(jī)或 人工推車出礦，氣腿鑿巖淺孔落礦，構(gòu)成焦家主礦區(qū)井下采礦基本模式。米掘作業(yè)主要設(shè)備表表1-2米掘設(shè)備設(shè)備型號彳設(shè)備臺(tái)數(shù)米掘設(shè)備 鑿巖機(jī)YT27/7655設(shè)備臺(tái)數(shù)98YSP45tzO270 75m3 2D 3 5 m 3 柴油27鏟運(yùn)機(jī)人工推車U.fJIIl、二LJ、III 柴J彳山獨(dú)輪膠車46焦家金礦屬中溫?zé)嵋何g變花崗巖型金礦床，礦體賦存條件復(fù)雜，礦巖 破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，品位變化不均，地表不允許陷落，故選擇采用淺孔 落礦充填采礦法。根據(jù)所處地段開采技術(shù)條件，充填采

5、礦法方案包括上向 水平分層充填采礦法、上向水平分層進(jìn)路充填采礦法和下向水平分層進(jìn)路 充填采礦法，主礦體采礦機(jī)械裝備以氣腿鑿巖機(jī)和 2D柴油鏟運(yùn)機(jī)為主， 皿脈采場仍選擇落后的人工膠輪推車的出礦方式。機(jī)械化水平分層進(jìn)路充填采礦的采準(zhǔn)工程，除了為便于無軌設(shè)備鏟運(yùn) 機(jī)運(yùn)行的分段巷、分段聯(lián)絡(luò)巷、分層聯(lián)絡(luò)巷等工程外，還包括采場順路溜井、充填通風(fēng)井、泄水井和部分功能性硐室如混凝土攪拌硐室等工程，分 段高度為10米，分層高度3.3米，采場沿走向布置，一般采場長 60米, 采場寬度為礦體水平厚度；人工出礦的水平分層進(jìn)路充填采礦法， 采準(zhǔn)工 程由人行井、充填通風(fēng)井、溜井等工程，分層采高3.0米左右，一般采場長60

6、米，采場寬度根據(jù)獨(dú)立礦脈賦存關(guān)系調(diào)整，一般包含臨近多條礦脈，合并回采。客觀評價(jià)焦家金礦現(xiàn)有充填采礦法，比較成功的實(shí)現(xiàn)了破碎礦體安全回米、貴金屬礦床開米貧化損失率低的目標(biāo)，但是該米礦法所固有的米礦效率低、機(jī)械化裝備水平低的缺點(diǎn)，一直是困擾該礦山技術(shù)人員的難題， 尋求安全、高效、低成本采礦技術(shù)突破，礦山技術(shù)人員一直在努力。為實(shí)現(xiàn)做大做強(qiáng)黃金的目標(biāo)，焦家主礦區(qū)要在不足2萬平方米的采礦面積上實(shí)現(xiàn)4000噸/日采礦規(guī)模，需要投入10多個(gè)中段進(jìn)百個(gè)采場，從 業(yè)人員數(shù)百人，雖然平均采礦效率僅僅 40噸，但對于一個(gè)機(jī)械化裝備水 平僅限于氣腿鑿巖機(jī)、采場人工運(yùn)搬占大比例的礦山，已經(jīng)不容易。統(tǒng)計(jì) 表明：人工（含電

7、耙子）出礦采場數(shù)24個(gè)，采礦能力320噸，單采場采礦效 率平均不足14噸，鏟運(yùn)機(jī)出礦采場69個(gè)，采礦能力3700噸，單采場采 礦效率平均53.6噸，最大230噸，機(jī)械化裝備對提高生產(chǎn)效率的貢獻(xiàn)顯 著。項(xiàng)目采場數(shù)（個(gè)）采礦量（噸/ 日）人工出礦24320鏟運(yùn)機(jī)出礦693700下向進(jìn)路采礦法，比重約為15%主要回采對象為“焦家式”金礦床特別破碎（粘性）礦體，采礦效率平均 35噸/日，人工混凝土制作假底, 效率低、質(zhì)量不可控。假底下采礦效率仍然難以提高的原因，在于假底制 作質(zhì)量和充填體強(qiáng)度指標(biāo)。如何讓假底制作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、質(zhì)量高，是實(shí)現(xiàn) 下向進(jìn)路采礦提高效率的關(guān)鍵。上向進(jìn)路充填下向進(jìn)路充填上向分層充填

8、人工1842鏟運(yùn)機(jī)58110技術(shù)裝備不足，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、米礦效率低、人海戰(zhàn)術(shù)的米礦模式， 成為安全高效生產(chǎn)的制約因素。1.2立項(xiàng)的必要性緩傾斜、破碎巖金礦床的安全、高效回米技術(shù)，充填米礦成套工藝技 術(shù)，包括設(shè)備能力匹配、設(shè)計(jì)指標(biāo)優(yōu)化、系統(tǒng)能力匹配等很多課題，涉及 資源狀況、成本、效率等因素，是一個(gè)值得研究的系統(tǒng)。如何實(shí)現(xiàn)緩傾斜破碎礦體安全高效回采，改變目前機(jī)械化程度低、支 護(hù)成本高、支護(hù)方式單一、生產(chǎn)效率低的局面；如何解決充填采礦法工藝 配套問題：使（提升、運(yùn)輸、充填、通風(fēng)等）輔助系統(tǒng)與采礦生產(chǎn)能力相 匹配，設(shè)備配置、能力匹配，采掘充均衡生產(chǎn)，不僅是生產(chǎn)管理問題，難 以在企業(yè)技術(shù)力量下徹底解

