一、剥离
1960——1973年,国家对砂金矿山投资较少,矿山缺乏剥离设备。采金船在挖掘表土时
,表土也进入选矿系统,对采池的水污染严重。另外,采区里生长的一些树丛也给采金船的
挖掘造成很大困难。
1974年,黑河金矿局根据苏联采金船的生产资料,在罕达气金矿采用红旗100铲运机、T
2—120A推土机进行剥离解冻试验。至此,黑龙江省采金船生产用推土机剥离解冻工作开始起
步。但由于当时采用的设备功率小,性能差,无法在沼泽化严重的多年冻土区工作,推土机
剥离工作没能全面推广。
1976年,由中国黄金总公司为黑河金矿局从美国引进一台D7G200PH推土机。在兴隆金矿
进行冻土剥离实验,取得了较好效果。黑河金矿局总结出老冻区用大型推土机剥离——采金
船采矿联合生产工艺,并在省内推广。
1979年,经中国黄金总公司批准黑龙江省黄金公司批量从美国进口D7G200HP推土机4台,
装备了韩家园子、兴隆两金矿剥离队。1980年剥量与处理多年冻土相结合,大规模地进行表
土预剥离工作,两矿全年完成剥离量80万立米。推土机剥离表土,不但利于多年冻土解冻,
还降低了表土对采池水的污染,提高了船采入选品位,大大提高了矿山的生产能力。1980年
开始,大马力推土机剥离——采金船采矿的联合工艺在北部各矿山全面应用。
1983年,为解决沼泽化严重的矿区夏季剥离困难,黑龙江黄金公司又为呼玛金矿局引进
了两台特大型D9L460PH推土机用于冬季剥离。1983年4月,呼玛金矿局在韩家园子金矿进行了
D9L推土机裂土冬剥试验,获得成功。从1983年开始,呼玛金矿局在兴隆、韩家园子金矿进行
小规模冬剥工作取得一定效果。
到1985年,呼玛局、黑河金矿局所属各矿均成立专业剥离队,进行专门的开采前剥离工
作。各地方国营矿山大多利用小型国产推土机进行小规模剥离。
1980——1985年,全省国营矿山引进或购进180HP以上大型推土机34台,总投资1095万元
,推土设备总功率达到7080HP。其中从美国引进D9L460HP推土机4台,D7G200PH推土机20台,
购进国产D85A220HP推土机9台,D80推土机1台。
1980——1985年,地方国营矿山投产的采金船均是100升以下的小型船,矿山规模较小,
均没有配备大型推土机。地方国营各矿山大多配备140HP以下国产推土机,一般1只船配备1台
。
平行剥离法 平行剥离法是各矿在4——5月份普遍应用的方法,大多数采用双向排土。
一般以矿体表面的河流或矿体纵向中心线为界,向矿体两侧平行分层推采土岩。排土场设在
矿体两侧。东部地区的复垦剥离采用剥、采、复一条龙作业法,剥一幅、采一幅,顺向开采
,单侧排土。即第二幅的表土,剥在上一幅采后平整的尾矿上。
扇形剥离法 北部矿山在5——6月份大多采用扇形剥离法,主要用于剥离沼泽化的多年
冻土区。一般是两台以上推土机联合作业。其中有一台是宽履带推土机在堑沟内担任推土运
输,其他推土机采掘土岩往堑沟里推运。如有1台陷车,其他推土机可以救护。
大型推土机机群冬剥法 大型推土机机群冬剥法是1985年冬由兴隆金矿总结出来的剥离
方法。其方法是用1台D9L460PH推土机将冻上裂松,再用数台D7G或D85A推土机与之配合进行
推运排土。其剥离效率可高出春夏季剥离的2倍以上,但推土机磨损较严重。
二、采矿
(一)桩柱式采金船采矿
黑龙江省采金船以桩柱为主。1960——1985年先后投产桩柱式采金船60只,占全省采金
船总数93.75%,其采矿工艺逐步趋于完善,各种开采顺序、采矿方法、回采方法在黑龙江省
均采用过。
开采顺序 桩柱式采金船的开采顺序共有3种:上行开采、下行开采和上下行交替开采。
