武平紫金悦洋银多金属矿实验室总结及方案说明研究报告(

悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院1目录1、悦洋银多金属矿概况2、充填的目的及意义3、充填材料实验室试验4、充填系统工艺流程5、充填系统参数计算6、充填站布置、充填管网及充填倍线7、系统建设投资概算8、充填运营成本9、充填系统所用设备10、充填系统所用仪表11、结论与建议悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院21.、悦洋银多金属矿概况悦洋银多金属矿位于福建省的武平县与上杭县交界处，地理坐标为：东经116°19′07″～116°25′00″、北纬25°07′05″～25°11′15″，距武平县城公路里程45km，隶属武平县中堡乡管辖，矿区距上杭县城公路里程为30km，位于紫金山金铜矿西南约3km。上杭县至官庄乡公路从矿区东部通过，交通较为方便。矿区属丘陵地形，海拔高度一般为250～300m，最高为352.2m，最低为汀江河床，高程约180m。北部与东部地势陡峻，切割较为强烈，基岩出露较好，其余地区地势一般较缓，基岩出露较差。矿区内水系属汀江水系，汀江属福建省第三大河，流经矿区的北东边缘，河床宽70～170m，年平均流量1860m3/s。区内次级水系不发育，仅有一条流量1.777～80l/s的小溪沟。本区属中亚热带季风气候，极端气温-5℃和39.7℃，年平均气温20℃，每年3～6月为雨季、7～8月偶有台风暴雨并伴随洪水发生，10月至次年2月为少雨季节，年平均降雨量1593mm,最大为2177.3mm，最小为1407mm。悦洋银多金属矿于2002年10月开始生产，至2008年8月累计出矿约110万t，矿山现有700t/d的采选生产能力。矿山目前正进行技术改造，以最终实现日产矿石2000t，年产矿石660000t的生产规模。矿区采用竖井、斜井联合开拓系统，东西两侧分别布置主井、风井各一条，井下设有-100m和-160m两个主运输中段。全区根据新的工业指标共圈定矿体10个，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体为主矿体。矿石资源储量（111b+122b+333）1260万吨，当量Ag悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院3金属量1695.02t，当量银平均品位134.52×10-6；其中Ag金属量990.98t，Au金属量5895.47kg，Cu金属量29981.21t。银金属资源量占矿段银总资源量的87.62%，金金属量资源量占矿段金总资源量的82.99%，铜金属量资源量占矿段铜总资源量的71.48%。矿体埋藏深度300～350m。主要矿体赋存标高+20～-200m，埋藏较深，根据矿体的赋存条件，只宜用坑下开采。设计采用房柱法（嗣后充填）、分段空场嗣后充填采矿法及点柱上向分层充填采矿法。房柱法（嗣后充填）：适用于厚度5m以下矿体，采用逆倾斜（伪倾斜）推进工作面，在爆堆上凿岩，炮孔水平布置。爆破后，集中通风、进行安全检查，清除工作面浮石，用电耙沿伪倾斜面耙矿，采出矿石通过溜井下放至中段运输巷。分段空场法（嗣后充填）：适用于厚度5m以上矿体且空区密集地段，该地段分布有约12m高的老采空区，矿石品位较高；矿块沿矿体走向布置，矿块长50m，间柱宽8m，矿房、矿柱各宽15m，矿块边界局部适当考虑空区边界调整；该种采矿方法首先在老采空区下一个分段矿体底板布置无底柱出矿结构，采用YGZ－90型凿岩机在分层凿岩巷道中打扇形中深孔，分层高度10m，炮孔孔径68～72mm，排距2m，最大孔底距3m，每排炮孔8～10个；装药器人工装药，导爆管和导爆索起爆，每次爆破3～5排孔，用铲斗容量为2m3的铲运机出矿。矿房采完后采用全尾砂胶结充填，充分养护后回采矿柱。