黃金礦山的開采
黃金礦山概述
黃金礦山是黃金工業的基礎,而采礦又是礦山生產的關鍵。
黃金礦床的開采,具有地質條件多變、開采工藝複雜、生產環節較多、工作環境艱苦等特點。不論是井下或是露天的采掘(剝)作業,都要受到多種因素的製約。而采掘(剝)作業落後,就會使礦山生產處於被動局麵,造成資源浪費,采選生產不平衡,黃金產量下降,經濟效益降低。因此,隻有組織好采掘(剝)作業,才能保證礦山正常生產,充分有效地利用地質資源,提高黃金產量,改善企業經濟效益。
中國在一九七六年至一九八五年,十年的黃金總產量中,礦產金占77.14%。一九八五年的礦產金,占當年總產量的83.09%,其餘為有色金屬礦山的伴生金和回收再生金的產量。這說明中國黃金工業的發展,黃金產量的提高,主要依靠黃金礦山的建設與發展。
中國的黃金礦床分兩大類,即岩金礦床和砂金礦床。岩金礦床是中國礦產金的主要資源。
岩金礦床形態複雜,品位變化大,勘探類型多為三、四級。礦床的賦存特征是:
1.礦床規模一般較小,礦石品位低。一九八五年,全國有127座25噸/日以上規模的岩金礦山,其中25—200噸/日規模的礦山占70.6%。礦石品位在10克/噸以上的礦山很少。一九八二年至一九八五年四年間,全國岩金礦山平均出礦品位僅在4.78克/噸至5.16克/噸之間。
2.礦體產狀複雜。礦體多呈脈狀或透鏡狀,礦體分散,分枝複合、膨脹收縮、尖滅再現的現象較普遍。據87座礦山的統計資料,其礦脈厚度為極薄和薄的占79.3%,礦脈產狀及傾角變化較大。
3.礦體和圍岩的穩固性較差。尤其是蝕變岩型金礦床,因受斷裂構造控製,礦體和圍岩破碎,給采礦作業帶來很大困難。
岩金礦床的這些特征,決定了岩金礦床的開采特點:一是絕大多數的岩金礦床為地下開采,一九八五年井下采出礦石量占總采出礦石量的92.9%;二是井下生產係統複雜,礦山多為井、巷聯合開拓;三是礦床地質條件複雜多變,形成采礦方法多樣化;四是采礦前的準備工程量大,一九八五年全國岩金礦的萬噸采掘比平均為785米/萬噸,為國內有色金屬礦山的1—2倍。
砂金是中國礦產金的重要組成部分。中國砂金開采方式,在一九六○年以前,絕大多數為手工作業,隻有個別礦山使用了機械開采。一九六○年六月開始用采金船開采,以後逐漸形成以采金船開采為主的格局,八十年代開始采用露天聯合機組開采方式。一九八五年采金船生產的黃金產量占砂金礦山總產金量的52.67%。
新中國的黃金工業從一九四九年到一九八五年,經過三十六年的發展,大批黃金礦山建成投產,黃金工業的麵貌為之一新。
一九八五年末,全國已有25噸/日以上規模的國營(包括地方國營)岩金礦山75座,采礦規模為12357噸/日。年采掘(剝)總量858.35萬噸,年采礦量393.01萬噸。
一九八五年末,中國有國營(包括地方國營)砂金礦山37座,其中用采金船開采的砂礦24座;用推土機、前裝機、水槍等機械開采的砂礦13座。
在24座船采砂礦中,共有生產船68艘,其中按鬥容大小分別為:50升船12艘,100升船20艘,150升船30艘,250升船2艘,300升船4艘,總鬥容8800升。
一九八五年中國國營砂金礦山采剝總量2066.46萬立方米,采礦量1754.06萬立方米,其中船采礦山的采礦量達1122.1萬立方米。
一九八五年末,縣辦、社辦或生產隊經營的岩金礦,有52座,規模為25—200噸/日,采礦能力為3552噸/日。另外還有一些集體或個體開采的砂金礦點。一九八五年,這些礦山和礦點的總產金量占當年全國礦產金總量的25.28%。
岩金的開采