上行开采:1960——1985年,全省约有20%的船采用上行开采顺序。这种开采顺序适应开
采纵向坡度小,地表水补给量大的矿体,主要优点是:表土超前剥离条件好,采池水较清,
可利用尾砂修筑沉淀池净化采池排出的污水,环保费用低,不易产生堆尾事故;主要缺点是
枯水期不易保持采池水位,容易发生浅船事故。
下行开采:1960——1985年,全省约有30%的采金船采用下行开采顺利。这种开采顺序适
应开采的矿体较广,适应上行开采的矿体基本上也适应下行开采。主要优点是:开采坡度较
大的矿体在枯水期容易保持水位;主要缺点是:采金船从上游向下游开采不利于采池的废水
排除,排出的废水净化难度大,尾矿堆高,易发生堆尾和刮皮带机事故。
上下行交替开采:1960——1985年,全省共50%的船采用上、下行交替开采顺序。此种顺
序适用开采规模大、坡度小、地表水补给量充足的矿体,兼备上行和下行开采顺序的优缺点
。
采矿方法 桩柱式采金船采用的采矿方法有:单工作面纵向开采,单工作面横向开采,
相邻工作面纵向开采和相邻工作面横向开采方法。这些采矿方法在黑龙江省均应用过。
1960——1974年及以后新投产的采金船生产初期均采用单工作面纵向开采的方法。即采
金船以一个工作面沿着砂矿体的纵向上行或下行开采。这种采矿方法主要优点是操作简单,
容易掌握。单工作面横向开采方法是垂直于矿体的走向即沿着矿体横向开采的方法,多用于
开采矿体的特宽矿段。从1975年罕达气金矿1015号船开始应用,主要优点是能起到边探边采
的作用,利于控制矿体的边界,缺点是采金船调头次数相对多于纵向开采,辅助生产时间相
对增加。
1975年以后,科技人员开始注重研究采金船的采矿方法。根据苏联的采金船生产资料,
黑河金矿局1976年在罕达气金矿1015号船实验采用了双工作面纵向开采方法(即采金船以两
个工作面交替开采前进)并获得了成功。这种采矿方法在开采较宽的矿体时,比采用工作面
往复开采可减少移横边绳时间和减少采金船的调头次数,效率较高,在北部国营矿山应用较
多。
1978年,罕达气金矿1015船、兴隆金矿1018船和1019船,在开采宽矿体时采用双工作面
纵向或横向开采法,并且根据双工作面开采的原理,进一步应用了以3——4个工作面交替开
采前进的方法(在黑龙江省把采金船以两个以上工作面交替开采前进的方法称为相邻工作面
采矿方法)。
回采方法 1960——1985年,黑龙江省桩柱式采金船在正常生产中均采用正工作面分层
回采方法。正工作面分层回采方法是采金船以工作桩柱定位于采池的中部,使船的工作桩和
采池中心线重合,以工作桩为中心,通过横移边绳,使采金船往两侧摆动,并在摆动中从上
至下分层挖掘矿砂。这个方法的主要优点是挖掘效率高、给矿均匀。
掏槽回采法:一般在春季冻层未化完时应用,为提高挖掘效率,采金船的斗架先下放到
底部挖掘非冻结层,上部冻结靠重力作用塌落到采池底再行清理。这种方法多数矿山均采用
过。另外在挖掘过程中遇到较大巨砾,也用掏槽的方法进行处理。
斜工作面分层回采法:它是采金船作业时位于采池中心线的一侧,斜向分层挖掘。在生
产中应用较多,分别应用于下列情况:上行开采时采池水位低,采用斜工作面分层回采法挖
掘可使尾矿排放在排土场两侧,以挡住从两侧排走的水,提高采池水位;采用正工作面挖掘
尾矿堆过高时,为防止砾石堆刮皮带机,采用斜工作面挖掘可使尾矿分散排放,以降低尾矿
堆高度;采金船改变方向时必须采用斜工作面法。
半工作面分层回采法:它是将正工作面分为两个小工作面进行挖掘。一般用于工作面的
