Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５Ｏ７ 现代矿业 Ｊｕｌｙ．２０１１ Ｍ０ＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５０７期 ２０１１年７月第７期 ・地质・测量・ 祁雨沟金矿角砾岩型矿体圈定与采矿方法选择 任玉兵 （云南黄金有限责任公司） 摘要通过对河南祁雨沟金矿区角砾岩型矿床地质特征的进一步了解，将原来按缓倾斜脉 状、似层状矿体为主要赋存状态的矿体圈定方法转变为以矿山开采实际技术经济为前提而确定的 工业指标来圈定矿体。将全面采矿法和房柱法为主的采矿方法转变为以无底柱分段崩落法与下向 大直径深孔阶段矿房嗣后充填法，取得了良好的经济效果。 关键词 角砾岩型矿体矿床地质特征圈定方法采矿工艺祁雨沟金矿 祁雨沟金矿位于河南省嵩县城关镇祁雨沟，距 洛阳市８０ ｋｍ。河南金源黄金矿业有限公司自１９９７ 体全部赋存于角砾岩体中，严格受角砾岩体控制。 该岩体中共发现了２个成矿段，第一成矿段位于 ５２０～６７０ ｍ，矿体位于０３—０９勘探线，多以含金多 金属硫化物脉状形态产出，以含金多金属脉及上下 盘矿化围岩（主要为角砾岩）共同构成金矿体。矿 体走向以北东７０。为主，倾向北西，倾角为１Ｏ。～ ５２。，常见为３０。，代表矿脉有７－１、１０—１、８－３等矿脉， 矿体最大长度２２０ ｍ，最大厚度９．５ ｍ，共圈定矿石 量２８．８４万ｔ，Ａｕ品位为３．６０ ｇ／ｔ。第二成矿段位于 年成立以来，经过３次改扩建工程建设，矿区生产规 模由３００ ｔ／ｄ扩建为３ ０００ ｔ／ｄ，企业的竞争能力和 持续发展能力不断提高。 １ ４ 、５ 角砾岩型矿床地质特征 随着４ 、５ 角砾岩矿体的开采，祁雨沟矿区矿体 圈定方法主要经历了两个阶段。①以缓倾斜脉状、 似层状矿体为主要赋存状态的矿体圈定，该种圈矿 方法较为符合矿体赋存的自然形态，矿体圈定的主 要工业指标为：边界品位１ ｇ／ｔ，块段最低工业品位 ２．５ ｇ／ｔ，矿床最低工业品位２．８ ｇ／ｔ，夹石剔除厚度 为２ ｍ。利用该方法圈定的矿体与实际较为相符， ３１０～４７５ ｍ，其下部矿体没有封闭。该段矿体主要 为胶结物型，金及其他有用组分产于角砾之间的胶 结物中，矿体平行密集出现，共圈定３１个矿体，最大 矿体（２９ ）长１８０ ｍ，真厚度大于２３ ｍ。矿体呈似层 状产出，剖面上，在岩体北接触带膨胀变厚，向岩体 控制程度较高，但矿体比较零碎，共圈定４０余个小 矿体，开采难度比较大，开采中贫化率高，地质品位 与采出品位相差较大；②以现有生产成本为依据，纯 粹以目前矿山开采技术经济实际而确定的工业指标 来圈定矿体。矿体圈定使用的工业指标为：边界品 位０．５ ｇ／ｔ，块段最低工业品位为２．０ ｇ／ｔ，夹石剔除 厚度为８ ｍ。这种方法圈定的矿体规模大，形态简 单，多为厚大透镜体。其圈矿方法能最大程度地利 用矿石资源，易开采，成本低，缺点为控制程度低 （６０ ｍ×６０ ｍ），垂向上的控矿要素没有很好地利 用，矿体形态与实际形态有出入。但由于其形态简 单、易开采、低成本等因素，符合企业当前矿山生产 的技术要求。 １．１原圈定的矿体地质特征 ４ 角砾岩体目前已施工１０个中段，控制的金矿 南接触带收缩变薄，矿体走向５８。～１０７。，平行产 出，倾角一般为１２。