我国岩金现代地下开采综述(姚香,郭树林,20091125)

我国岩金现代地下开采技术综述报告人：姚香郭树林单位：长春黄金研究院日期：2009年11月25日报告内容•简介•黄金资源概述•黄金地质资源特点•地下开采的技术现状与特点•21世纪岩金采矿技术发展方向•结语黄金矿山采矿技术现状与发展方向1.简介•1.1我国黄金产量我国是世界开发和使用黄金最早的国家之一。中国黄金工业，也曾有过辉煌。历史上清光绪14年间（1888）产金13.5t,居世界第五位。尔后以开采砂金为主的黄金产量到刚解放时只有数t，但随着我国国民经济发展与急需黄金作外汇硬通货，全国各地掀起阵阵采金高潮，随之黄金产量开始飙升,1973年超过历史最高记录；20年后的1993年,我国黄金产量首次突破100t大关；又过了不到10年时间的2002年,包括再生金在内的黄金产量达到202t，居南非(395t)、美国（299t）、澳大利亚（264t）之后列世界第四位；2008年产金约280t而居南非之上发展成为世界第一产金大国,见下面图1。黄金矿山采矿技术现状与发展方向黄金矿山采矿技术现状与发展方向1949-2004年全国黄金产量发展趋势图050100150200250194919511953年1954年1955年1956年1957年1958年1959年1960年1961年1962年1963年1964年1965年1966年1967年1968年1969年1970年1971年1972年1973年1974年1975年1976年1977年1978年1979年1980年1981年1982年1983年1984年1985年1986年1987年1988年1989年1990年1991年1992年1993年1994年1995年1996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年•1.2我国黄金资源储量•我国已查明的矿产资源总量大，约占世界12%，居世界第3位，见表1所示。其中，有20多种矿产探明储量居世界前列。但我国矿产资源形势并不乐观，人均占有量仅为世界平均水平的58%，居世界第53位，只有世界人均占有量的一半。按照与国际接轨的新的储量标准，我国黄金2003年末保有储量、资源量4634t（与原储量标准有一定的概念误差，可比性不强），其中，独立岩金矿山储量资源量2986t，占总量的64.5％，独立砂金493t，占总量的10.69％，伴生金1155t，占总量的24.9％。我国黄金资源保有量仅为世界第八位。1.简介国别潜在总值人均潜在总值单位面积潜在总值亿美元世界排名亿美元世界排名亿美元世界排名美国298392750112.01719318.38717前苏联21847853827.5652597.52534中国16561626431.51153172.51724南非89054095425.66410729.33210澳大利亚66250270541.406586.23839表1主要国家矿产储量潜在总值占有情况1.简介•1.3我国黄金矿山采矿方法简介我国黄金工业生产仍然以岩金开采为主，伴生金和砂金开发为辅；而在岩金矿山生产中，又以地下开采为主，露天为辅。由于黄金是贵金属，所以，国家一直提倡采用损失贫化指标均较低的充填采矿法，进入21世纪，我国岩金矿山使用三大类采矿方法而有30多种回采工艺，并且，随着黄金价格提高和开采品位降低而崩落法的使用也有所增加。目前，岩金矿山大多采用以浅眼留矿法为主，全面、房柱法为辅的空场法约占60%以上，各种充填法约占30%左右，其余为崩落法及多种方法相结合。1.简介2.黄金资源概述•2.1我国黄金资源种类我国黄金地质资源种类比较齐全，黄金矿床分为岩金矿床、砂金矿床和伴生金矿床三种。就国内而言，砂金资源保有量日趋减少，目前存在的资源因与环境相关的众多原因而难以利用，国内黄金产量绝大多数来源于岩金矿山和伴生金矿山的开采。我国岩金资源的主要金矿床地质种类见表2。岩金成矿构造见图2。黄金矿山采矿技术现状与发展方向黄金矿山采矿技术现状与发展方向表2中国主要岩金矿床种类序号矿床名称矿床特点1绿岩型（石英脉型）金矿床形成于太古代绿岩区，矿体围岩是绿岩带，金矿资源部分来自绿岩。