喀拉通克铜镍矿采矿方法研究

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王斌:喀拉通克铜镍矿采矿方法研究
第1期
矿体多为浸染状铜镍矿石， 矿石主体结构较致 密坚硬， 岩体质量优良， 为整体块状结构岩体， 矿床 上盘为岩体， 岩性由块状结构的苏长岩、 辉长苏长 岩、 辉绿岩、 苏长岩组成， 岩石结构致密坚硬， 稳定性 好， 矿床下盘岩层为沉凝灰岩， 为层状结构， 岩体质 量中等， 稳定性较好。矿床内无岩溶发育， 结构面以 Ⅲ 级为主， 结构体多见为块体， 岩体稳定， 工程地质 条件为二加三类一型。 2.2.2 水文地质条件
1 引言
段， 矿体相对独立， 位于 5 线以西 33.0 m 至 7 线以东 12.5 m， 按矿石品级分为特富矿、 富矿、 贫矿和低品位 矿 4 类， 对应矿体编号分别为Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ和Ⅳ， 矿体赋 存于标高 992.5～946 m 之间， 向南东方向略有侧伏， 总体走向 303°。 Ⅰ 矿体位于 5 线以西 6.2 m 及以东 6.2 m， 仅在 5 线揭露， 赋存于标高 978～964 m 之间， 呈较规则脉 状， 长 12.4 m， 宽约 2 m，状矿石为主， 矿石量 706 t， 矿体平 均品位 Cu 3.33%、 Ni 1.14%， 金属量 Cu 24 t、 Ni 8 t。 Ⅱ 矿体位于 5 线以西 33.0 m 至 7 线以东 12.5 m， 赋存于标高 988～952 m 之间， 呈不规则脉状、 透镜 状， 长 75 m， 宽 2～18 m， 走向 303°， 以北东倾向为主， 倾角变化比较大， 局部地段倾角较陡。矿体以中等 浸染状矿石为主， 矿石量 46 900 t， 矿体平均品位 Cu 1.65%、 Ni 0.47%， 金属量 Cu 775 t、 Ni 219 t。
关键词
Ⅲ 矿体位于 5 线以西 12.5 m 至 7 线以东 12.5 m， 赋存于标高 990～946 m 之间， 呈不规则脉状， 主要存 喀拉通克铜镍矿位于新疆富蕴县境内， 由于矿 在于 Ⅱ 矿体的边部， 长 75 m， 宽约几 米至几十米不 山顶底板围岩比较破碎， 矿山一直采用下向分层进 等， 总体走向 303° ， 以北东倾向为主， 倾角变化比较 路式胶结充填采矿法进行生产， 随着矿山的开采， 矿 大。矿体以稀疏浸染状矿石为主， 矿石量 49 600 t， 矿 山现有地质资源逐渐减少， 采出矿石品位逐渐降 体平均品位 Cu 0.75% 、 Ni 0.27% ， 金属量 Cu 370 t、 Ni 低。在 2006 年矿山进行了三期技改扩建工程， 力争 132 t。 建设成百万吨级的大型铜矿。为了实现这一目标， Ⅳ 矿体位于 5 线以西 12.5 m 至 7 线以东 12.5 m， 矿山原有贫矿不得不利用， 若采用下向分层进路式 赋存于标高 992.5～955 m 之间， 呈不规则脉状， 主要 胶结充填采矿法进行生产， 采矿成本较高。而且目 存在于主矿体的边部， 规模较小， 总体走向北西。矿 前铜、 镍金属价格又偏低， 所以下向分层进路式胶结 体以稀疏浸染状矿石为主， 矿石量 15 700 t， 矿体平均 充填采矿法已不适合贫矿资源的开采。本次研究针 品位 Cu 0.37%， Ni 0.14%， 金属量 Cu 55 t， Ni 23 t。 对喀拉通克铜镍矿六、 九矿体的贫矿进行采矿方法 该地段资源储量合计： 矿石量 112 906 t， 矿体平 研究， 为以后三号贫矿的开采提供实践经验。 均 品 位 Cu 1.08% 、 Ni 0.34% ， 金 属 量 Cu 1 224 t、 Ni 2 地质概况 382 t。 2.2 矿床开采技术条件 2.1 拟选用采矿方法试验地段矿体特征 本次采矿方法试验地段选择在九号矿床西部地 2.2.1 工程地质条件
区内构造断裂较发育， 发育有一组北北西向断 裂， 形成了构造破碎带、 构造裂隙发育密集带和蚀变 破碎带。 影响九号矿床的主要断裂构造为 F3 断裂， 该断 裂与区域构造线方向基本一致， 走向 290°～310°， 为 逆冲断裂横穿矿体， 受其作用， 矿体内部及矿体上下 盘构造裂隙非常发育。 矿区新构造运动表现为振幅很小的大面积升降 运动， 上升运动大于下降运动， 主要表现为地表出露 大面积基岩， 第四纪沉积厚度小。区内地震活动属 高发区， 地震烈度大于 6 度。 地层岩性受构造作用、 风化作用、 蚀变作用及岩 性的综合影响， 岩石力学强度变化很大， 经资料收 集， 埋藏深度浅的岩石， 抗压强度均小于 60 MPa， 属 软 - 半坚硬岩石， 埋藏深的岩石， 抗压强度均大于 60 MPa， 属坚硬岩石。
