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锰矿行业现状(我国最大的锰矿床)

锰矿行业现状(我国最大的锰矿床) 中国锰矿开采现状

我国锰矿产量约为450 ~ 500万t/a,但由于我国锰矿分布广泛,多为零星小矿,采矿方法多种多样,有露天开采、露天水力机械化开采、露天地下联合开采、采矿方法不明等。已揭露的锰矿多为零星小矿,除国有大中型锰矿外,还有大量农户开采,因此露天开采量占总产量的60%以上。分布在广西、湖南两省第四纪红土层中的,露天开采量占60%以上,占总储量80%的大中型锰矿,由于埋藏较深,只适合地下开采。但由于地下开采投资大、建设周期长、生产成本高,目前我国地下开采锰矿产量仅占总产量的25%~39%。中国锰矿区采矿方法及储量统计见表1。

表1中国锰矿区采矿方法保有储量统计表

序列号

采石场

露天-地下开采

地下开采

未知采矿方法

矿区数量/单位

储量/万吨

矿区数量/单位

储量/万吨

矿区数量/单位

储量/万吨

矿区数量/单位

储量/万吨

一个

北京

一个

8.1

2

天津

一个

28

河北省

7.8

山西

一个

36.9

一个

473

一个

48.4

内蒙古

28.3

一个

2.8

辽宁省

一个

3343

2

727.4

吉林省

一个

1.1

一个

13.3

江苏

一个

安徽省

2

10

江西

11

福建

14

269.8

2

101.4

2

22.5

12

河南

一个

1.5

13

湖北

2

97.8

1292.3

14

湖南

17

668.5

220.8

14

8401.4

1369.4

15

广东

232.6

一个

162

2

143

16

广西

19

1866.4

15

12981.9

6895

17

海南

一个

9.8

18

四川

2

76

2960.8

2

1690.2

19

贵州

2

13.4

11

8442.3

20

云南

233

881.6

2094.8

一个

441.9

21

甘肃

167

22

新疆

2

380

一个

459.3

2

54.7

总计达

六十九

3344.6

四十二个

14949

六十八

36247

30

4663.4

【下一步】首先,露天开采。露天开采以其高效、快捷、安全成为设计者和生产企业的首选。20世纪50年代以前,由于采矿设备的限制,我国锰矿的露天开采多为手工作业,手段繁重。钻孔采用手锤和钢钻,爆破采用土制黑硝炸药。工作面的运输和剥离采用肩扛和人工挖掘。50-70年代基本实现半机械化生产,用手持凿岩机打眼,用岩石炸药和电雷管爆破,窄轨和V型矿车运输。20世纪80年代以来,大型锰矿露天开采多采用大型采矿生产设备,如孔径150mm的潜孔钻机、岩石炸药、非电爆、0.5~1.0m3挖掘机、前苏联制造的12t自卸汽车运输。20世纪90年代以后,落后的生产方式被彻底淘汰。国内运输设备较大,有15~20t自卸汽车。单台设备年效率达到50吨,生产工人劳动生产率达到3万吨/人·年。露天开采包括山坡露天和凹陷露天。开采时,一般是自上而下逐层开采,形成台阶。我国锰矿露天开采主要有广西大新锰矿、天等锰矿、大新户锰矿和福建连城锰矿。(一)广西大新(夏磊)锰矿大新锰矿是中国最大的锰矿。矿区位于美丽的南国大新县夏磊镇中越边境。面积20.46平方公里,是中国南方边防中的一颗明珠。这是“七五”期间投资扩建的最大的锰矿生产基地。到1985年底,表中累计探明锰矿储量13159.6万吨B+C+D,占全国已探明锰矿储量的20.45%,其中氧化锰矿951.5万吨,为全国最大矿。截至2001年底,经自治区资源委员会审查的B+C+D级储量为12413万吨,其中氧化锰305万吨,碳酸锰12208万吨。