某一部位有巨砾,采用正工作面法无法挖掘,只有将正工作面分两次进行挖掘。另外在生产
中采用调艉半工作面法挖掘也起到斜工作面法挖掘时尾矿排放分散,降低尾矿堆高度的作用
,在生产中也经常采用。
采矿参数 1960——1963年,黑龙江省采金船生产处于初级阶段。由于没有地质部门提
供的正式地质报告,采金船生产基本上处于边探边采的盲目状态。对于采金船采矿的技术参
数,如采幅宽度、移步距、满斗系数等无一定标准,经常因采幅过宽造成矿量损失,或因采
幅过窄而造成“卡船”停产事故。
1964——1973年,根据生产中出现的问题,黑河金矿局开始对采金船的采矿工艺参数进
行研究,参阅苏联采金船生产资料,较系统地计算出当时生产的几种船型和正在设计的BW15
0升采金船的合理工作面参数。
1983年,随着黑龙江省采金船生产的迅速发展,黑龙江黄金公司加强了对采金船的生产
技术管理。根据各矿山采金船的生产实践,编写了《采金船生产技术管理暂行规定》,于19
83年4月开始执行。对采金船生产的主要采矿参数规定如下:
采幅宽度:50升采金船为30——40米;100升采金船为40——50米;150升采金船为59—
—65米。挖掘分层厚度,根据采金船型的大小,土岩性质,是否挖掘含金层情况决定,挖掘
粘土层,分层厚度不大于0.05米;挖掘松散土岩,分层厚度0.1——0.2米;挖掘含金层及
超挖底板,分层厚度0.05——0.1米;挖斗满斗系数,挖掘非含金层为0.8——1.0米;挖
掘含金层为小于0.5米;挖掘底板为0.2——0.4米。
移步距:50升采金船为1——1.5米;100升采金船为1.5——2米;150升采金船为1.8
——2.4米;300升采金船为1.5——3米;土岩坚硬移步距相应缩小。
1983——1985年,黑龙江省采金船生产执行了上述规定,技术管理开始走向正规化和科
学化。
(二)首绳式采金船采矿
黑龙江省的首绳式采金船发展较晚,1980年,首次从荷兰引进3只300升首绳式采金船。
1982年,黑河采金船设计院设计出我国第一只HES150首绳式采金船,建于穆棱县雷峰沟矿体
。1985年末,黑龙江省共有4只首绳式采金船投入生产,仅占全省投产的采金船数的7%。首绳
式采金船的生产工艺在黑龙江省的发展还不够完善。
开采顺序 韩家园子金矿1001号船(原名300甲船)采用上行开采顺序。韩家园子金矿1
002号船和黄金部队]0乙(301)船采用下行开采顺序。穆棱县黄金公司HES150船(1037号)
采用上、下行交替开采顺序。
采矿方法 首绳式采金船以首绳定位,4条横移边绳调度进行挖掘。采用的采矿方法与桩
柱式采金船有所不同,首绳定位点位于采掘工作面前进方向的中心线上,一般距采掘工作面
150——180米,在首绳长度和地形条件允许的情况下还可适当延长。首绳式采金船工作面宽
度基本不受船型大小的控制,与首绳定位点距工作面距离成正比,随着首绳的埋设长度而增
加,因而首绳式采金船只采用纵向单工作面采矿法。
回采方法 首绳式采金船回采矿砂,以首绳定位,4条横移边绳调动采金船摆动行进。回
采时把工作面分成3个部分,即正常工作面(工作面中间部位)挖掘和两侧角隅区挖掘。
正常工作面挖掘:1981——1985年,黑龙江省4条首绳船均采用分层斜向横挖法,船在横
移过程中与工作面中心线成一较小的角度(小于10°),从上至下分层挖掘矿砂。正常工作
面挖掘进船2——3个移步距后,再退船挖掘两侧角隅区。
角隅区挖掘:1981——1985年黑龙江省4条首绳式采金船采用扇形分层横挖法。即挖掘时
,船的斗架与工作面中心线成40°左右的角,采金船做扇形摆动从上至下分层挖掘矿砂。
