0 引言

矿床地下开采中, 极薄矿脉占有一定比重。我国这类钨锡极薄矿脉矿床比重尤为较大, 绝大多数应用浅孔留矿法开采, 其应用比重高达80 %多少数矿床有细脉带型, 或密集大脉型, 自60年代以来应用深孔阶段矿房法回采; 缓倾极薄和中厚以上脉型应用全面、房柱等空场法回采。前者由于开采技术单一, 随采深增加, 采矿技术条件产生变化, 并受诸多因素影响, 80年代以来, 这类矿山企业多数出现经济效益不理想的严竣局面, 影响着矿业技术进一步发展。

产生目前较为严竣局面的原因是多方面的。其中有企业管理因素; 有生产过量、市场价格疲软、销售不畅等原因; 近几年, 由于原材料和动力价格及工资增长幅度高于金属产品价格增长速度, 以及企业非经营性开支负担过重等诸多因素。应当指出:下述技术因素影响是值得重视探讨研究的课题。

a.矿床开采技术条件随采深增加而变化, 矿脉厚度减薄, 从1.0m左右下降室0.2 ~0.3 m及以下, 这种情况在一些矿山且有较大比重; 有的矿脉开采品位下降; 有的矿脉群倾角多种, 从急倾、倾斜至缓倾; 有的矿岩不稳。此前多数矿山长期使用单一浅孔留矿法开采。多年实践表明:留矿法难于适应上述采矿技术条件的变化, 导致采出矿石贫化大, 出矿品位低, 有的矿床开采资源损失大, 个别矿山矿床开采损失率甚致高达30 %以上.在江西、广东、湖南、广西等地区一些矿山均不同程度出现上述情况, 企业的技术经济指标难于改善。

b.多数极薄钨矿脉应用浅孔留矿法开采, 受管理技术等因素影响, 难于适应矿脉复杂多变情况, 特别难于有效控制采幅, 导致采出矿石贫化率明显成增长趋势, 不少均高达劝70% ~ 85 %或者更大, 如广东、江西个别矿山WO_s出矿品位下降至0.2 %, 个别比此还低, 从而增大了采掘工程量, 选矿比增大, 个别矿山在70年代少数年份有高达500以上。因而产品产出量减少, 产品成本增加。表 1是统计从1960—1980年江西、广东、湖南8个矿山关于采矿贫化率、出矿品位、选矿比、单位精矿成本等指标。广东红岭钨矿60年代(1960~ 1969年)、70年代(1970~1979年)、80年代(1980~1989年)的采矿贫化率、出矿品位的变化趋势, 如图 1、图 2所示。部份统计数据显示了上述规律。

可以认为:采出矿石贫化率增大是影响企业效益改善的极为重要原因之一。

c.上述类型, 特别是某些生产历史较长的矿山企业, 受固有观念、习惯势力、技术与经济等方面的约束, 根据采矿技术条件在采矿方法方案, 以及新工艺、新装备的应用等方面受到限制, 影响到技术经济指标的改善与提高。

d.我国多数薄钨脉群矿山开采历史达数十年之久, 不少进入后期开采, 由于自然规律, 资源储量减少, 导致生产能力下降, 产品产量、产值相应减少, 企业效益下降。

上述及一些情况表明, 为改善钨锡极薄矿脉矿床开采技术经济指标, 应采取下述相应的技术方针:根据矿床(脉)变化特征, 研究选择适合不同采矿技术条件的采矿方法方案、结构及其相适应的技术工艺, 改变矿山主要单一采矿方法(浅孔留矿法)而不适应开采技术条件变化的状况; 大幅度降低采出矿石贫化率, 提高出矿品位, 减少选矿处理量, 降低开采损失, 提高资源利用程度; 宏观控制空区处理与地表环境保护, 减少其资金投入, 改善与提高企业产品综合经济效益。