9、決，以難采礦體技術(shù)改造、系統(tǒng)間優(yōu)化設(shè)計(jì)為 特征的焦家金礦安全高效低耗采礦法擴(kuò)大能力途徑研究項(xiàng)目，作為集團(tuán)博士后研究課題，很有必要?，F(xiàn)有采礦方法的不足，既是博士后研究課題的主攻方向：1、豐富焦家金礦米礦模式涵，改造現(xiàn)有進(jìn)路米礦法，尋找適合焦家金 礦開采技術(shù)條件的高效安全低耗采礦法;2、提高采礦機(jī)械化裝備水平，焦家金礦安全高效采礦法，離不開機(jī)械 化設(shè)備推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)落后的人工采礦模式，已經(jīng)與數(shù)字化機(jī)械化礦山向 背離，提高焦家金礦采礦效率，離不開皿脈群采礦效率的提高；3、解決下向進(jìn)路采礦效率提高瓶頸：提高假底制作機(jī)械化水平；4、極破碎粘性礦放礦易阻塞溜井，運(yùn)輸困難。1.3項(xiàng)目可行性：焦家金礦目前存在

10、以上制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸，多年的技術(shù)攻關(guān)已經(jīng)為 項(xiàng)目進(jìn)一步開展，做好了技術(shù)、人才、政策等方面的準(zhǔn)備。1、人才方面：焦家金礦作為集團(tuán)公司的骨干礦山，有多年深厚的技術(shù) 積累?，F(xiàn)有在職員工2800多人，其中各類技術(shù)人員300余人，采礦、地 質(zhì)等相關(guān)專業(yè)中高級職稱人才齊全，特別是近年來，通過培訓(xùn)招聘等手段， 吸引了大量優(yōu)秀大中專畢業(yè)身來礦就業(yè)， 注冊安全工程師多人，專業(yè)人才 儲(chǔ)備充足，專業(yè)結(jié)構(gòu)合理。2、政策方面：礦山逐步建立并完善了采掘工程質(zhì)量管理規(guī)定等各 類技術(shù)管理文件、技術(shù)管理機(jī)構(gòu)健全。3、思想方面：上至礦部領(lǐng)導(dǎo)，下至普通礦工，特別是工程管理人員，思想解放、解決生產(chǎn)技術(shù)瓶頸的愿望強(qiáng)烈。4、技術(shù)方面：

11、在集團(tuán)公司科技管理部門的大力支持下，礦山技術(shù)力量 通過與中南大學(xué)等科研單位聯(lián)合攻關(guān)，已經(jīng)在巖石力學(xué)研究和圍巖安全穩(wěn) 固性分級、充填工藝研究、支護(hù)材料試驗(yàn)等方面開展了工作 ，取得了部分 階段性成果，部分科研成果獲國家專利，為下一步深入研究積累了基礎(chǔ)資 料。在提高進(jìn)路機(jī)械化采礦裝備水平，提高采礦效率方面，有待突破。2、該項(xiàng)目完成后達(dá)到的技術(shù)水平、推廣應(yīng)用領(lǐng)域、市場需求前景以及在推動(dòng)集團(tuán)公司經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用。通過項(xiàng)目設(shè)立，有望解決解決粘礦溜井放礦難、溜井高棚阻塞問題； 堅(jiān)硬巖體鑿巖爆破效率低；探索研究應(yīng)用針對不同礦巖條件的安全高 效采礦法；機(jī)械化采礦技術(shù)在破碎薄小礦體中的應(yīng)用?？蒲心繕?biāo)的制定，需要滿

12、足上級領(lǐng)導(dǎo)的企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，滿足焦家金礦 生產(chǎn)經(jīng)營指標(biāo)動(dòng)態(tài)管理要求，在優(yōu)化生產(chǎn)布局的基礎(chǔ)上，提高生產(chǎn)效率， 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。采礦效率提高30%成本降低10%機(jī)械化程度提高10%如果項(xiàng)目啟動(dòng)成功，取得的成果將達(dá)到很高的學(xué)術(shù)境界， 因解決粘礦、 緩傾斜破碎礦開采、溜井高棚、高效充填假底制作等技術(shù)難題，不僅使焦 家金礦本礦山受益，而且可以在全國圍地下礦山中推廣應(yīng)用， 焦家金礦類 似的礦山就是最大的市場需求，必將推動(dòng)集團(tuán)公司礦山經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。該研究成果更重要的意義在于為礦山難采礦體開采和擴(kuò)產(chǎn)提供了重要 的技術(shù)支持，也為高強(qiáng)度、集中化、高效率采礦方法的選擇與應(yīng)用奠定了 技術(shù)基礎(chǔ)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是巨大的。二、實(shí)施方案現(xiàn)場研究為主，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)提供支持。成立專家組：由集團(tuán)采礦學(xué)術(shù)帶頭人召集，帶領(lǐng)礦山技術(shù)人員，組成 科研攻關(guān)小組。通過現(xiàn)場調(diào)查，廣泛征集問題解決途徑，使復(fù)雜問題簡單化；通過理 論分析，查找問題的解決途徑，實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)相結(jié)合，達(dá)到 盡快實(shí)現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的目的。三、技