采矿参数 1983年黑龙江省黄金公司对300升首绳式采金船的合理工作面参数规定如下:
移步距为2.5米;采幅宽60——160米。其他参数均与桩柱式相同。150升首绳式采金船的参
数通常移步距1.5——2.5米,采幅宽45——120米。
三、选矿
黑龙江省采金船采用重力选矿法,选矿工艺流程经过4个阶段的发展,到1985年先后采用
了4种工艺流程。特别是在1980年以后,引进了荷兰MTE公司的圆型跳汰机,使黑龙江省采金
船回收细粒金的能力得到提高,选矿工艺趋于完善。1983年,黑河金矿局与东北工学院联合
设计研制成功以可动胶带溜槽为主选设备的可动溜槽工艺流程,具有固定溜槽易操作,适应
性强的优点。同时,还克服了其间断采矿、床层易板结的缺点。
(一)筛分
1960年,在罕达气金矿投试的第一只采金船,采用了平筛筛分,筛分效率较低。1962年
对第一只船进行改造,筛分设备改用单层圆筒筛筛分,筛分效率有较大提高。之后黑龙江省
所有采金船全部采用单层圆筒筛筛分。
(二)粗选
单一固定溜槽选矿工艺 1960——1975年,黑龙江省采金船均采用单一固定溜槽选矿工
艺流程。全流程分为两段,第一段为横向固定溜槽主选,第二段为纵向溜槽扫选,全流程开
路。这期间清溜工作都是手工清溜。清溜周期为一昼夜清理一次,清溜劳动强度大,花费时
间较长,每一次清溜需停船1——1.5小时。粗精矿处理采用人工“打瓜子”(跑小毛)后再
用金簸子淘洗,在采金船上直接得到砂金。
1976年7—9月,东北工学院毕业实习小分队首次对罕达气金矿1004号采金船的单一固定
溜槽工艺流程进行了查定。查定工作进行了两个月,共5次。得到结果为:选矿综合回收率最
低20.4%,最高36.2%,平均29.4%。
这次流程查定否定了原设计回收率60—70%工艺指标。查定中找出了单一固定溜槽工艺流
程选矿回收率过低的主要原因是清溜周期长,床层“板结”造成回收率下降。另外圆筒筛的
筛分效率低,(最低5.58%,最高65.8%,平均63.3%)。其原因是圆筒筛内物料碎散不充
分,高压水压力低,洗矿效果不好。
这次查定结果引起了整个黄金行业的领导和工程技术人员的重视。中国黄金总公司领导
多次指示黑河金矿局采取有力措施,提高回收率。1976年11月黑河金矿局组成研究小组到我
国砂锡选矿比较先进的云南个旧锡业公司,广西平桂矿务局等地学习参观。通过学习参观,
开阔了视野。在昆明冶金设计院、东北工学院、黑龙江省黄金设计室等单位的协助下,黑河
金矿局开始对原工艺流程进行改造。鉴于原生产的船均为木结构和钢木结构的船体,浮力小
,并且多数已到服务年限,仅采取了几项改造措施:(1)增加圆筒筛高压水压力。(2)在
圆筒筛内增加阻料环和粉碎齿。(3)在溜槽底部铺麻袋等材料。(4)将原24小时清一次溜
槽改为8小时清一次溜。通过这些改造措施,使选矿回收率提高。
1980年后,新设计的采金船采用电动葫芦起吊整体溜格,老采金船也进行改装采用机械
化清溜方法(国营金矿)。1984年全省推广使用塑料毛粘铺溜底,使单一固定溜槽的选矿回
收率也有所提高。
溜槽——跳汰——摇床选矿工艺 1977年黑龙江省黄金公司在黑河金矿局先后召开了3次
选矿工作会议,东北工学院、昆明冶金设计院、黑龙江省黄金设计室均派人参加了会议。这
3次会议主要研究了新建150升采金船的选矿工艺流程。最后由黑龙江省黄金设计室提出了新
建150BW采金船两个选矿工艺方案,第一方案为溜槽——跳汰——摇床选矿工艺流程;第二方
案为以可动胶带溜为主选设备的可动胶带溜槽——跳汰——摇床流程。为稳妥起见,当时在
建的150BW采金船仍采用单一固定溜槽流程。1977年5——8月,由黑河金矿局、昆明冶金设计