2017 年
新疆有色金属
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喀拉通克铜镍矿采矿方法研究
王 斌 （新疆喀拉通克矿业有限责任公司 富蕴 836107）
摘 要
本文通过对两种采矿法进行对比， 选择适合该矿体的采矿方法设计， 从工程量、 投资、 损失率、 贫化率、 经济指标等方面进行 采矿方法 损失率 贫化率 比对， 选出既经济又合理的采矿方法， 并积累一定的实践经验， 对矿山后期生产具有一定的指导意义。
九号矿床位于海西早-中期岩浆侵入体的下部， 矿区侵蚀基准面为 1 000 m， 矿体顶部埋深 25 m， 底部 （1）矿床充水来源 埋深 135 m， 标高 990～880 m。 矿坑涌水量预测的依据为矿区水文地质、 工程 ① 大气降水： 本区为典型的北温带寒冷干旱气 数据选用一、 二号矿 候， 年平均降水量 170 mm， 蒸发量是降水量的 11 倍， 地质详查规范及水文地质手册， 地质孔的水文地质工程地质编 降水量贫乏， 地下水的补给主要为春季融雪水的渗 体的抽水试验数据、 长期水文地下水观测资料， 并结合一号矿体开采 入， 具有明显的季节性， 通过对矿床地下水的长期观 录、 测， 年平均最高水位出现在每年的 5～6 月， 年变化幅 收集的相关资料进行预测。 涌水量预测结果： 选用稳定流解析法承压水公 度 1.90 m， 补给量少。 涌水量为： Q=355.92 m3/d。 ② 围岩地下水： 九号矿床位于当地侵蚀基准面 式计算， 以下， 主矿体距地表以下 25～135 m， 顶板围岩为块 3 采矿方法研究 状岩体， 底板围岩为层状岩层， 顶底板围岩均含裂隙 3.1 矿山现状 水， 并且有承压性， 围岩裂隙发育中等， 与矿体裂隙 矿山现有一口罐笼井和一口风井， 罐笼井内装 直接沟通， 连通性好， 有较充沛的补给来源， 富水性 # 备有 2 单层罐笼， 主要承担矿石、 废石、 人员和材料的 弱-中等， 因此， 围岩承压水是矿床主要的充水来源。 提升任务， 与 965 m、 930 m 两个中段贯通， 风井与 （2）矿床充水通道 965 m 中段贯通。罐笼井进风， 风井回风， 两个井筒 ① 破碎带： 表现为接触破碎带和构造破碎带。 均装有梯子间， 是矿山的两个安全出口。矿山已形 接触破碎带岩石破碎， 裂隙发育， 连通性好。断裂构 成提升、 运输、 通风、 排水、 充填、 压气、 供水、 供电等 造在本区均为压扭性， 破碎带内具断层泥和断层角 完整的开拓系统， 主矿体已采用下向分层进路式胶 砾， 不透水， 但破碎带两侧形成的构造裂隙发育， 具 结充填采矿法进行回采， 矿山的服务年限即将到期， 良好的透水性， 与矿床连通， 形成矿坑的充水通道。 已经到了矿山生产的后期。本试验采矿方法对矿山 ② 围岩裂隙： 围岩发育有不同性质的裂隙与矿 的正常生产影响不大。 体裂隙相互连通， 是地下水进入矿体的主要通道， 各 3.2 采矿方法比较 类围岩裂隙发育中等， 连通性好， 导水性好。 根据矿体的赋存特征和矿体顶、 底板围岩稳固 ③ 钻孔:个别钻孔封孔质量差， 未达到封孔质量 情况， 提出两种采矿方法， 即： 无底柱分段崩落采矿 要求， 将围岩及地表风化带内的潜水与矿床地下水 法 （方法一） 和最后一个分段采用有底柱分段崩落采 直接沟通， 形成矿坑内突水点， 突水点涌水量呈现开 矿法 （方法二） 。 始大， 逐渐减少。 矿体赋存标高在 992.5～946 m 之间， 矿体顶部 （3）矿床水文地质类型 和底部都属于逐渐歼灭的状态， 根据资料分析， 试验 矿区侵蚀基准面为 1 000 m， 九号矿床东段的主 地段分为 3 个分段， 978 分段、 965 分段、 955 分段。各 矿体在 990～880 m 水平中段， 位于当地侵蚀基准面 分段工程平面布置见图 1、 图 2、 图 3、 图 4、 图 5、 图 6。 以下 25～135 m。在矿区内无河流存在， 不利于自然 4 结论 排水。 矿床的主要充水岩层和破碎带的富水性弱 - 中 由表 1 对比可知， 方法一比方法二工程量少 3 等， 根据首采 930 m 水平中段的井巷涌水量预测， 其 213.45 m ， 投资少 131.29 万元， 方法一出矿量比方法 3 最大涌水量为 403.66 m /d。地下水主要通过断层破 二少 1 0667 t， 方法二的损失率比方法一小 8.42% 。