五十年代,岩金礦山主要集中於吉林、遼寧、山東、廣西與湖南等省(區)境內。六十年代中期至七十年代中期,山東、河北、河南、陝西等省,新建了一批大中型礦山。七十年代末到八十年代初,山東省的特大型、大型礦山先後投產。三十六年來,岩金礦山采出礦石的金屬量,一直在全國金礦總采出礦石的金屬量中占很大比重。一九七九年到一九八五年岩金礦山與砂金礦山采出礦石的金屬量之比例的變化情況。
新中國岩金礦山采礦工藝的發展曆程,大致可分為兩個階段。
一、手工采金和半機械化采金階段(一九四九年至一九六五年)
新中國成立初期,黃金礦山隻是進行一些修複與整頓。當時一方麵修複生產設施,恢複舊坑口;一方麵投入探礦工程,積極尋找新礦體。廣西壯族自治區的東南金礦,吉林省的夾皮溝、老牛溝金礦,遼寧省的五龍金礦,河北省的峪耳崖金礦等,通過一段時間的找礦勘探,新增了探明儲量,使礦山很快恢複了生產。
在國民經濟恢複時期,全國15座岩金礦山中,多數為手工開采。鑿岩使用鋼釺、大錘、人工打眼;爆破使用黑色炸藥或硝銨炸藥、火雷管;人工使用耙子簸箕裝岩;礦石運輸用肩挑、人背或使用手推木箱車和獨輪膠帶車;豎井提升使用手搖轆轤。
當時夾皮溝、五龍、老牛溝、二道甸子等金礦,已使用S—49、CC—11型幹式鑿岩機打眼。一九五○年第四季度,夾皮溝金礦開始試用濕式鑿岩。它不僅是在中國黃金礦山,而且是在中國有色金屬礦山中第一個試用濕式鑿岩的礦山。同年八月,該礦楊音壽掘進小組,創探礦掘進新紀錄,台班進尺達1.5米,比一九四九年末掘進台效0.8米提高87.5%。一九五三年,濕式鑿岩在夾皮溝金礦全麵推廣。因此,全礦的矽肺病發病率不斷下降,從一九五一年的9.7%,下降到一九五三年3.5%。在豎井、斜井的提升方麵,該礦采用斜井串車、斜井箕鬥、豎井罐籠、豎井箕鬥等提升方式。提升設備用日本的20—50馬力單、雙筒卷揚機。該礦還采用集中接力排水方式,用水泵排水。但在這段時間裏,礦井通風仍為自然通風。
一九五三年起,經過三年修複整頓後的黃金礦山,生產逐漸走上正規。在第一個五年計劃期間,黃金礦山采掘工作的作業製度逐步建立,機械化水平進一步提高:東北地區的夾皮溝、二道甸子、五龍等金礦和廣西的東南金礦,不僅相繼實現鑿岩機械化,並全麵推廣了濕式鑿岩和硬質合金釺頭。夾皮溝金礦在第一個五年計劃期間,日采礦量平均為527噸;一九五四年日采礦量最高達868噸。
平巷掘進:使用蘇製OM—506,KIIM—4型濕式鑿岩機;在鑿岩方法上,改變了人工打眼時一律打角度,單一錐形掏槽的作法,而開始采用直線龜裂、擴底、中孔空心等掏槽方法,提高了掘進效率。夾皮溝金礦朱先祿101青年快速掘進隊,采用一小班三次循環的作業方法,於一九五七年創單巷月進尺204米,雙巷月進尺304米的紀錄,奪得了當年全國有色金屬礦山同工種競賽的冠軍。
天井掘進:用蘇製TII—4型上向式鑿岩機打眼,采用架設橫撐和安全棚子的方法上掘。每上掘5—8米,翻一次安全棚。
爆破作業:推廣專職爆破作業製度,以保證作業的安全。使用硝銨、硝化甘油炸藥,導火線、火雷管等爆破器材。
采礦方法:新中國成立初期,除夾皮溝金礦采用上向梯段采礦法外,大多數礦山沒有正規的采礦方法。後來,各礦根據礦床賦存特點,逐漸摸索出與之相適應的采礦方法。一九五四年,夾皮溝金礦采納蘇聯專家建議,使用長壁後退式采礦法,使礦石貧化率由41%降至18.6%;二道甸子金礦對品位高的礦體,采用無底柱淺孔留礦法盡量多回收礦石;東南金礦使用方框支柱充填法。夾皮溝、二道甸子、五龍等金礦,還在采礦場推行複式鑿岩,即一人操縱2台以上的鑿岩機,以提高采礦效率。
礦岩裝運:采掘作業的裝車、倒礦,全部為人工作業,井下運輸亦為人力推車。
井下通風:除夾皮溝金礦采用局部扇風機通風外,其餘礦山均為自然通風。
一九五八年到一九六五年,主要黃金礦山的井下作業情況有較大進步。