1 更新极薄矿脉开采工艺, 促进综合经济指标改善

我国中南地区极薄矿脉应用浅孔留矿法开采具有丰富的经验。近期以来, 国内一些脉状矿床开采矿山, 根据各自矿床采矿技术条件的变化, 试验应用了其它采矿方法方案及其某些革新工艺, 取得相应较好的成效。我国部分极薄矿脉矿床应用多种采矿方法方案开采简况示于表 2。应当指出:这些矿山采矿方法与工艺变革的指导思想及其实践, 对于改善极薄矿脉开采技木经济指标, 促进经济效益的改善与提高, 具有积极参考意义。

例如:近几年, 在广东、湖南等矿山的倾斜、缓倾极薄矿脉开采中, 成功应用了分层胶结底板上向分采充填法, 并在某些急倾极薄矿脉开采中得到推广。1991年, 石人嶂钨矿应用这种方法采出矿石数万吨。表 3是广东红岭钨矿1991年在急倾、缓倾矿脉中几个矿块应用分采充填法回采的主要技木经济指标。

上述某些矿山生产实践证明:

a.相同矿脉(脉厚0.5 ~0.6 m以下)条件下回采矿石的贫化率比浅孔留矿法可降低15 % ~ 30 %, WO₃出矿品位高于后者50 % ~150 %以上, 当矿脉厚度越小(0.2~ 0.3 m及以下), 其效果尤为显著。从而可减少矿石运输提升及选矿处理等相应的费用, 虽然采矿单位直接成本比留矿法高2~ 3倍, 但由于其他生产工艺环节费用减少, 采矿回收率可以提高约5% ~ 10 %, 相应产品产量产值增加, 包括企业管理总成本, 前者具有明显的综合经济效益优势。

b.红岭、石人嶂、平桂珊瑚等矿的情况表明:数厘米的极薄矿脉, 以及两邦围岩不稳、矿脉分支复合错动、倾角多变等类技术条件复杂的极薄矿脉, 如果应用空场(留矿)法开采而要达到前述技术经济指标及相应的效益是不可能的。分采充填法的应用, 解决了石人嶂钨矿(本坑)几十年未能解决的北组矿脉采矿方法选择应用问题, 协调了矿床采矿顺序, 保护了矿产资源。这些经验对湖南、广西、江西某些矿山的难采矿脉回收, 具有积极参考意义.表明这些复杂、残留矿脉, 其中包括某些缓倾与急倾相交而尚未寻求有效采矿方法回采的这一部分缓倾极薄矿脉矿产资源均是可回收的, 而且是有效益的。

c.分采充填可用于处理脉群矿床开采空区, 控制岩体移动。主要原因在于随采随充, 充填质量明显优于外来废石充填, 成本也相应降低。广东棉土窝等矿已将其用于处理脉群密集, 或原用留矿法开采而已明显显示地压增加的某些部位的空区, 用于控制岩体移动及地压的扩展, 从而有利于井下安全条件的改善。

与此同时, 废石出窿量减少, 也有利于改善地表环境保护及减缓尾砂坝库容消失速度, 社会效益与经济效益明显。

d.应当指出:分采充填法回采工艺比浅孔留矿法复杂, 目前某些作业劳动强度较大.在一些矿山几十年一贯制、习惯应用浅孔留矿法条件下, 推广并扩大分采充填的应用比重, 与此同时并满足技术质量要求, 需要克服一定的困难, 采取相应技术措施, 将国内已经成熟的工艺, 综合运用于分采充填全过程, 加强回采工艺过程的机械化, 其中包括砂桨输送喷射机械化、电耙出矿等是完全可行的。目前某些矿山巳经应用或正在试验应用。

e.石人嶂、铜山岭有色金属矿应用分采充填法回采强度等几个指标的比较列于表 4。指标表明:必需改革劳动用工制度, 优化劳动组合, 将工资承包与考核产量(诸如矿块生产能力、台班效率等)挂钩, 其中最主要考核应与金属产出量挂钩, 革除以往计划中单纯考核矿石量的不完整的观念, 将质量、速度、材料消耗等指标全面挂钩, 才能保证矿块生产能力(金属产出量)的提高, 工资、材料、动力等方面成本的降低。前表 3所列红岭钨矿急倾极薄矿脉V₆₇D₂矿块应用分采充填法回采, 当脉厚为0.12 m条件下, 实际采幅控制约1.0m范围, 这一指标是当前多数矿山应用浅孔留矿法也难于达到的。这一实践证实:极薄矿脉回采采幅是可以控制的, 贫化率是可以降低的, 采出矿石品位是可以提高的, 产品总成本是可以降低的。

