含金硫铁矿采选方案.docx

1、含金硫铁矿采选方案含金硫铁矿采选方案一、地质资源1.1 矿区及矿床地质概况1.1.1 矿区地质特征1.1.1.1 地层矿区位于某背斜北东段倾伏部位的南东翼。区内出露的地层有志留系至三叠系下统各组及第四系，详见表1-1。表1-1 矿区地层表 系统组代号厚度(m)岩性备注第四系Q0-10浮土夹砾石三叠系中统扁担山组T2b2100白云质灰岩及灰岩T2b1600薄层中层状灰岩下统和龙山组T1l204条带状灰岩夹钙质页岩殷坑组T2y118钙质页岩夹灰岩二叠系上统大隆组P2d17-71硅质页岩龙潭组P2l90砂质页岩夹砂岩下统孤峰组P1g26硅质岩夹含锰页岩栖霞组P2q230石灰岩含燧石灰岩及沥青灰岩石炭

2、系上统船山组C3c14厚层块状石灰岩含矿层位中统黄龙组C2h230-53厚层块状石灰岩主要赋矿层位C2h17-20厚层块状白云岩下统高骊山组C1g12-20粉砂岩及砂质页岩泥盆系上统五通组C3w115石英岩志留系上统茅山组S3m150石英砂岩及砂质页岩下统坟头组S2f细粒岩砂质页岩1.1.1.2 构造 区内成矿前断裂发育，有北东向逆断层、北西或近东西向正断层和层间断裂。破坏矿体的构造不发育。1.1.1.3岩浆岩区内岩浆岩主要为燕山期的天鹅抱蛋山闪长岩类杂岩体。岩性在西部以闪长岩为主，石英闪长岩为次，在东部则相反。此外，还有闪长斑岩、橄榄辉绿玢岩和细晶岩等脉岩侵入。1.1.1.4 热液蚀变区内围

3、岩蚀变有热力变质角岩、大理岩，接触交代矽卡岩，与矿化有关的热液蚀变为硅化、白云石化、碳酸盐化、蛇纹石化、绿泥石化等。1.1.2 矿床地质特征1.1.2.1矿体地质特征矿床赋存于天鹅抱蛋山岩体东侧石炭系碳酸盐岩地层中，矿体产出主要受大理岩层间断裂控制。本次设计的矿体为金硫砷复合矿体，局部地段铜 、铅锌较富集，构成铜矿体、铅锌矿体。本次设计开采的低砷(As0.5%)金矿体、低砷(As0.2%)单硫铁矿体，大多可以单独开采，个别系金矿体、单硫铁矿体的一部分，其界线靠取样化验结果确定。本次设计对象的低砷金矿体和低砷硫铁矿体，一般规模不大，形态复杂，多呈小透镜状、扁豆状、脉状等，倾向南东，倾角在-200

4、m标高以上为1540，在-200m标高以下为6580，详见表1-2。表1-2 主要矿体特征一览表 矿体编号矿体类型范围规模(m)产状()形态备注勘探线标高走向长垂深水平厚度倾向倾角似层状复合矿体21-24-73-2984402207.10SE64似层状矿体赋存于栖霞组灰岩与船山组大理岩之间-5共生金21-24-130-2942751644.50SE64似层状复合矿体19-24-120-6053504857.40SE13-54似层状矿体赋存于船山组大理岩与黄龙组大理岩之间-4共生金19-24-120-4503403304.50SE13-54似层状复合矿体19-24-137-4305002936.

5、30SE13-54似层状矿体赋存于黄龙组大理岩上部-2共生金19-24-137-3103001734.10SE13-54似层状复合矿体18-24-155-7402555858.50SE13-54扁豆状矿体赋存于黄龙组大理岩下部-5共生金18-24-200-26550653.00SE64似层状复合矿体17-24-70-8535007838.00SE64似层状矿体赋存于黄龙组上段大理岩与下段白云岩之间-4共生金17-24-120-2734701537.50SE64似层状复合矿体17-24-73-4106003378.60SE64似层状矿体赋存于黄龙组白云岩段与高骊山组砂页岩之间-1共生金19-20

6、-120-18090605.80SE64扁豆状1.1.2.2矿石特征（1）矿石结构构造矿石结构为自形半自形他形晶粒结构、交代残余结构、压碎结构、填隙结构、固熔体结构、胶状结构等。矿石构造为块状构造、浸染状构造、条带状构造、角砾状构造等。（2）物质组份矿石类型及其矿物组合复杂，主要有金硫砷矿石、金硫矿石、硫矿石等。主要有用组分为Au、Ag、S、Fe，主要有害组分为As。主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、菱铁矿、胶状黄铁矿等。主要脉石矿物为方解石、石英、绿泥石、斜长石等。金矿物以金银为主，其次为含银自然金和自然金。1.1.2.3 矿石类型及矿床成因矿石的工业类型为金硫多金属矿床。本矿床属低砷、