平巷掘進創紀錄。這個時期使用的鑿岩設備全是仿蘇01—30、01—38等型號的鑿岩機,同時改變了過去使用固定支架鑿岩的狀況,逐漸推廣使用氣腿支架,使鑿岩作業方便靈活。在掘進組織形式上,夾皮溝和五龍金礦,推廣了平行作業的綜合工作隊,用單機多循環的方法快速掘進,大幅度地提高了掘進速度。一九五八年六月,夾皮溝金礦101青年快速掘進隊,創月進尺966米、掌子麵工效0.59米的全國有色金屬礦山的最高紀錄。該隊在中國共產主義青年團中央召開的第二次全國社會主義建設積極分子大會上受到嘉獎,榮獲“堅決做社會主義和共產主義突擊隊”錦旗。
爆破器材有發展。隨著生產的發展,“火炮”已不能滿足生產的需要。六十年代初,中國已能生產各種遲發電雷管和導爆線。礦山開始使用電爆破、導爆線起爆,以保證爆破質量和作業安全。在一九六四年和一九六五年,分別通過冶金部和國家級鑒定的粒狀銨油炸藥,很快在全國金礦中推廣使用。這種炸藥成本低,而且安全。湘西鎢礦(湘西金礦前稱)和五龍金礦均可自行生產。
開始使用電機車運輸。一九六一年後,夾皮溝和二道甸子金礦,相繼在主要運輸巷道使用1.5和3.0噸架線式電機車,牽引0.5立方米的U型礦車,運送礦岩。其它巷道運輸,還是人力推車。
豎(斜)井提升設施的發展。夾皮溝金礦在一九六四年投產的二道溝坑口以及一九五九年轉入深部盲豎井開拓的二道甸子金礦,其豎井提升設備為蘇製直徑1.6—2.0米的卷揚機,采用單罐帶平衡錘提升方式。一九六五年,五龍金礦在豎井井口安設了礦車自動上下罐裝置,並於地表安設礦車自動滑行高差補償器。形成了礦車上、下罐和卸礦聯動化作業線,既省工、省時,還保證了作業的安全。
一九六五年以前,采礦方法仍以淺孔留礦法為主,但底部結構多樣化。二道甸子金礦這時已開始開采低品位礦脈,變無底柱為有底柱留礦法,以降低木材消耗與采礦成本;五龍金礦采用平底結構的留礦法,用電耙出礦;夾皮溝金礦用木漏鬥底部結構的留礦法。對於薄礦脈,采用礦石與圍岩分別開采的選別回采法,使礦石貧化率從65%降到29.5%。
井下通風與防塵設施的進步。大部分礦山井下有了局扇,形成了自然通風與局扇配合的通風係統。二道甸子、夾皮溝、五龍等金礦,已安裝了主扇,形成了機械通風係統。為了降低井下空氣中含塵濃度,五龍金礦試驗成功了爆破波自動開啟局扇和水幕、炮眼粉塵自動吸出器、自動水幕及光電水幕。這些革新項目的成功,使井下空氣含塵量大幅度下降。
在這個時期,廣西、內蒙古,河北、山東等省(區)的小金礦,除鑿岩實現了機械化以外,井下裝礦、運輸、提升、通風等,仍處於手工作業狀態。
二、機械化采金階段(一九六六年至一九八五年)
(一)初期階段(一九六六年至一九七五年)。
在這個時期,無論新投產的礦山或是老礦山,井下采礦技術裝備水平都有新的提高。
采用聯合開拓方式。礦山開拓方式,主要取決於礦體的賦存狀態及地貌狀況。新投產的礦山多數為平硐——溜井,平硐——豎井或盲豎井聯合開拓方式,少數礦山為單一的豎井或斜井開拓。平硐規格為寬2—2.5米×高2—3米;豎井斷麵全部為矩形,其規格為2.2—2.7米×3—5.2米,木支護,木罐道。
開始使用吊罐掘進天井。七十年代,各礦開始使用YT—25、YT—30、YSP—45、7655等高效氣腿式鑿岩機鑿岩。在平巷掘進方麵沒有什麼突破,但在天井掘進中,出現了新的掘進方法吊罐法。一九六九年四月,招遠金礦玲瓏區的110米天井用吊罐法掘進成功,掘進效率大幅度提高。一九七四年,夾皮溝金礦普遍推廣吊罐法掘天井。
采用大型提升設備。由於生產規模擴大,提升礦岩量增多,需要加大提升設備的能力。豎井多用直徑為2.0—2.5米的單雙筒卷揚機以提升單、雙層罐籠,或雙罐或單罐帶平衡錘。斜井用50馬力單筒卷揚機,每次提0.5—0.6立方米礦車1—2個。東南金礦古袍分礦還采用4—10型馬可尼人車,運送工人上下班。