典型矿山：招远玲珑、河南文峪、吉林夹皮沟2变质岩糜棱岩典型金矿床围岩含炭质比较高，成矿多为中晚元古代与古生代典型矿山：江西金山、湖北蛇屋山、广东河台3火山岩型金矿床成矿与火山作用有关，成矿时代可以从古生代到新生代典型矿山：新疆阿希、福建紫金山4微细粒浸染型金矿床成矿产生在沉积岩中，往往富含砷矿物典型矿山：贵州烂泥构、云南镇源5侵入体接触带型金矿床侵入体围岩接触带常常发育在断裂带，形成聚矿物典型矿山：山东焦家、新城、三山岛黄金矿山采矿技术现状与发展方向黄金矿山采矿技术现状与发展方向2.2黄金的工业类型黄金的工业类型是以选冶工业生产利用为前提而确定的，它主要包括下列几种：①石英脉型金矿床（主要），它又可以分为三个亚类：石英单脉型金矿床、石英复脉型金矿床、石英网脉型金矿床；②破碎带蚀变岩型金矿床（我国20世纪70年代发现并探明确定的新工业类型，其总储量仅次于石英脉型金矿床）；③细脉浸染型金矿床；④石英-方解石脉型金矿床；⑤矽卡岩型金矿床；⑥糜棱岩型金矿床；⑦含砷卡林型金矿床；⑧氧化次生低品位型。⑨构造蚀变岩型；⑩铁帽型、隐爆角砾岩型等矿床。3.黄金地质资源特点（1）黄金矿床种类多，但缺少世界级大型矿床。我国黄金资源在地区分布上是不平衡的，但类型繁多。其金矿床的主要工业类型有:石英脉型、破碎带蚀变岩型、细脉浸染型（花岗岩型）、矽卡岩型、构造蚀变岩型、糜棱岩型、铁帽型、火山-次火山热液型、微细粒浸染（卡林）型等矿床。据统计，我国金矿产地1367处：其中小型产地1022处，占全国金矿产地的74．8％，遍布全国各地，探明资源总量占全国的27．0％；大中型矿区345处，占全国金矿产地的25．2％，探明资源总量占全国的73．0％。地质探明资源总量大于50t的矿产地仅9处，不足总产地数的1％（以上是2003年末的统计数据）。没有一座超过数百吨黄金储量的高品位的世界级金矿床。黄金矿山采矿技术现状与发展方向3.黄金地质资源特点（2）资源分布广泛，储量相对集中。我国金矿分布广泛，据统计，全国（不包括台湾省）有1000多个县（旗）有金矿资源。但是，由于各地区成矿地质条件不同及地质供求程度差异较大，各类金矿的地区分布很不均匀。已探明的金矿储量资源量相对集中于我国的东部和中部地区，其储量约占总储量的75%以上，集中分布于山东、河南、吉林、河北、陕西等9个省区。其中，山东与小秦岭地区约占总量的38%。黄金矿山采矿技术现状与发展方向3.黄金地质资源特点（3）金矿床中富矿少，中低品位居多，品位变化大，贫富悬殊。根据最新的资料统计，目前全国生产矿山岩金地质平均品位不足5×10-6。总起来看，我国岩金矿山地质品位明显偏低，富矿储量极少。在开采的矿山中，处理品位在10×10-6以上仅有黑岚沟、乳山、水银洞等极少数的几个矿山。黄金矿山采矿技术现状与发展方向3.黄金地质资源特点（4）探采深度浅，露采矿山少。探采深度大是国外金矿规模大的重要原因。目前国外开采超过1000m以上的矿山数量不少，特别是南非，矿山的开采深度已经突破4000m，最大达4500m，向5000m进军。而我国黄金矿山的开采深度普遍在浅部（300m以内），部分矿山可到500m，只有像五龙、二道沟、夹皮沟等矿山开采垂深超过700m以上。我国黄金矿采用露天开采的不多，而且数量还在减少，目前仅有福建紫金山、黑龙江乌拉嘎等在继续生产。黄金矿山采矿技术现状与发展方向3.黄金地质资源特点（5）低品位、难处理黄金资源占有比例增高，矿产地增加。多年来我国在滇桂黔三角区、云南哀牢山、川北地区、秦岭等地区探明了一批微细粒浸染型金矿床，而且在其它地区也陆续发现此类矿床。目前探明的主要矿床有广西金牙（30t）、贵州烂泥沟（52t）、贵州紫木凼（26t）、贵州丫他（16t）、云南镇源（50t以上）等。但是由于此类矿石中或含硫、砷、碳、泥等有害含量过高和金的粒度极细，除地表氧化矿可以采用堆浸方法处理外，原生矿石处理难度很大。黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.地下开采的技术现状浅眼留矿法所需设备种类少，投资低，工程量少，达产快，所以，它在中小型矿山，特别是乡镇地方企业应用较多。