砂矿开采的技术条件和水文地质条件是砂矿设计中确定开采规模、选择开拓方案、开采方式和开采方法的主要依据。
不同的开采方式,尤其是采矿船开采的砂矿,由于采用的开采方式和设备不同,对开采技术条件的要求也不同。主要要求见表1。
表1砂矿开采各种采矿方法的技术要求
一、矿体覆盖层
砂覆盖层因矿床成因类型而异,不同矿床覆盖层的岩性、厚度和含矿性也不同。因此,我们必须注意:
(1)覆盖层的岩性、厚度、含矿性及分布;
(2)耕作土层的厚度和分布范围;
(3)覆盖层底部边界的控制程度。
二。矿体(层)内部结构
特别注意矿体(层)中淤泥的特性和矿石的含泥量;矿体(层)中砾石和巨砾的含量及特征。
(1)矿石的含泥量
矿石中的粘土含量是矿石中粘土含量的百分比。含泥量对不同的采矿和选矿方法有不同的影响。在船采和机采过程中,如果矿石含泥量高于10% ~ 15%,特别是有粘土层或粘土透镜体(泥带)时,会增加开采难度,造成斗轮机粘斗和胶带,卸矿困难,影响溜槽和跳汰机的作业效果,降低选矿回收率。水枪采矿时,当矿石含泥量达到20%时,矿浆浓度可在15% ~ 18%左右,使重砂矿物和中细砾石达到最佳运输能力,有利于生产。
泥浆含量一般由浅井取样确定,其计算公式为:
(1)
或者(2)
式中n--含泥量,%;
t1——沉淀后干泥浆的重量,kg;
T2——原矿重量,kg;
M1——泥浆的松散体积,m3;
M2——原矿石样品的松散体积,m3。
必须重视对含泥量测量数据的分析和评价;
1.含泥量测定试验是否能代表矿石的含泥量;
2.测定方法是否符合要求,计算数据是否准确。
(2)砾石的特性和含量
1.砾石特性和含量对采矿的影响
冲积层中砾石的特性和含量,如圆度、含矿性、砾石直径、空,不仅影响勘探手段的选择、勘探效率、品位确定的准确性,而且对采矿工艺和设备也有重大影响。
砾石中的砾石对采矿的影响最大。在采矿过程中,必须对巨砾和岩石进行处理,不允许它们进入选矿系统。漂石允许的最大砾石直径是根据采矿船的铲斗容积和砾石直径较大的砾石的处理能力来划分的。不同类型的采矿船都有自己的巨石分类标准。见表2。
表2采矿船生产中的孤石划分要求
用船开采时,大于200mm的砾石直径会给开采设备带来不利影响。该船挖掘巨石时效率极低,挖掘系统的机械部分经常损坏,造成辊轴断裂、电机烧毁等事故。另一方面,船舶选矿系统发生晃动,改变了溜槽、跳汰、摇床的工作状态,降低了选矿指标。如果漂石进入选矿系统,会损坏受矿漏斗、圆筒筛、带式输送机等设备。当漂石含量超过一定限度时,经济效益就会降低,如兴隆沟矿区的ⅵ号矿体和金厂金矿等。,由于漂石量大,生产效益和经济效果都不理想。如果漂石数量太大,则不宜使用采矿船进行开采。目前,采矿船采矿区的允许孤石率为5%。
采用水采工艺时,矿层中的孤石不仅难洗难采,而且砂泵也抬不起头,需要增加人工处理能力。
当矿体中的砾石含有矿石,且矿石含量不同时,采用重力分选工艺时,若含矿砾石量少,需用棒条筛分离砾石;如果含矿砾石量较大,需要增加破碎设备对砾石进行破碎。
中砾石圆度好,有利于浆液输送。采用水运技术时,运输效果更好。
2.砾石率
砾石含量用砾石比表示。砾石率测定是将砾石直径大于10mm的样品筛选成10mm、50mm、100mm三个等级,计算公式如下:
(3)
式中k-砾石比,%
VE——砾石体积,m3;
V1——总取样体积,m3。
3.巨石的数量
漂石的数量用漂石率(漂石系数)表示。孤石率是矿体中的孤石体积占矿体矿石体积的百分比。勘探期间,根据生产实际需要,矿石砂层孤石率和混合砂层孤石率按剥离和不剥离计算。