院、东北工学院选矿专业83届毕业实习小分队联合在兴隆金矿进行梯跳、摇床、可动皮带溜
槽、300短锥旋流器单机试验。试验结果表明,这些设备对第四纪冲积沙金矿的单机选别回收
率均达80%以上,有的设备高达95%以上。
1978年,全省有4只(1015、1016、1017、1025号)150BW船由单一固定溜槽流程改为固
定溜槽——跳汰——摇床流程。1979年7月,黑河金矿局对1017船进行了流程查定(固定溜槽
——跳汰——摇床流程),结果为:选矿回收率最低58.3%,最高80.23%,平均69.28%,
比单一固定溜槽流程提高39.83%。但是由于跳汰和溜槽选矿能力不匹配(跳汰机处理能力小
),加之跳汰机供矿管道小,流程不畅通,及采金船挖掘中,船体摇摆影响摇床工作参数,
致使1038、1039、1040、1041、1043等采金船,把跳汰、摇床拆除,搬人精选厂,用跳汰—
—摇床选出砂金矿。
1980年,兴隆金矿1018、1019号船,韩家园子金矿1021、1022号船,桦南金矿局1023、
1024号船均改为梯跳或固定溜槽——典跳——摇床流程。
三段跳汰——摇床选矿工艺 1980年,由中国黄金总公司为黑龙江省从荷兰引进3条MTE
300升采金船,3条船均采用了以圆型跳汰机为主选设备的三段跳汰流程,引进的圆型跳汰机
为80年代世界上先进的重选设备。采用液压——机械联合传动,形成锯齿形工作曲线,利于
回收细粒金。1981年6月在300甲船试生产期间,由荷兰MTE公司圆型跳汰的发明者梁梓效先生
与黑河采金船设计院及呼玛金矿局联合进行了3次查定。结果回收率分别为99.8%、99.3%、
77.53%,3次平均92.21%。3次查定结果:一段、二段圆形跳汰机尾矿品位均为零,只有圆
筒筛上尾矿样品含有微量金。3次查定均在试生产期间进行,生产能力没有达预定能力,以致
使选矿回收率偏高,但也充分证明引进圆型跳汰机为主选设备的三段跳汰流程回收率确实比
单一固定溜槽流程和溜槽——跳汰——摇床流程的回收率有较大提高。
1981年,黑河采金船设计院仿MTE300船设计的150HC采金船采用了以圆型跳汰机为主选设
备三段跳汰——摇床的工艺流程。1983年由黑河金矿局,黑河采金船设计院和沈阳冶金修造
厂联合研制成功国产圆型跳汰机,在全省10只船上应用都收到了较好的效果。
1982——1985年全省共有10只150HC采金船投产,三段跳汰——摇床的工艺流程在全省得
到了广泛应用,选矿回收率均达到了80%以上。
可动胶带溜槽——跳汰——摇床选矿工艺 1979年,中国黄金总公司批准兴隆金矿1020
船为科研船,主要试验可动胶带溜槽流程。1981年6月,可动胶带溜槽在1020采金船上投入试
生产。9月初,黑河金矿局和东北工学院联合进行了4次查定。查定结果为:综合回收率最高
85.87%,最低75.44%,平均83.15%;胶带溜槽单机作业回收率最高91.28%,最低83%,平
均89.04%。由于设计的胶带溜槽传动部分强度低,结构不合理,事故较多,1983年经中国黄
金总公司批准,将该船流程改为圆型跳汰机为主选设备的三段跳汰流程。
1982年7月,黑河金矿局和东北工学院在1981年试验的基础上,改进了可动胶带溜槽的传
动部分的结构,增加了强度,选矿流程也进行了局部改动,并在罕达气金矿1003船上试验。
经过1982年下半年——1983年上半年试生产,证明设备工作状况良好,工艺过程稳定,1983
年8—9月份,再次进行流程查定,结果为综合回收率最高85.09%,最低83.15%,平均84.