浅眼留矿法在我国黄金矿山生产中占那么大的比重，其主要原因是矿体赋存状态即矿床开采技术条件比较合适。其使用条件是矿岩基本稳固而局部不稳固的急倾斜任何厚度矿体，但多用于2m厚度以上及中厚矿体，薄或极薄矿体多脉合采，要求矿石不结块、不自燃。黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.1浅眼留矿法4.地下开采的技术现状浅眼留矿法的主要优点有：（1）采场结构和回采工艺简单（2）采准工程量少，坑木消耗少（3）不需要复杂的设备，所需机械少（4）生产工艺简单，工人容易掌握（5）采场生产能力相对较大（6）矿石块度小，出矿效率高黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.1浅眼留矿法4.地下开采的技术现状浅眼留矿法的主要缺点有：（1）采场回采时平场和二次破碎工作量较大（2）工人劳动强度大，作业面环境较差，要求顶帮特别安全，或增加支护工作量（3）不易实现机械化，不能大幅度地提高效率和生产能力（4）回采过程仅能放出1/3矿石，大量矿石滞留在采场而积压流动资金（5）留矿法回采后产生大量采空区，给矿山生产造成极大隐患，如不及时处理，将会发生安全事故。黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.1浅眼留矿法4.地下开采的技术现状留矿法工艺的改进和完善措施有：①脉内斜坡道留矿法②溜井式留矿法③斜电耙道留矿法④无矿柱留矿法⑤控制爆破技术在采场落矿中的使用黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.1浅眼留矿法4.地下开采的技术现状在矿山的长期生产实践中，产生了浅眼留矿法的一些变形方案，包括：(1)局部充填留矿法(2)电耙出矿分段留矿法(3)全面留矿法(4)双层耙道留矿法(5)水力冲矿留矿法黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.1浅眼留矿法4.地下开采的技术现状充填采矿法是黄金工业大力提倡的一种采矿法，因为黄金属于贵金属，并且，我国黄金地质资源可供利用的储量少，它的矿石价值高，国家提倡使用采矿损失贫化率低的工艺方法，以降低其在开采过程中的损失贫化，提高地质资源利用率，提高企业经济效益，相应也提高了社会效益。所以，岩金矿山地下开采充填采矿法所占比例，已由20世纪80年代末期的20%，提高到21世纪初期30%以上；黄金地质资源利用率也由70年代的45%提高到80年代50%左右，21世纪初期达到67.5%，并有进一步提高的趋势，但与发达国家达85%相比，仍有较大差距。黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.2充填采矿法4.地下开采的技术现状干式充填采矿技术包括削壁充填与干式充填法，主要在岩金急倾斜薄与极薄的石英脉开采中应用。它是一种工艺简单、出矿品位高、不需要很多设备的采矿技术，在地方企业和乡镇矿山广泛应用。其中的几项具有特色的技术：①提倡使用人工矿柱。在岩金矿山开采中，于20世纪80年代初期发明一种用钢筋混凝土矿柱代替矿石矿柱技术，并且主要是置换矿石底柱而大面积推广应用：不论干式或削壁充填法开采薄或极薄矿脉矿山，还是尾砂与尾砂胶结充填法开采中厚矿体矿山，是否使用人工矿柱代替矿石矿柱，看其是否经济合理，需要研究其矿石质量即品位。按目前的黄金价格3×10-6和选冶总回收率90%以上应用都不成问题。黄金矿山采矿技术现状与发展方向4.2.1干式充填采矿法4.地下开采的技术现状②采场溜矿井结构改进。采场溜矿井的技术要求包括：不能卡矿，不能漏矿，也不能混入废石；制造溜矿井的材料应轻便，强度高；构筑方便，节省时间；材料来源广泛，造价低廉。我国岩金地下矿山最早使用的是木材（包括圆木与木板）制作的溜矿井。80年代末期木材价格上涨，而逐步采用3mm厚钢板卷制成圆形钢溜矿井代替。后来钢材涨价，又发明一种用同样长度（700~800mm）、宽度（200mm）、厚度（30mm）的4块木板、上下各锯去100mm、30mm宽的豁口，在采场作业中上下相扣便形成一个密闭的方形溜井。河台金