2 新工艺、新装备更新厚大细脉型开采工艺, 扩大矿块生产能力

阶段矿房法(包括回采缓倾中厚以上矿体用的深孔崩矿矿房法)是一种高效率采矿方法。自60年代初在大吉山钨矿成功应用以来, 已积累了丰富经验。方法结构上用平底式结构。国产YQ -100型钻机应用于深孔凿岩, 大量崩落回采矿柱并处理空区等, 进一步扩大生产能力, 资源回收率得以提高。三十多年来, 该矿应甩此法采出了近千万吨矿量, 其应用比重高达50 % ~ 60%以上, 为完成矿山生产任务作出了重大贡献。深孔崩矿在钨矿的应用, 并先后在漂塘、铁山垅、荡坪、下垅、岿美山、川口等钨矿得到推广。

应当指出:改革开放以来, 在提高矿山生产能力方面, 应用于高效率采矿方法方面的装备与工艺有了较快的更新与发展。例如, 自80年代以来, 国内在凡口、铜陵的狮子山和凤凰山、大厂的铜坑等矿成功地应用了V. C. R.法及大直径深孔采矿法及其技术的发展, 同时发展了高阶段连续出矿工程结构的研究。特别铜陵有色公司在“七五”攻关过程国内研制装备的应用, 为扩大推广在坚硬矿体开采应用创造了有利条件。其中:深孔凿岩发展应用DQ -150J地下潜孔钻机, 以及KY-120型、KY -170 A型牙轮钻机等, 凿直径小ϕ120mm至小ϕ170mm的向下垂直或偏斜大直径深孔的向下垂直或偏斜大直径深孔, 由下而上崩矿。振动放料运输系列:其中包括采场放矿应用JZC轻型组合振动出矿机, 采场下部巷道应用YZY型移动式分节振动运输列车, 溜井放矿应用YZS型振动条筛分离大块运输进行二次破碎等装备及新工艺的应用, 扩大了采场出矿合格矿石块度(达1.1m), 减少采场二次破碎作业量, 使采场出矿连续化, 为提高矿块(矿山)生产能力创造了有利条件。

KY-120型牙轮钻机、KQD -100G型多功能潜孔钻车、SQZ -Ⅱ互潜孔钻车等已在国内各类型矿山用于天井掘进。由于一次打眼、由下而上分段爆破成井, 大大改善了天井掘进劳动作业与安全条件及效率。

上述这些立足国内的新装备、新工艺, 可以在用阶段矿房法、深孔崩矿房柱法、大量崩落法开采细脉带、密集大脉型、缓倾厚矿体等矿床研究推广应用。根据矿山各自条件加快装备、工艺的革新与应用, 将有助于矿块生产能力的提高, 企业技术经济指标的改善。

3 几点建议

a.加强尚未寻求有效采矿方法回采的矿脉(体)的资源回收, 高度重视提高资源利用程度, 延长矿山服务年限。

b.缓倾斜、倾斜、急倾斜等极薄钨锡脉群, 特别是脉厚在0.5 m以下极薄矿脉开采, 应坚持试验应用分采充填法, 扩大其应用范围。

浅孔留矿法应推广振动放矿机放矿, 扩大振动放矿机的使用数量。改进采场产量考核指标, 提高产量金属产出率, 降低贫化损失率。

C.应用深孔崩矿等高效率采矿方法回采, 应逐步扩大国产设备的更新与应用, 完善与改进回采过程凿岩、爆破工艺技术, 提高矿石破碎质量, 革新天井掘进工艺, 矿块出矿、巷道运输、选厂粗碎等系统工程装备水平, 应能适应扩大合格块度需要, 以满足矿山(矿块)生产能力提高的要求。