～１９。，属缓倾斜矿体。靠化学 取样圈定的矿体真厚度为１．０４～２３ ｍ，厚度变化系 数为３２％～８０％，属于厚度变化稳定型。Ａｕ品位 为０．１６—２４０．０７ ｇ／ｔ，平均品位为５．８７ ｇ／ｔ。品位变 化系数２．４５％～２３８．２５％，属品位变化不均匀型。 ５ 角砾岩体目前已施工７个中段，矿体严格受 角砾岩体控制。该岩体中共发现了２个成矿段，第 一成矿段位于５２０～６２０ ｍ，０３～０７勘探线，有 ５８０ ｍ，５４０ ｍ及５００ ｍ ３个中段、２Ｏ条穿脉、１３条天 井控制，矿体呈似层状产出，由数个矿体构成，矿体 最大长度１２０ ｍ，最大水平厚度７４ ｍ。圈定矿石量 １０２万ｔ，Ａｕ品位为２．５１ ｇ／ｔ。矿体在岩体北部接触 带附近膨胀变大，向相反方向变薄至尖灭。第二成 任玉兵（１９６７一），男，副总经理，高级工程师，注册安全工程师 矿段位于５ 岩体下部，标高２８０～３７０ ｍ，０３～１０勘 探线。该矿段共圈定７个矿体，由４个钻孔 ４７ ６５００１１云南省昆明市白塔路３２９号。 总第５０７期 现代矿业 ２０１１年７月第７期 （ＺＫ０４１、ＺＫ４１、ＺＫ０６１、ＺＫ０６２）、２个中段、１２条穿 脉、２条天井控制。矿体最大长度大于１８０ ｍ（ＶＩ 矿 体），最大厚度２５．３２ ｍ。矿体呈似层状产出，剖面 上，在岩体北接触带膨胀变厚，向岩体南接触带收缩 变薄（特征同上部矿段及４ 角砾岩体），倾角一般为 ｌ６。～２２。，属缓倾斜矿体。靠化学取样圈定的矿体 真厚度为１．３２～２５．２３ ｍ，在统计的７个矿体中，有 ６个矿体厚度变化系数为４０％～８０％，属厚度变化 稳定型。Ａｕ平均品位为２．５６～３．９５ ｇ／ｔ，全矿体Ａｕ 平均品位３．５３ ｇ／ｔ。品位变化系数８２．４５％～ ２８４．７８％，属品位变化不均匀型。矿体严格受角砾 岩体控制，岩体断层很少，没有受到破坏，也没有发 现脉岩穿插。 １．２新方法圈定的矿体地质特征 利用新指标圈定的矿体主要位于４ 岩体及５ 岩体的下部。其中４ 岩体共圈定矿体１个，矿体平 面最大长度２２６ ｍ，最大宽度２１３ ｍ，垂向最大延伸 １７８ ｍ（下部没有封闭）。矿体整体呈大透镜体，矿 体在平面上位于２线西１５ ｍ，１０线东１５ ｍ，向东西 两侧出现分支及尖灭，垂向上以０５ 勘探线为中心， 向上部尖灭，深部向岩体东北接触带收缩，长轴方向 为７１。，短轴方向３４１。，矿体总体向北倾斜，倾角为 ３６。～９０。。矿体在３７０ ｍ以上主要位于０３～０８线， ３７０ ｍ以下沿岩体北东接触带边部呈环边带状产 出。矿体严格受角砾岩体控制，矿岩界线靠化学取 样确定。矿体共有０３ 、０５ 、０７ 、０９ 、１０ ５个剖面及 ３１０ ｍ、３４０ ｍ、４００ ｍ、４６０ ｍ ４个中段控制，１２２ｂ＋ ３３３类储量／资源量为矿石量５５４．７７万ｔ，金属量 １１ ８４０．５４ ｋｇ，Ａｕ品位为２．１３ ｇ／ｔ。其中１２２ｂ矿石 量为３７７．５８万ｔ，金属量为８ １７６．３７ ｋｇ，Ａｕ品位为 ２．１７ ｇ／ｔ。 ５ 角砾岩体共圈定矿体２个，主矿体为Ｉ 矿 体，平面上位于０３线西１５ ｍ～Ｏ９线西１５ ｍ，剖面 上标高为３００～４３０ ｍ，走向９５。，近直立，形态为不 规则透镜体。矿体东西长度为１８０ ｍ，南北最大宽 度为８７ ｍ。