点柱上向分层充填法：适用于厚度5m以上矿体，采场垂直矿体悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院4走向布置，矿块宽50m，长度为本水平矿体总长度，矿块间留4m宽连续间柱，矿块回采从最下部开始，分段高10m，每3.3m高作为一个回采分层，矿块内每50米布置一个放矿溜井、一个滤水井；各分层回采采用浅孔落矿，崩落矿石用2m3铲运机倒运至采场内溜井，下放至-190m主运输中段，采场内布置5×5m矿石点柱支撑顶板；分层回采结束即开始充填作业，充填前加高溜矿井、充填井，各分层首先用低标号全尾砂胶结充填，上部0.8m用高标号全尾砂胶结充填。新选厂设在现银矿1#、2#尾矿库东北侧。选矿工艺为：原矿由主井卷扬自井下提升至仓顶标高为334m的受矿仓。中细碎车间地面标高314m，细矿仓底标高304m，磨矿厂房地面标高304m，浮选车间地面标高299m；过滤置换车间位于磨浮车间西南方向约120m的山沟平地上，地面标高为302m；精矿浓缩池位于磨浮车间西侧，可满足浮选精矿自流入浓缩池。2、充填的目的和意义悦洋银多金属矿采用充填采矿法具有以下重要意义：①能有效消除采空区的安全威胁。悦洋银多金属矿自2002年10月生产至2008年8月，累计出矿量约110万t，空区累计达40万m3，每月还将新增加空区7800m3。2010年技改工程完成后，生产能力将达到660000t/y，年新产生空区体积24.53万m3,若这些空区不进行及时处理，将对矿山生产安全造成极大威胁。对这些采空区进行充填则可消除这一重大安全危险源，从而从根本上保证矿山的安全开采。悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院5②可有效保护矿区地表。该矿为多层缓倾斜中厚矿体重叠产出，采区地表布置有尾矿库、老选厂等建筑物，并有良田、水塘、水库等覆盖，地表不允许陷落。若继续采用现有采矿方法，随着采空区体积的不断累积，将存在大面积地压活动的危险，矿床上覆围岩的冒落必将导致矿区地表塌陷等重大事故，从而使矿区地表产生破坏。国内外许多矿山的实际生产经验已充分说明了这一点。对新老采空区及时进行胶结充填，高质量的充填体可对采空区围岩进行有效支撑，防止矿床上覆围岩的冒落，从而使矿区地表得到有效的保护。③可充分回收地下矿石资源。目前采用的采矿方法矿石回收率不到30%，大量矿石由于采空区的存在无法进行正常开采。对新老采空区及时进行胶结充填，则可使这些矿石得以纳入正常开采范围，高质量的充填体还给这些矿石采用正规的采矿方法创造条件，从而可充分回收地下矿石资源。④尾砂可得到大量利用，尾矿库库容可大幅度降低。根据设计研究所用的采矿方法，年充填体积24.53万m3，年充填用尾砂总量28.36万吨，约占总尾砂量的45.2%。大量尾砂充入井下可有效降低尾矿库库容，或在尾矿库库容一定的条件下，可大大延长尾矿库的服务年限。3、充填材料实验室试验3.1试验内容悦洋银多金属矿全尾砂经矿方取样后托运至长沙，为避免细和极细粒级颗粒跑掉，采用蒸发干燥的方法摊薄晾晒，干燥后均匀混合，悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院6以备实验使用。为确定充填料浆的合理制备输送参数及为充填系统建设方案提供试验依据，结合课题研究内容、方式和要求，分析影响充填体物理力学性能的各种因素，于实验室进行了一系列的试验，内容为：全尾砂激光粒度测定，全尾砂化学成份测定，全尾砂比重、容重、孔隙率、自然安息角测定，料浆沉降容重和沉降浓度测定，水泥—全尾砂配比强度试验，全尾砂料浆坍落度测定等。3.2尾砂粒度测定采用CILAS1064型激光粒度分析仪测定全尾砂粒级分布。测试方法为将晾干的全尾砂从试样中多点采样，放入激光粒度分析仪中的样品搅拌槽内，激活微机用户界面，启动设备，检测系统自动加水搅拌制成一定浓度的砂浆，采用超声分散，用泵将砂浆送入激光粒度分析仪的测试室，利用激光衍射原理进行测试，再由计算机进行数据处理，最后输出测试结果。测试结果见附录，其中“x”为全尾砂粒径(单位为μm)，Q3为全尾砂累计百分含量，q3为粒径分布频度。为直观起见，数据经过进一步处理后得到表1和图1，尾砂中-75μm颗粒含量为63.29%，-20μm的极细颗粒含量为35.04%，图1中粒径曲线较为陡峭，尾砂粒径级配较好。