大新锰矿氧化锰具有独特的自然放电性能,一直是我国重要的电池锰生产基地。大新锰矿西北邻靖西县胡润锰矿,东邻胡涂锰矿,西接越南,面积15m2。在区域地质构造上,位于华南右江褶皱带大明山古拱断层束西部的大新凹断层束西北带,是一个大型沉积锰矿床,地表及浅部为氧化锰,深部为原生碳酸锰。设计露天矿区剥采能力12250万t,矿石储量1089.6万t,剥采比10.24t/a,其中氧化锰储量756.8万t,平均地质品位Mn33.67%,碳酸锰储量332.8万t,平均地质品位Mn20.87%。根据自然条件,可分为东露天、中露天、西南露天和西北露天四个露天采场。每个露天矿都有道路连接,每个露天矿都有自己相对独立的开拓系统。目前矿山生产能力为:采剥总量400万t/a,原矿产量35 ~ 40万t/a .生产现状及经济技术指标:1 .剥采比露天矿常用的采比有平均采比、分层剥采比、生产剥采比、境界剥采比和经济合理剥采比。它们从不同角度反映了矿山开采与剥离的关系。大新锰矿境界采比(t/t)16.0,经济合理剥采比16.8 t/t.2 .露天开采元素阶段高度:综合考虑矿石硬度、爆破、矿层产状和采矿设备,阶段高度定为l0m。在生产过程中,台阶高度可根据具体情况分为3~5m段,有利于减少矿石的损失和贫化。工作阶段边坡角:根据矿岩性质和射孔爆破推进方向,工作阶段边坡角为60°。开采方向:根据主要运输路线的布置,中间采场从上壁推进,工作线也从上壁推进到下壁。但在矿体附近最好垂直开向矿体。西南采场矿体产状变化大,地形复杂。根据主运输线的布局,上墙和下墙都要驱动。工作线长度:为满足5~10昼夜采装爆破量,铲装工作线长度为150m,利用有利地形适当多开工作面,保证产量,有利于优质配置。最小工作平台宽度:为保证采场的正常工作状态,维持各水平的正常推进,最小工作平台宽度为30m。开采深度:120米。斜坡组成:每两个安全平台为4m,一个清洁平台为7m,采用组合台阶推进。路堑交流开挖,路堑槽底宽度20m。3.矿石损失率和废石混入率如前所述,矿体埋藏条件非常复杂,0.5m以下的包裹体无法去除,0.5m以上的包裹体只能部分去除,需要人工剥离才能达到良好的效果,所以采矿过程中的矿石损失和废石混入量会很大。矿石损失率和废石混入率相对考虑,中部采场为15%,西南部采场为22%。为了减少废石混入,提高原矿品位,采矿过程中采用装载机人工剥离,保证原矿品位。根据确定的各采场废石混合率,计算各采区原矿品位。4.射孔爆破及采装(1)射孔爆破上部风化破碎,岩性以泥质、硅质、钙质泥岩为主,粘度高,硬度系数小于6。KQ-150 DTH钻机用于射孔。下部为原生矿岩,岩性主要为钙质、硅质矿岩,硬度系数较高(F=2~14)。使用的射孔爆破设备是KQ-150 DTH钻机,射孔效率高,在氧化部位的射孔速度大于20m/h。然而,在开采碳酸锰时,DTH钻机的射孔速度较低。选用200牙轮钻机,打孔速度达到25m/h【下】(2)打孔设备数量计算;每个钻孔的爆破能力V = HxaxW = 10x4x4 = 160m3孔长L = H/sin 700+m = 10/0.891+2.5 = 13.7m,每孔爆破量9 = v÷(LXR)= 160(13.7 x 1.1)= 10.61 m3/m,潜孔钻台年生产能力A,年取钻台进度15,000m,A = 1.5x 10.61 = 159000 m3/钻台,h- A——孔距W——最小抵抗线4m;m-超深,25m;R——废孔率,10%;K——待爆破的矿石和岩石量,90%。(3)炸药消耗量计算采用矿山用2#岩石炸药爆破,火雷管起爆,毫秒导爆管起爆。起爆方式:双导爆管并联,前排预爆。Q=KxV=2x200=400t/a,其中k为单位炸药消耗量0.2kg/m3,2t/m3;五——年采剥总量为400万/m3。5.采矿方法、技术和主要设备。该矿采用露天开采,汽车运输,采用纵向开采方式。这条长凳的高度是10米。在生产实践中,遇到复杂矿体时,可灵活采用不同高度的小断面进行开采,以减少矿石损失和废石混入。