7、高硫矿床，矿石有潜在自燃机理。矿床成因类型为层控高中温热液矿床。1.2 矿床开采技术条件1.2.1 矿体顶底板围岩及工程地质条件 矿体顶、底板围岩以大理岩为主，断层破碎带不发育。矿石普氏系数为68，岩石普氏系数为812，岩矿心较完整，仅局部地段微裂隙较发育。根据矿山多年的生产实践，坑道掘进大多无需支护。矿体总体比较稳固。矿床工程地质条件简单。1.2.2 水文地质条件1.2.2.1 矿区水文地质概况本矿区位于皖南低山丘陵的北缘，地形为南东高，西北低的低山丘陵垄岗状地貌。属中亚热带湿润气候，雨量充沛，年均降雨量1536mm，集中在68月，年均气温16.1，最高气温43.1，年均蒸发量1419mm。

8、矿区最低浸蚀基准面标高为37米，一般海拔标高为50180m，最高209.99米，矿体赋存标高为-100-800米。1.2.2.2含水层(1)孔隙含水层全新统冲积层：岩性为亚粘土、亚砂土、泥质粘土及砂砾土，分布于冲沟及低洼地带，厚25m，富水性0.4升/秒。全新统坡积层：岩性为亚砂土、砂土夹矿石块，厚度36m，富水性0.11升/秒。中更新统冰积层：砖红色网纹状粘土夹砾石，厚度约5m，富水性0.2升/秒。(2)溶洞裂隙含水层三迭系下统和龙山组：石灰岩，分布矿床东部，厚204m，富水性15升/秒，该层与矿床无直接关系。(3)裂隙溶洞含水层二迭系下统栖霞组：石灰岩，厚层，上部纯灰岩，中部遂石灰岩，下部

9、沥青灰岩，溶洞、溶沟、溶槽普遍发育，岩溶率2.82%，泥砂及碎石半充填，流量1.54.4升/秒。石炭系中上统大理岩、白云岩，船山组石灰岩，多蚀变为灰白色厚层状大理岩，顶部夹球状灰岩，底部含石英、泥质同生砾岩。石炭、二迭系地层之间无相对隔水层，为一个统一含水层，富水性110升/秒，为矿床内主要含水层。1.2.2.3隔水层(1)上更新统残积层(2)三迭系殷坑组(3)二迭系大隆组、龙潭组、孤峰组(4)石炭系高骊山组为矿床底板(5)泥盆系五通组(6)火成岩(闪长岩)1.2.2.4构造矿区主要断裂为北东向及北西向横断裂，具导水性。在垂向上岩溶发育在+50-50之间，在平面上2327线比其他部位发育。1.

10、2.2.5地下水的补给、径流、排泄条件矿床内地下水水位标高与地形基本吻合，埋藏深度随地形而异。灰岩、白云岩裸露区直接接受降水渗透补给，以泉及沼泽形式排泄。矿床地表水和地下水受大气降水因素影响，属季节性变化类型，从矿区地下水位动态观测来看，地下水动态变化与季节变化较密切，雨后水位上升，干旱水位下降。1.2.2.6 矿坑涌水量（1）矿床充水因素分析a.第四系粘土夹碎石、砾石层，厚度较小，分布不连续，对矿床不属于充水岩层。b.二迭系、石炭系岩溶含水层，为统一含水体，是矿床主要含水层，为矿床主要充水因素。c.矿区断裂构造比较复杂，具有导水性，对矿床充水将有较大影响。综上所述，矿床水文地质条件中等。1.

11、3 地质勘查工作评述本矿床通过地质勘查工作，对矿区地层、构造，含矿层位、矿体规模、形态、产状、矿石类型、矿石化学成分、矿体厚度和品位、共伴生矿产均已基本查明。1.4 矿产资源/储量 1.4.1工业指标金矿硫矿边界品位： 1.5g/t 8%最低工业品位：3.0g/t 12%最小可采厚度：0.81m 1m夹石剔除厚度：3m 2m 低砷矿石含砷 0.5% 0.2%1.4.2 资源/储量估算结果矿床资源/储量为：矿石量549.3万吨，Au品位3.5g/t，S品位28.80%，F品位41%，分中段量详见表1-3。表1-3 中段资源储量估算汇总表 中段号(m)矿石量(万吨)金属量平均品位其中矿(万吨)Au