表1全尾砂粒级组成粒径（μm）-5-10-20-50-75-100-150-180+180累计（%）17.0325.6835.0453.5663.2971.0481.4586.13100尾砂分布粒径如下：d10=2.70μmd50=42.43μmd60=65.99μm悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院7d90=209.07μmd平均=76.86μm0204060801001101001000尾砂粒径（μm）累计百分含量（%）图1尾砂粒级分布曲线图3.3尾砂基本物理参数测定尾砂的比重：采用容量瓶法测定。即在标准容量瓶中，首先称取瓶重，再加水至标准刻度线，称取瓶和水的总重，然后倒出一部分水，称取一定量的干尾砂，加入到装有部分水的容量瓶中，摇匀后加水至标准刻度，浸泡二十四小时，因为有少量水份蒸发而导致液面下降，所以需再次加水至标准刻度，然后称取其重量，通过计算得到室温下尾砂的比重。尾砂的容重：尾砂的松散容重：采用定容称重法测定。即在标准漏斗中装入尾砂，下方放置一标准升桶，料自由下落、避免振动、桶满后刮平后称重，数次测定后计算得到尾砂松散容重。尾砂的密实容重：采用定容称重法测定。即在标准漏斗中装入尾砂，下方放置一标悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院8准升桶，料自由下落、不断振动压实、桶满后刮平后称重，数次测定后计算得到尾砂密实容重。尾砂的自然安息角：松散尾砂自然堆积状态时测定其自然坡面与水平面之间的夹角即得到尾砂的自然安息角。尾砂比重、容重、孔隙率、自然安息角测定结果列于表2。表2比重、容重、孔隙率、自然安息角尾砂种类比重松散容重（t/m3）实容重（t/m3）孔隙率（％）自然安息角(°)全尾砂2.6730.9681.61339.66423.4尾砂化学成分测定充填材料中的各种化学成分及其含量对充填体物理性能具有一定的影响和作用，尾砂中对充填体强度影响作用较大的主要化学成分有CaO、MgO、Al2O3、SiO2、S、Au、Ag、Cu。采用化学分析方法测定悦洋银多金属矿尾砂化学成分，测定结果如表3所示。表3尾砂化学成分测定表化学成分AuAgCuCaOMgOAl2O3SiO2S含量（%）0.36g/t36.66g/t0.0110.410.237.4682.490.213.5尾砂沉降性能测定尾砂的沉降性能对充填体的物理性质具有较大影响，它决定着充填体的沉降特性。充填料浆一般在最初阶段常常处于饱和状态，在脱水的悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院9过程中，由于毛细压力和固体颗粒自重的作用，充填料浆体积减小，此过程就是充填料浆的自然沉降过程。起始浓度为40%的全尾砂浆沉降试验结果见表4、表5、表6，数据处理后得到沉降曲线如图2、图3、图4、图5，从而可以更加直观地看出清水净增量、清水总量、料浆量、清水和料浆总量、沉降后料浆浓度、沉降后料浆容重各参数的变化过程及规律。表4悦洋银多金属矿全尾砂沉降试验记录表2009年3月31日14:55pm试样号1#时间(分钟)清水净增量(ml)清水总量(ml)料浆量(ml)总量(ml)沉降后料浆浓度(%)沉降后料浆容重(g/cm3)0(开始)00966966401.29410323291895041.051.32720286089095042.021.33730339385795043.221.35402211583595044.051.359501112682394944.481.366603416078994945.871.381907823871194949.411.4231206430264794952.741.4651807838056994957.471.5292401839854994758.691.5523602542352494760.461.5787205347647094664.61.64724小时448046694664.941.652悦洋银多金属矿充填方案设计长沙矿山研究院10表5悦洋银多金属矿全尾砂沉降试验记录表2009年3月31日14:57pm试样号2#时间(分钟)清水净增量(ml)清水总量(ml)料浆量(ml)总量(ml)沉降后料浆浓度(%)沉降后料浆容重(g/cm3)0(开始)00969969401.2910