甘肃拉尔玛金矿矿体特征及开采方法选择
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【摘 要】通过对拉尔玛金矿矿体分布特征、形态、产状、规模、开采条件等方面的分析，选择适合的采矿方法，对矿床开采中的安全因素进行了分析。
【关键词】矿体特征；开采条件；开采方法
1.概述
拉尔玛矿区在地理分区上属秦岭山脉西段，海拔3600―3900米，拉尔玛主峰高4059.4米，山势西低东高，地形坡度大都在20°―30°之间，地形较平缓，切割深度不大，在地貌上属于高山侵蚀地形和剥蚀堆积地形，并形成大小不等的高原沼泽。
矿区位于青藏高原的东北部，属大陆性高寒气候，总的特点是寒冷潮湿，气温变化大，年平均气温-1.1℃，最高气温（7月份）17.4℃，最低（元月份）-17.6℃；9月份开始降雪，10月至次年5月为冰冻期，冻土层厚1.0―3.0米；年平均降水量为810毫米，降水集中在7―8月，一年四季多有西北风，最大风力达8级。
2.矿床地质特征
2.1 含矿断层地质特征
矿区位于甘川交界的西缘，碌曲县贡巴的东北侧，东起拉尔玛主峰，西至纳卜加索迪，东西长4.0公里，南北宽1.0公里范围内，矿体严格受断裂构造控制，产出于F1上盘的F7―F8断裂间上震旦统拉尔玛组和下寒武统俄都组黑色含炭碎屑岩系的碎裂岩带和角砾岩带中，矿体展布方向70°―80°，与区域总体构造方向基本一致。
研究区内已发现4 条规模较大的含矿断裂带。含矿断裂带长度在400-1500m不等间,宽几米到十几米不等左右,走向北东70～90°,倾向北东,倾角70°～85°。
2.2 矿体地质特征
2.2.1矿体分布特征
研究区矿体具如下特点：
a.矿体主要受断裂向西收敛，向东撒开控制，在断裂向西收敛部位，矿体规模大，矿化集中；在断裂向东撒开部位，矿体规模小，且分散。
b.矿体受一组压扭性断裂控制，反映有明显膨大收缩现象，厚度较薄矿体，延伸较大；膨大或厚度大的矿体，延伸不大，可能与断层性质和倾角有关。
c.表内矿体赋存在表外矿体之中，表外矿体赋存在矿化之中，其特点是贫矿包富矿，矿化包贫矿，两者界线不清，是逐渐过渡的；以表内矿体为中心，组成表内矿体（高品位）―表外矿体（低品位）―矿化岩石―围岩过渡矿化序列。
d.金矿化主要在硅岩与含硅质团块条带状粉砂质板岩，粉砂质板岩的岩相过渡带上，是矿化最富集的部位，而出现厚层块状硅质岩的岩石组合时，矿化减弱或消失，硅质岩经构造作用和热液作用，形成较厚的碎斑岩（或角砾岩）和硅化硅质岩，是富矿体主要赋存部位。
e.本矿床最大的特点是矿石品位低，规模大，埋藏浅，绝大部分为表露矿体，开采条件好.
2.2.2 矿体形态、规模、产状
本矿床共赋存70个金矿体, 主要集中分布在矿区中西部（95―111线），组成一个很大的矿体群，矿体形态很复杂，时有膨大、收缩和分枝，复合、尖灭、再现的特征（图25），出露标高3450―3780米。对其中33个矿体统计，有3个矿体一般长180―466.0米，平均厚度2.01―6.30米，平均品位为3.36―7.90g/t，矿体呈串珠状透镜状、似层状、长条状，矿体在空间分布上彼此平行或大致平行于断层面上，呈斜列式排列，其产状受断裂破碎带控制，矿体展布方向北东东，倾向NW，倾角60°―70°，与断裂破碎带基本一致。其余30个金矿体矿体一般长81.0―220.0米，最长达435.0米，宽1.5―6.0米，最宽达18.0米，品位1.0―1.7g/t，矿体呈长条状，似层状，矿体规模小，且分散。
3.开采条件
3.1 工程地质条件
矿区地层出露岩性为灰色千枚状绢云母板岩、绢云母粉砂质板岩、炭质板岩、粉砂质板岩、薄层状钙质粉砂岩、含铁千枚岩、含炭绢云母粉砂质板岩、千枚状绢云母泥质板岩、凝灰质板岩、紫红色含铁板岩及中厚层硅质岩等，岩石节理、裂隙发育，构造挤压强烈，风化带厚度在构造破碎带中可达100米以上，一般达20―30米，矿床的地质构造属于断裂褶皱型。矿床总体构造线方向北东东呈近东西向，褶曲以线型紧密褶曲为主，断裂以走向断裂为多见。该区地层强度不均，工程地质条件较差。
3.2 水文地质条件
碌曲县每年7―9月为雨季，最大日降水量为44.9mm，最大蒸发量为9.4mm，区内所见地下水，地表水体不多。