矿体严格受角砾岩体控制，平面上以０６ 线为中心，向东、西两侧收缩，剖面上以３４０ ｍ标高 为中心，向上部尖灭，向下部有收缩趋势。Ⅱ 矿体 为一小透镜体，位于３１０ ｍ中段及０９线。１２２ｂ＋ ３３３类矿石量２９１．２４万ｔ，金属量６ ２９４ ｋｇ。 ２矿床开采技术条件 祁雨沟金矿区主要开采对象为４ 、５ 角砾岩型 矿体，并将作为公司下一步扩大生产规模的主要资 源依据，占改扩建工程总资源量的９７．３％。 ４８ ４ 角砾岩体地表标高为７００—７２０ ｍ，其中第一 成矿段（５２０～６７０ ｍ）主要以含金多金属硫化物脉 状产出，现已基本采完，第二成矿段（４７５～３１０ ｍ） 主要为含金胶结物型矿体，３４０～５００ Ｉｎ已不同程度 开采，为主要生产矿源，留下近４０万ｍ。采空区，矿 体最低开拓水平为＋３１０ １ＴＩ。 ５ 角砾岩体地表标高为７２０～６５０ ＩＴＩ，其中第一 成矿段（５２０～６２０ ＩＩ１）上部氧化较强，６４１ ＩＴＩ以上部 分为露天开采堆浸所用，５４０～６２０ ｍ基本采空，留 下部分矿柱及采空区（约２０万ｍ ）。最低开拓水平 为３１０ １ＴＩ，根据生产需要，第二成矿段（２８０～３７０ ＨＩ） 部分开采，采用平底进路底部结构浅眼留矿法开采， 正处于采矿期。 ４ 、５ 角砾岩体在空间上近似直立筒状。矿岩 界限不清，需经化验分析圈定。矿体和围岩皆由角 砾和胶结物构成。胶结程度较高且后期断裂不发 育，破碎程度很低，故矿岩致密坚硬，稳固性好，胶结 物主要为矿化物质及热液沉淀物，并有不同程度的 蚀变现象。矿岩密度为２．７５ ｔ／ｍ ，硬度系数１２～ １６，松散系数１．６，自然安息角３８。。矿区地表沟谷 发育，矿体上部覆岩层较厚且矿岩稳固，不易崩落。 坑内涌水较小，矿区水文地质条件简单。 综上所述，矿体赋存于角砾岩体内，岩性单一， 断裂构造不发育，也无脉岩侵入，岩性以火成岩为 主，属坚硬稳固岩类，顶底板围岩稳定。 ３采矿方法选择 ４ 角砾岩体４９０ ＨＩ标高以上共圈定２９条矿体， 矿体形态多为不规则的脉状、透镜状。矿体厚度 ０．８～３．８ Ｉｎ，倾角２２。～５４。，平均４０。。根据矿体赋 存特点，设计采用留矿全面采矿法，对个别缓倾斜厚 矿体采用中深孔房柱法。其中１２ 、ｌ３ 、１４ 厚矿体 采用分段空场采矿法，采完后一次充填，设人工浇灌 混凝土矿柱。 全面留矿采矿法是一种组合式采矿法。它采用 了浅眼留矿法的采场布置和落矿方式，又采用了全 面法的运搬方式和顶板管理。该采矿方法在使用过 程中，由于矿体倾角变缓直接变成了全面采矿法。 目前在５２０ ＩＴＩ、４６０ ｍ中段回采脉状矿体时，仍采用 该种方法 。 １９９４年，根据生产需要，针对角砾岩矿体胶结 物成矿的不确定性，在４３０ Ｉｎ中段进行了平底结构 矿岩分运浅眼留矿采矿法的试验研究工作，取得了 较好的效果。经过１０多年的生产经验积累，目前已 成为公司主要采矿方法之一。 任玉兵：祁雨淘金矿角砾岩型矿体圈定与采矿方法选择 ２０１１年７月第７期 １９９８年，在进行改扩工程设计过程中，针对厚 贫化率小于１０％，损失率小于３％，完全符合全面采 矿法的技术要求。目前此法为辅，主要在上部几个 中段使用。 ４．２浅眼留矿法和分段空场法 大矿体采用空场嗣后充填采矿法回采，矿体分为两 步回采，第一步采用分段空场法回采矿柱，嗣后用尾 砂胶结充填，第二步用浅眼留矿法回采矿房，嗣后尾 砂充填，采下矿石皆用电耙出矿。