12、(kg)Au(g/t)S(%)-240342.5512023.53.5138.18-290112.584142.293.6829.92-34050.531652.333.27-39043.641496.853.43合计549.319314.973.568.10二、采矿2.1 矿山现状*矿业有限责任公司硫铁矿原为青山硫铁矿，组建于1999年7月，是原省属地方顺凤山铁矿的接替矿山，与原某铜矿某山矿段相连。矿山先后于92年进行坑探工作，在青山岩体西侧的矿体下盘下掘1#斜井井口标高96m。分别在-27m、-70m布置了两个探矿中段，并进行坑内钻探工程，经探矿后的资料整理，于2004年6月提交“某矿地质

13、报告”并经省储委及市地矿局审查通过。市冶金局于2004年下发055文，同意矿山进行技改方案设计。委托某*设计研究院进行技改方案设计。设计规模为12万t/年，服务年限17年。矿山分为东、西矿段，东矿段为主要生产矿段，共开拓了五个中段，分别为：+16m、-36m、-130m、-160m、-190m，已采出矿量约4万t。西矿段由于矿权问题，生产不正常。2006年12月7日由省人民政府办公厅2006年第34号文，明确了*矿业有限责任公司硫铁矿的开采界线以24#勘探线为界，向南留15m的永久隔离矿柱，矿柱以北为*矿业开采范围，以南为某某山矿段的开采范围，结束了矿界问题的长期纠纷。*省国土资源厅以皖国土资

14、函2008414号“关于马山金（硫）矿区东矿段资源预申请问题的批复”确定东矿段的范围17线24线，标高-100-400m。开采范围内的矿石储量549.3万t，伴生金19.31t，金平均品位3.5g/t，硫平均品位33.29%。矿山经过多年的建设，形成斜井和竖井混合开拓系统，已经形成的1#、2#斜井与西部的竖井在-130m中段贯通，形成统一的运输系统。2.2 矿床的开采形式由于上部矿段已经形成了坑下开采的方式，往下延伸的开采方式只能采用坑内开采方式，别无其他方式可以选择，仍维持坑采的方式。2.3 开采范围（1）矿区范围矿区采矿权范围由8个坐标点控制，详见表2-1。表2-1 矿区范围坐标点 坐 标

15、控制点XY说明13422078.020580000.023423000.020580000.033423000.020578900.043422816.020578900.053422826.920578857.263422734.520578856.673422731.020578900.083422353.020578900.0矿区面积0.8668km2，开采标高+16m-400m。（2）设计开采范围平面范围由17线24线，开采标高由-190-390m之间批准的开采深度。2.4 采矿方法2.4.1 开采技术条件（1）工程地质青山硫化物矿床因岩浆活动，将矿床分隔为东、西两部分，岩体以东为东矿

16、段，以金硫铁矿为主，本次设计的主要是东矿段。东矿段深部矿体赋存条件较好，矿岩稳定。矿体顶、底板围岩为大理岩，断层裂隙不发育，岩石f=812。开采地段距地表深度大于250m。17线21线矿段倾角缓，一般在3045，多为小矿体，走向长50100m不等，矿体厚度在38m，且连续性差。21线24线矿体倾角变陡，一般在7080，局部80以上。矿段顶、底板围岩为碳酸盐类岩石，硬度较高，属坚硬、较坚硬岩类，虽局部裂隙节理发育，并具有一定蚀变，但其岩石力学强度较高。从坑内形成的坑道来看，大多无需支护，稳定性好。这是碳酸盐类岩石的普遍规律。矿区工程地质条件较好。（2）水文地质矿区位于丘陵区，区内地面高程5024

17、0m，山坡地形坡度1020，有利于大气降水的自然排泄，开采范围内地面开阔，不易降水的汇集。矿山在-130m和-190m设主泵房，采用接力排水方案。-190m泵房安装80D-303水泵一台。80D-304水泵一台、2DA-89水泵一台，共三台。水仓容积200m3。-130m中段安装80D-3010水泵三台、100D-457水泵一台，装机排水能力220m3/h，装机功率350kW，水仓容积500m3。经矿山多年运转，排水能力满足要求。随着开采深度的加大，降水漏斗的范围扩大，地下涌水将会增加，对于民营矿山来说，基建中段只能逐步建设，开拓的每一个中段必须设立排水设施。经初步估算，-190m以下开拓的-