设备主要为1.6m3液压挖掘机和50装载机,15t红岩汽车运输,国产150 DTH钻机钻孔。目前,大新锰矿年露天开采锰矿产量30万t,年采剥量达350 ~ 400万t,生产使用设备有KQ-150 DTH钻机、WY160 1.63m3液压挖掘机和ZL50装载机、CQ3260 15t红岩自卸汽车和T180推土机。采矿方法为露天开采,设备效率高,贫化损失率低。(二)广西天等锰矿广西天等锰矿也是我国大型露天锰矿之一。该矿区是我国大型氧化锰矿床。全矿区锰矿净储量824万吨(B+C级),远景储量753万吨(D级)。原矿的平均地质品位(质量分数)包含17.52%的锰、5.98%的铁、57.98%的硅和0.071%的磷。一次洗矿后,干净块矿(+5mm)的平均锰含量、铁含量≤5.29%、硅含量≥27%、磷含量≥29.5%。1991年国家计委立项后,冶金部长沙冶金设计院和广西冶金设计院共同承担了项目建设的设计任务,先后进行了项目资金的可行性研究和可行性研究论证报告。1997年初完成初步设计任务,设计为露天机械化开采,剥采比4.2t/t,年开采氧化锰矿25万t。1997年6月投资建设,1999年建成投产。目前年采剥量150万t/a,开采量30万t/a..2.露天水力机械开采锰矿露天水力机械开采在中国已有40多年的历史。最早开采锰矿的广西八一锰矿,全国很多地方都有水采锰矿的产量,约占总产量的10%。露天机械化开采的基本特点是:利用水力,以相同的水流完成冲采、运输、洗矿、尾矿处置全过程的连续生产过程。因此,它适用于水源充足的积砂沉积区、无霜残积沉积区和洪水沉积区。如八一锰矿、东相桥锰矿、平乐锰矿、荔浦锰矿。三。地下开采我国地下开采锰矿的主要矿山有湘潭、湘桃园、塘甘新、铜锣井、团场溪、瓦房子、花垣、龙头、汉源、斗南、宁强、屈家山、鹤庆、秀山、松桃矿区。中国地下锰矿主要为沉积型,有少量沉积变质作用。含锰岩系矿床主要为海相碳酸盐岩建造,含少量硅质建造和砂泥建造。(1)矿床开发矿床的开发方法有平硐开拓、斜硐开拓、联合开拓等。目前国内重点地下矿山采用的开拓方式如下。1.平硐开拓矿床开拓具有建设速度快、投资少、成本低、管理方便、通风方便、排水容易、分期开采等特点。平硐开拓的矿井主要有花垣、唐干花、龙头、汉源、斗南、宁强、屈家山、鹤庆、秀山。2.斜井开拓采用斜井开拓方式的矿山有湘潭锰矿的红旗、先锋、严家冲、石塘坳等井区,桃江锰矿的香桃园矿区,斗南锰矿的古柏矿区,团场西锰矿等。根据斜井与矿体的相对位置,通常采用脉内斜井、下盘斜井和侧翼斜井进行开拓。根据斜井所用设备的不同,斜井采用箕斗提升,如湘潭锰矿的红旗井和桃江锰矿的南石冲、斗笠山井,其余采用火车车提升。一般倾角为20° ~ 34°,巷道净断面因使用卷扬机采用单轨、双轨提升,一般在4.12~11.3m2之间,斜井采用浇筑混凝土或喷射混凝土支护,斜井与各中间巷道相连,采用甩车和吊桥两种形式。中段高度一般为30~60m。3.联合开发联合开发方式与矿体赋存条件、地形特征、勘探程度、开采深度等因素有关。如铜锣井锰矿采用采区竖井、平硐、斜井联合开拓方式,瓦房子锰矿采用平硐、斜井联合开拓方式。贡井锰矿采用立井、平硐、采区斜井联合开拓方式,主副井集中布置。主井为箕斗井,井口标高为913.5米,装载硐室标高为660米,斗停止位标高为651.8米,井底标高为631米。784m水平大巷矿石由4m3翻车机转入装载平硐,装入箕斗提升至850m水平主井车场装载仓上口,装入4m3固定矿车,由850m水平主平硐运出坑口。副井为罐式龙井,用于提升矸石,下放物料和人员。井口标高为910m,最底洞梁标高为669m,井底标高为666.9m,水平废石由0.55m3自卸汽车提升至910m标高后运至废石场。人员通过各种专用车辆通过850m主平硐进出。每个水平布置的采区由采区之间的斜井提升。【接下来】(二)采矿方法地下采矿方法一般分为四类:空野外采矿法、崩落采矿法、充填采矿法、联合采矿法。目前,我国锰矿地下开采有三种采矿方法:充填采矿法、空现场采矿法和崩落采矿法。1.