该法的主要特点 是安全可靠，贫化损失指标较低，是开采价值厚大矿 体较为合适的方法。但其缺点是采矿成本高，尤其 在目前实际地质品位有所降低的情况下，这一问题 显得更加突出，显然，随着地质条件的变化，这种采 浅眼留矿法适用于开采矿石和围岩稳固的急倾 斜薄一中厚矿体，具有结构简单、管理方便、采准工 作量小以及生产技术易于掌握等优点。分段空场法 适用于开采矿岩稳固的厚和极厚的急倾斜矿体，具 有回采强度大、劳动生产率高、生产成本低、回采作 矿方法已不适应 。 １９９９年，对４ 角砾岩厚大矿体采用空场与崩落 两步回采方案。矿块沿矿体走向布置，矿块内按一 定距离划分为３个分条，每个分条有各自的底部结 构和凿岩巷道，回采是以分条为单位两步进行，第一 步先用阶段空场法回采１、３分条，待两分条回采完 成后再回采第２分条。为了提高第２分条的回采 率，降低贫化，采用中间向两边后退方法回采，初期 仍在空场条件下出矿，回采到一定距离后，剩下矿石 和顶板围岩一次爆破，形成强制放顶的崩落法回采。 ２００１年，在４ 角砾岩体推广使用了分段空场采 矿法回收矿柱，分段高度１０～１２ ｍ，使用ＹＧＺ－９０凿 岩机凿岩，应用效果较好，该采矿方法回采矿量约占 年采矿量的１／３左右，成为主要采矿方法之一。 ２００７年矿山再一次进行改扩建工程建设，生产 能力从１ １００ ｔ／ｄ扩大到３ ０００ ｔ／ｄ。采矿方法主要 是无底柱分段崩落法、下向大直径深孔阶段矿房嗣 后充填法和有底柱分段空场法，其中下向大直径深 孔阶段矿房嗣后充填法是采用的主要方法之一。 ４采矿方法评价 经过多年的生产实践以及对角砾岩体成矿规律 的重新认识，将全面采矿法和房柱法转变为以无底 柱分段崩落法与下向大直径深孔阶段矿房嗣后充填 法进行采矿。 ４．１全面采矿法 该采矿法的适用条件为：①矿石和顶板岩石为 稳固或中等稳固；②矿体倾角由缓倾斜到倾斜，以 缓倾斜为主；③厚度由薄至中厚矿体，以薄矿体为 主；④可用于形态复杂，厚度、品位变化较大以及底 板和倾斜均有起伏的矿体。 上部中段角砾岩体内多金属硫化物脉状矿体矿 岩致密坚硬，顶板岩石极稳固，最大暴露面积已达 ３ ０００ ｍ ，矿体倾角２０。～３０。，局部为３５。，底板有起 伏，采幅为１．６～２．２ ｍ，平均为１．８ ｍ，为薄矿体。 采场内电耙运矿，矿块生产能力为６０～６５ ｔ／ｄ，矿石 业安全等优点。 两种采矿方法的采场结构参数和底部结构的布 置形式大致相同。浅眼留矿法采场的台班效率为 ８０—９０ ｔ，分段空场采场法的矿块生产能力为１５０～ １６０ ｔ／ｄ，均达到了较好的技术经济指标。但是，浅 眼留矿法和分段空场法都存在一个共同的缺点，就 是矿柱矿量比重较大，特别是角砾岩体厚大矿体，由 于地压管理的需要，很大部分矿柱将成为永久损失。 ４．３下向大直径深孔阶段矿房嗣后充填法 矿体的中段高度为５０ ｍ，根据上述矿体开采技 术条件以及下向大直径深孔阶段矿房嗣后充填法的 要求，在中段平面上沿着矿体走向划分矿房与矿柱， 先采矿柱，嗣后使用分级尾砂胶结充填；后采矿房， 嗣后采用分级尾砂充填。在下中段形成底部结构 （图１），在上中段形成凿岩硐室。 图１采场底部结构布置 １～出矿穿脉；２一出矿横巷；３一下盘运输巷道； ４一上盘回风巷道；５一双机心凿岩巷道 ５ 结语 随着对角砾岩体成矿认识的不断加深，完成了 由原来按缓倾斜脉状、似层状矿体为主要赋存状态 的矿体圈定方法转变为以矿山开采实际技术经济为 前提而确定的工业指标来圈定矿体。 