18、240m中段预计的坑内正常涌水量为3000m3/d，折合125m3/h，最大涌水量9000m3/d，折合375m3/h。（3）环境地质开采范围内的地表无居民区和重要建构筑物，主要是一些林地。开采以后产生的地表位移，对周围没有什么影响。由于矿石的含硫量较高，地下水偏酸性，pH值在4.5左右。外排会造成环境污染。矿山地表建有废水处理装置，通过沉淀和石灰中和达标后排放。选厂用水取自井下排水。循环使用，减少外排水量。2.4.2 采矿方法的选择根据矿体的赋存条件，17线21线以矿段规模小，倾角缓为代表，设计推荐空场法作为该区域的主要采矿方法，也是矿山采用的方法。2124线矿体变陡，设计推荐采用分段空场采

19、矿法。赋存条件也可以采用浅孔留矿法，由于矿石含硫量高不宜在采场内停留较长时间，分段空场随采随出，不会造成矿石烧结现象。2.4.3 回采工艺以及设备选择（1）矿块构成要素：根据矿体的厚度决定采场的布置方式。对于急倾斜厚度小于10m的矿体，原则上沿走向布置。矿房长度4060m，底柱高度57m，顶柱34m。间柱宽度810m。采场电耙道单侧漏斗，间距56m。分段高度810m。厚度大于10m以上采用垂直走向布置。矿房长度12m，宽度等于矿体厚度。分段高度810m，电耙道漏斗双侧交叉布置。（2）回采工艺：分段空场的回采工艺，在完成采场的采切工作后，在分段平巷中钻凿中深孔。在采幅的中部布置切割天井，根据爆破

20、顺序形成切割槽，采用后退式的爆破顺序进行采场的回采作业，直至采场回采结束。根据上述结构参数，每一采场的暴露面积最大在500600m2之间。根据矿岩条件是允许的。（3）设备选择分段空场回采设备采用YGZ-90重型凿岩机凿岩，炮孔直径5570mm，排距1.21.5m，孔底距1.61.8m，上向扇形深孔。采场出矿2DPJ-30电耙出矿，耙斗容积0.15m3，功率30kW。2.5 矿山工作制度、生产能力、服务年限2.5.1 矿山工作制度设计采用年工作300天，每天三班，每班八小时工作制。2.5.2 生产能力、服务年限根据甲方的委托，矿山设计生产能力为30万t/a，即1000t/d。根据矿床资源储量54

21、9.3万t计算，按95%的利用率和85%的回采率，10%贫化率计算，矿山服务年限为年，即17年平均年下降速度：V=200m/17=11.8m/a（-190m-390m）从平均下降速度来看，属于中等水平，要重视采掘平衡，才能达到设计产量。矿山必须制订详细的采掘计划，确保掘进先行，采掘并举。2.6 开拓运输系统设计根据矿山现状，2#斜井设计坡度28，斜井全长约700m（从地表190m），井口安装JT16001224提升机，每次提升矿车（0.5m3）三辆。继续利用2#斜井延伸承担矿山生产任务已经不能胜任，设计提出两个方案进行比较（见表2-2）。表2-2 开拓方案比较表项目方案一方案二方案特点利用矿区

22、现有井巷工程，在-130m中段施工盲竖井 直接从地面施工竖井方案的优点 1、可节省投资 2、工程可有效地与矿体变化相结合，灵活性大 3、中段石门短 4、可利用原地表工业场地 1、提升效率高，管理方便，运行成本低 2、生产与井筒施工可平行作业，相互不干扰 3、井巷施工难度较小 4、为-400m以下矿体开采创造条件方案的缺点 1、分段提升，效率低，管理复杂，运营成本高 2、上部需启用原竖井及斜井两套提升装置，车辆调度难度大 3、井巷施工时对生产影响大 4、井巷施工（包括硐室）难度大 1、基建投资较大 2、地面需新建工业场地 3、中段石门较长经综合分析，在不影响生产前提下，设计推荐主井按方案二实施。

23、根据目前地质资料的情况，矿区-290m中段以上的矿体可靠性较高，占资源总量的82.86%，而290m中段以下矿体为单剖面勘探线控制，矿体两端以推断为主，存在一定变数，为规避风险，建议主井采取分期方式建设，首期施工深度至-290m标高。而后根据生产探矿情况，分段延伸至-390m中段。2.6.1 主井位置选择主井位置选择应以地下、地上运输费用总和量小（至选厂）为主要原则，并结合企业的主要工业设施情况、占地情况、井巷施工工程地质条件、采矿工业场地布置要求，与周围农村的关系等方面综合确定。按此原则，*矿业有限责任公司硫铁矿主井较理想位置应 选择在矿区西翼，矿体下盘靠近选厂附近，因企业在该区域建设了大量