4.砾石资料分析评价中应注意的问题
在分析评价砾石资料时,应注意是否研究清楚了矿体中砾石成分、砾石直径、含矿性、圆度及空之间的分布等特征。巨砾在平面和剖面上是集中分布还是均匀分布已查明。如果漂石在剖面上呈中心、规则分布,应指出漂石的分布范围(矿体上部、中部或底部)。当孤石集中或均匀分布在矿体底部时,在开采过程中很难处理。砾石率和孤石率的实测样品是否具有代表性,测量方法是否正确,测量值是否可靠。由于勘探时采样点数有限,采样规格小,孤石率的测量往往基于有限的样本数据,往往缺乏代表性。因此,在判断孤石产量的准确性时,必须在综合研究矿体砾石分布的基础上进行统计对比,才能正确确定所提供的孤石产量数据的可信度。
三。矿体底板状况
在砂矿开采的技术条件中,矿体底板条件非常重要,尤其是采矿船对底板条件的要求更为严格。一般矿体底板越平坦,坡度越小,对采矿船越有利。凹凸不平的底板影响采矿船的挖掘,甚至造成有用矿物的大量流失;底板坡度增大,会增加供水和矿船行走的难度,可能导致尾矿溜槽拖行、资源流失等事故。对于底板起伏频繁或坡度太陡的矿床,很难用采矿船开采,所以对于砂金、细谷砂金、残坡砂金等以岩溶为基底的矿床,通常采用其他采矿方法。
不同类型的采矿船对矿体底板坡度的适应性不同,因此对矿体底板的纵横坡度有一定的要求。一般船型越大,要求底板坡度越小。采矿船对矿体底板纵坡的要求见表3;矿体底板的水平坡度没有统一的规定。一些矿山使用的50升左右的采矿船,可以开采坡度在40‰左右的砂金矿体。
表3采矿船采矿时矿体底板纵坡要求
岩底板岩性、强度不同,开挖程度明显不同。如果地板的基岩由花岗岩、混合岩、大理岩等块状岩石组成,往往会形成坚硬的底部,难以挖掘,容易损失有用的矿物质。当底板基岩为页岩、板岩、片岩等泥质岩或风化灰岩时,形成软底,易造成超挖。另外是泥质岩,其风化强度、节理裂隙发育等发现和测量结果是否满足设计要求。
四。矿体范围内的障碍物
矿体中地表和地下的各种障碍物是需要考虑的重要因素,如表内矿和表外矿的划分,矿区开发利用方案的确定,农业和矿业的协调发展等。当障碍的数量和复杂程度达到一定限度时,就很难开发利用资源。
在分析和评价地质勘探资料时,我们必须注意:
(a)障碍物的类型、数量和分布。勘探时需要识别的障碍物通常包括:树木、果园、农田、民用和工业建筑、铁路、桥涵、输电线路、水库、大坝、地下管网等设施。还必须注意已识别障碍物的分布范围是否如实反映在大比例尺地图上。
(2)各种障碍物的分布范围和数量必须反映勘探工作结束时的实际情况。对于长期数据,必须在使用中进行验证。
五、多年冻土分布范围
冻土(冻土)是我国北方矿船采矿的重要障碍。开采冻矿时,容易损坏采矿船的一些设备和部件,严重影响采选的技术经济指标。永久冻土需要解冻后才能被采矿船开采。由于冻土区的砂金矿处于冻结状态,一般需要解冻2 ~ 3年才能开采,以保证正常生产。勘探中研究冻土的目的是为解冻处理提供基础数据。
在分析和评价冻土矿区的地质资料时,必须注意以下问题:
(一)必须通过勘探工程或其他有效方法查明冻土的分布范围;
(二)冻土类型及其分布位置和深度;
(3)冻矿的比例;
(4)冻土圈定方法及其可靠性;
(5)冻结矿石解冻方法建议的可行性。
(6)矿石、岩土和岩石的物理力学性质
勘探提供的矿、土、岩物理力学性质的数据和资料必须具有充分的代表性,项目必须齐全,数据必须准确。