完善了适合３ ０００ ｔ／ｄ矿山生产能力的各种采 矿方法，包括全面法、浅眼留矿法、分段矿房法、无底 柱分段崩落法以及下向大直径深孔阶段矿房嗣后充 填法。利用这些方法对过去遗留的大量矿石矿柱同 时进行回收，不但可以回收资源，提高资源利用率， 而且也可以为企业增加效益。（下转第１０４页） ４９ 总第５０７期 现代矿业 ２０１１年７月第７期 掘进期间顶板离层量只有１３ ｍｍ，回采期间最大达 到３８ ｍｍ。掘进期间，由于巷道围岩变形量小，锚杆 受力较小，回采期间，因巷道围岩变形量急剧增大， 锚杆受力明显增加。在此期问没有发现失效锚杆。 整个巷道服务期间支护效果良好，有效控制了沿空 巷道围岩的变形，保证了巷道的有效使用断面。 锚杆（币２１．８×５ ２００） 锚杆 ４，２ ．８×６２００） 单位：ｌＩＩＩｌｌ 煤柱侧 锚＿。 ／ ＼ ／ 锚杆（ｑ￣２１．８×２ ８００） ＿ ＿ ＿ Ｊ２１２ ８００）＼ ’ √＼ 、 ０ ％ 口 ０ ’１ ｌ ６０ １ ２ 、 ２ ｆ 。０ 。 寸 ０ 。。 ０ ／ ～一～～一一一 ＼ ｛８ｏｏ！量Ｉ ）ｊ ∞．Ｊ 建 蠡ｌ Ｊ 薹 ｍ 。０ ：。。 ／｜ ／Ｍ５／ 型钢带＼ ． ２００ ：３ ２００× ７８×５＼８ 金属网规格：３ ６００×１ ’００ ５／ 型钢带：＼ ８ 釜扁网规格：３ ６００×１ ｌｏｏ／Ｍ５带 ：３３２ ２００×１７８×５８ ５× ＼ 图４沿空巷道支护参数 似条件下工作面的支护设计提供参考。 ／ Ｌ — — 参考文献 ［１］徐永圻．采矿学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２００５．［２］ 梁兴旺，王连国，何兴华，等．沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定 图５掘进方式 ［Ｊ］．矿业研究与开发，２００７（４）：２９－３１． ［３］ 沈杰，郑厚发，刘培海．孤岛工作面开采沿空巷道支护技术 ５ 结 语 通过合理设计，锚网梁支护能有效控制孤岛工 研究［Ｊ］．中国煤炭，２００５（１１）：３４－３５． ［４］ 王清森，撖动．孤岛综放工作面沿空掘巷锚网支护实践［Ｊ］． 作面沿空巷道的大变形，保证巷道服务期间的安全 稳定，各项位移量指标均在允许范围之内。降低了 巷道支护和维护费用及工人劳动强度，提高了巷道 安全掘进速度，经济效益和社会效益显著，可以为类 煤，２００２（４）：２７，３２． ［５］ 和德江，吴建霖．沿空掘巷及锚网支护技术应用分析［Ｊ］．中州 煤炭，２００１（２）：５，１２． （收稿日期２０１１－０３—３０） （上接第４９页） 参考文献 生产矿山尤其是黄金矿山，还有如凿岩爆破参 数优化、大块率如何降低、减少材料消耗、上部采空 ［１］ 秦皇岛黑色 台金设计研究院．河南祁雨沟金矿初步设计［Ｒ］． 秦皇岛：秦皇岛黑色 台金设计研究院，１９９２． 区处理、矿柱回收、压缩作业中段以及如何提高企业 经济效益等方面的问题，仍然需要矿山工作者深入 研究解决。 ［２］ 长春黄金设计院．河南金源黄金矿业有限公司改扩建工程设 计说明书［Ｒ］．长春：长春黄金设计院，１９９８． （收稿日期２０１１＿（）６．１０） １０４