24、工业设施，和前期开采采空区影响，无合适位置可选；矿区东翼地形条件较好，但位于矿体上盘，加上土地不属于企业所有，地表运输距离远，也无法布井。经现场调研，并与业主协调，从企业已征土地情况、企业长期发展等因素考虑后，拟将主井口定在矿区北侧中部。此位置离开采区域较近，基建工程量较小，缺点是为了保护井筒安全，需留一定数量的保安矿柱。新主井选择在矿区北翼，开采影响范围之外，设计主井中心坐标为：x22488.000，y79686.000，z+90.0，采用圆型断面，净直径4.5m，净断面15.89m2，采取现浇混凝土支护，支护厚度0.3m。设计井深490m，基建施工深度至-290m标高。井筒内设置梯子间，提

25、升间，采用3#单层双罐笼提升，除提升矿石、人员、材料、设备外，还兼做进风井。矿山现有2#斜井经加固改造后，作为东矿段深部矿体开采时的总回风井。使用前应进行检查，修复人行踏步，加扶手，具备较好的照明条件。该井除作为出风井外，还作为第二安全出口。2#斜井实际深度为-190m，按*省人民政府专题会议纪要精神，斜井-130m中段以下越界范围，本次设计不考虑利用。-190m以下各中段通风及安全出口采取斜井与中段风井相结合的布置方案，设计中段风井净直径2.5m，采用喷浆支护，风井内架设人行梯，并通过各中段联络平巷与2#斜井-130m中段相连。2.6.2 主井提升（1）设计条件设计中段延深采取竖井开拓，分中

26、段延深，单中段开采，中段高度50m，井口标高+90m。-240m中段、-290m中段年产量各为15万t，矿石松散比重2.58t/m3，废石量约10%。本提升装置兼顾主、副提升用，工作制度为年工作300天，三班制，拟采用双罐笼提升。（2）提升容器选择a.小时提升量t/时式中：C矿石提升不均匀系数，取1.2A1年提升量30万tt1年工作天数300天t2每日工作小时数16.5小时b.提升速度提升速度选取，式中加权平均提升高度取388m，v=6.9m/s。c.提升一次循环时间T=H/V+=86.2sd.小时提升量：3600/86.2=41.7次，取41次，折合66.4t/h。选用2#单层轻型罐笼，其主

27、要技术特征：最大载重量1900kg，自重1140kg，底板尺寸：18001080mm，总高4760mm，木罐道150180mm。（3）钢丝绳选择a.钢丝绳单位长度重量式中：Q钢丝绳终端悬挂重量Q=Q罐+Q车+Q效其中：Q罐罐笼自重 1140kgQ车矿车自重 590kgQ效矿车有效载重 620kgH0钢丝绳最大悬重长度，井架高度按20m，终了中段H0=500m钢丝绳抗拉强度 15500kg/cm2m钢丝绳安全系数7.5选用6（34）+1-22-15S型三角股钢丝绳，其主要技术规格：P绳=2.055kg/m，d=22mm，d丝=1.6m，Q断=32800kg，=15500kg/cm2。b.钢丝绳实

28、际安全系数8.0 符合要求（4）天轮选择按天轮直径不小于80倍钢丝绳直径选用2007mm整体自行车轮式天轮。（5）卷扬机选择选用2JK-21.25/11.5A型双筒提升机，Dg=2.0m，B=1.25m，钢丝绳最大静张力6000kg，钢丝绳最大静张力差4000kg，减速比i=11.5最大绳速=6.7m/s，配用8级电机。a.滚筒的缠绕宽度，按缠绕两层计式中：H最大提升高度-390m中段为480mL试验长度30mn 缠绕层数2层D1多层缠绕时平均直径为2.022m钢丝绳两圈间的间隙取2.5mm1068.8mm1250mm，可见滚筒缠绕两层能满足最大提升高度要求。b.钢丝绳最大静张力和最大静张力差钢丝绳最大静张力F最大=Q罐+Q车+Q效+P绳H0=3918kg钢丝绳最大静张力差F差=Q车+Q效+P绳H=2737kg钢丝绳最大静张力和最静张力差均小于所选卷扬机技术参数，所选卷扬机能满足使用要求。（6）预选电动机式中：K井筒阻力系数，罐笼提升取1.2传动效率，二级传动取0.85速度系数，罐笼提升取1.2V最大提升速度6.7m/s动力系数，罐笼提升取1.4选用JRQ157-8型绕线式电动机，电机功率320kW，转速750r/min