充填采矿法充填采矿法锰矿系统采用的有水砂充填采矿法和壁切(干)充填采矿法。采用空野外采矿法的矿山有铜锣井锰矿、龙头锰矿、宁强锰矿和觉甲锰矿。2.空现场采矿法空锰矿采用现场采矿法,包括综合采矿法、矿柱采矿法和浅孔留矿法。采用空露天采矿法的矿山有铜锣井锰矿、龙头锰矿、宁强锰矿和觉家山锰矿。3.崩落采矿法湘潭锰矿和汉源锰矿采用崩落采矿法。根据我国十余个地下锰矿的开采技术条件,共同的基本特征是:矿床成因类型基本相同,均为浅海沉积矿床,矿层薄,多层紧邻,厚度一般小于2m;产状变化大,矿岩力学物理性质差,开采技术条件复杂,开采难度大。但是,根据这些具体的资源条件,广大科技工作者在地下开采过程中不断探索和总结,解决了薄矿体开采的许多技术难题,成功地应用了上述现有的采矿方法和生产工艺,满足了国家经济建设对锰矿的需求。但与国外地下锰矿开采和我国其他行业地下矿山相比,仍存在机械化程度低、生产率低、经济效益差等差距。为了加快锰矿的发展,提高地下开采矿山的机械化水平,提高劳动生产率和经济效益,许多矿山开展了研究工作,计划引进先进技术和设备,提出了许多新的采矿方法试验方案,如湘潭锰矿的超前锚杆加固顶板分段充填采矿法,桃江锰矿的垂直分布分段壁切充填采矿法。预计未来地下矿山会有更多更好的成果,从而推动锰矿地下开采的不断发展。四。中国锰矿开采技术研究进展。我国锰矿的成因主要是沉积矿床,约占总储量的70%。沉积特征为薄层、多层、埋藏深、分布广、浅次生富集和氧化次生淋滤。但根据技术上可行、经济上可接受、安全可靠的原则,上述特点决定了我国大部分锰矿只能采用地下开采的方式开发。中国35%以上的锰矿产品来自原地开采。目前,原地锰矿利用率仅为39%,3.4亿吨锰矿资源未被利用。因此,研究和提高原地采矿资源的利用率是我国锰业亟待解决的问题。在地下锰矿开采技术的研究中,在国家有关部门的重视下,国内有关技术部门在国内一些矿山开展了一系列的科学研究和技术攻关活动,并取得了显著进展。马鞍山矿业研究院针对遵义锰矿小仓进路采矿法存在的采比大、采矿效率低、通风条件差、矿石损失率高(高达40%~50%)、顶板管理差等缺点,研究决定采用顶板锚杆房柱法进行采矿。试验结果表明,在开采前,对采场不稳定的直接顶板采用长钢筋砂浆锚杆进行预加固,对采场两帮顶板采用快硬水泥滚锚进行加固,代替留顶矿、木柱支顶的护顶方法。采场顶板稳定性大大提高,矿石回收率从50 %- 60%提高到80%以上,采场满产能力大大提高,矿石贫化率降低到10%以下,技术经济指标大大提高。马鞍山矿业研究院斗南锰矿针对水平支撑矿柱空现场采矿法存在的采区隐患多、矿石损失严重、采区通风条件差、内脉巷道底柱稳定性差等缺点,研究确定了下向分段采矿法。实验结果表明,下向分段采矿法可以解决顶板不稳定采场的地压控制问题。回采工艺简单,采场生产能力提高,回采率由58%提高到80.01%,废石混入率降低到12%以下。另外,针对云南鹤庆锰矿顶板薄硅钙质灰岩节理裂隙发育的缺点,如层间夹泥、遇水分层严重、易冒落、矿体底板钙质泥岩和粉砂质泥岩易风化、遇水变软、贫化大等。,该院提出人工煤柱房煤柱采矿法。11个矿房的试采生产表明,用这种方法代替矿柱是可行的。矿房回收率为96.38%,矿块回收率为92.74%,废石混入率为6.07%,大大提高了矿山的经济效益。开采中采用超快硬普通水泥卷锚杆和10#~12#铁丝网加固采场顶板,提高了采场顶板的稳定性,大大改善了采场的工作条件和安全条件。经过10多年的研究和试验,我国有关科研院所在地下锰矿开采中,在缓倾斜和急倾斜薄至中厚矿体中,提高矿石回收率和控制采场顶板不稳定方面取得了可喜的成果。但是,我国许多锰矿还有许多亟待解决的问题,今后的研究方向是:积极开展缓倾斜和急倾斜薄锰矿体采矿方法的试验研究;开展地下锰矿机械化开采方法研究;老空地区深部开采地压控制与治理方法研究:残矿及保安矿柱采矿方法研究:软锰矿体采矿方法研究:开展降低矿石贫化和粉矿损失的研究。

 
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