矿床内地表水、地下水主要靠大气降水补给，矿床位于当地侵蚀基准面以上，高出66米之多，储水地层主要为第四系地层，其它地层除构造破碎带微含水外，基本不含水，所以矿床水文地应属简单到中等类型。
4.采矿方法选择
结合矿体赋存特点，从开采技术条件看，拉尔玛金矿首采范围内实施露天开采无论在技术还是在生产管理上均明显优越于地下开采，本次设计确定露天开采为矿山开采方案。深部开采方法将视将根据矿体延伸特征再确定。
4.1 露天开采境界的确定
4.1.1 境界圈定原则
⑴ 以境界剥采比小于或等于经济合理剥采比初定露天采场境界。
⑵ 以平均剥采比小于经济合理剥采比来校核露天采场境界。
⑶ 在减少剥岩量的前提下，尽可能把顶底盘及两端的矿体圈定在境界内，减少采矿损失率。
4.1.2 经济合理剥采比确定
经济合理剥采比是露天开采的重要依据。在计算经济合理剥采比时，采用原矿成本法计算，确定拉尔玛金矿的经济合理剥采比，计算所用参数见下表，利用公式nJH=γ(CD-a)/b计算经济合理剥采比为5.98m3/m3。
经济合理剥采比计算的基础数据
指标名称 符 号 单 位 露天开采 地下开采
露天剥离成本 b 元/米 3 45 ―
露天开采成本 a 元/吨 18 ―
地下开采成本 CD 元/吨 ― 120
矿石容重 γ t/m 3 2.64 2.64
4.1.3 露天边坡参数的选取
拉尔玛金矿露天开采的优点是很明显的，最重要的是要减少基建剥岩量，基于安全和效益两个因素，依据资料并类比其他相似矿山资料，确定边坡参数如下：
台阶坡面角：原生矿岩层600，台阶高度10m。
4.1.4 露天境界圈定及分层矿岩量计算
选择95～113号勘探线间较厚大部位的矿体圈定露天境界。在保证境界剥采比不大于经济合理剥采比的前提下，合理缩小露天境界以减小剥岩量。通过分层进行境界剥采比计算，其境界剥采比均小于经济合理剥采比。最终确定露天境界：
采场境界尺寸810×282m2（长×宽），露天顶部标高3784m，
露天底部标高 3714m，台阶高度10m，最小工作平台宽40m，段沟最小底宽18m，段沟最小顶宽26m，清扫平台宽度7m，安全平台宽度4m台阶坡面角原生矿岩层600，露天最终边坡角44025′34″，境界内矿岩总量832万米3，其中岩石量549万米3，矿石量720万吨，矿山平均剥采比为2.2m3/m3。
4.2 开拓运输
开拓运输方案的选择：矿区山势西低东高，地形坡度大都在15°―30°之间，地形较平缓，露天采场距选矿厂0.5km。上述条件决定了该矿山较适宜的开拓运输方案为单一的公路开拓，汽车运输。
该矿为山坡露天矿，矿山剥采比小，运输线路对剥岩工程量和边坡扩帮量影响较小，结合地表运输方向，在露天境界下盘修折返线路，矿石由汽车运至破碎。废石运输从各水平分层直接由汽车运至废石场。
4.3 采剥作业
4.3.1.采剥工艺选择
矿区地势东高西低，采用水平分层采矿，每个水平都沿地形由西向东偏南方向开沟，工作线沿东西偏南方向布置，由南向北偏西方向推进。
4.3.2.爆破作业
根据矿岩物理力学性质及确定的采矿规模，矿岩均采用中深孔爆破，采矿台阶高10m，矿石大块产出率8%，并采用二次破碎。矿山中深孔爆破在靠近端帮时，必须减少一次起爆孔数和一次爆破的装药量。在靠近采场边界时，须采用控制爆破。
4.3.3.铲装作业
根据采场条件，采用液压挖掘机铲装，并配前装机辅助装矿。边剥离边采矿，台阶间超前40m以上，以保证一个台阶最小工作平台宽度，这样既可以最大限度地满足矿山二级矿量要求，又能充分发挥设备效率。
4.4 露天防排水
地表排水采用自然排水，在露天采场周围约20米处挖沟，在矿体上盘采场边界沿矿体走向掘沟，采场端部边界沿垂直矿体走向掘沟，将雨水引到矿区外。排水沟底宽0.6～1m，上口宽1.0～1.5m。
矿山采用露天开采，矿体赋存在3714m标高以上的山脊上，开采过程中具有很好的自然排水条件。不需要机械排水即可保证生产。
5.开采中主要安全因素
⑴作业现场产生的粉尘、有害尾气对环境有一定的影响。
⑵产生设备产生的噪音对操作人员健康有一定影响。
⑶爆破作业危险及爆破过程中产生的飞石产生危险。
⑷雨季时露天边坡易滑坡，产生危险。