36%。1003船1983年黄金产量达到了1983两。
1984年,黑河采金船设计院设计了100HI、50HD型采金船,均采用了可动胶带溜槽流程。
1984——1985年全省有2只使用可动胶带溜槽的采金船投产,可动胶带溜槽流程开始在全省推
广。
(三)精矿处理
采金船上精选 1960——1977年,黑龙江省采金船均在船上精选。这期间采金船选矿采
用固定溜槽选矿。清溜得到的粗精矿处理方法为先打“瓜子”(“打瓜子”起分级作用,通
过“打瓜子”将粗精矿中的大颗粒砾石除掉),再经人工淘洗得到砂金,这种方法,精矿的
尾矿不易保存,回收率较低。
1978——1985年,桦南金矿局精矿仍在采金船上精选直接得到砂金。精矿的尾矿运往船
下精选厂处理。
精选厂精选 1977年,为克服精矿在采金船上精选回收率低及精尾矿不易保存的缺点,
黑龙江黄金公司在黑河召开的选矿工作会议上做出了精矿下船处理的规定。从1978年开始,
黑河金矿局兴隆金矿、罕达气金矿建设了小型精选厂,桦南金矿局也对小型精选厂进行扩建
。
1980——1985年,随着各矿山的采金船数量的增加,各矿山的精选厂再次改造或扩建,
精选流程更趋合理、完善。新建船的矿山随主体工程建设的同时,进行精选厂的建设。至19
85年全省采金船的精矿全部下船进精选厂精选。
四、排尾
黑龙江省采金船采用过的排尾方式有3种:(1)水枪——溜槽排尾;(2)皮带机——溜
槽排尾;(3)砾石溜槽——砂泵——旋溜器排尾。
(一)水枪——溜槽排尾
1960年,由黑河金矿局罕达气金矿自己设计建造的第一只采金船(现1009号船)采用的
排尾方式为:筛上大颗粒尾矿用高压水枪打入采空区,筛下细颗粒尾矿通过尾矿溜槽排人采
空区。这种排尾方式由于尾矿排出的距离距采金船的船艉较近经常发生“堆艉”现象,生产
多不正常。1962年,第一只船改造后取消了这种排尾方式。
(二)皮带机——尾矿溜槽排尾
1962年,罕达气金矿对第一只船进行全面改造,定位方式由原来的4条边绳定位改为桩柱
定位。取消了原来的排尾方式,把排尾方式改为筛下的细颗粒尾矿通过尾矿溜槽排入采空区
下部,筛上的砾石通过皮带运输机排在细物料尾矿上部。形成的尾矿堆结构为下部是细物料
,上部是大块砾石,尾砂堆集中系数较大,一般高出地面1.5米以上。
1962——1985年,黑龙江省自己设计和建造的桩柱式采金船全部采用了这种排尾方式。
这种排尾方式的尾矿堆结构为下部是细物料,上部为大砾石,并高出地面许多,对原地貌破
坏较大,占地面积较广,不利于开采后复田。
(三)砾石溜槽——砂泵——旋流器排尾
1980年,黑龙江省引进采金船采用了砾石溜槽——砂泵——旋流器排尾方式。这种排尾
方式为:筛上的大砾石,通过船艉的砾石溜槽排在采空区下部,筛下的尾矿通过砂泵——旋
流器均匀地排在大砾石的上部,由于采用首绳定位,尾矿堆集中系数小,表面平坦,基本上
与原地面相平。因尾矿堆的下部是大砾石,上部为细颗粒尾矿,容易复垦,为采金船采后复
垦提供了先进工艺。在此基础上,黑河采金船设计院于1981年设计成了我国第一条HES150型
首绳式采金船,1982年始建于穆棱县雷峰沟矿体。该船的排尾方式也采用了引进船的砾石溜
槽——砂泵——旋流器排尾方式。但由于排尾矿管道内部衬胶,质量不过关,旋流器排尾量
和采矿量不配套等原因,这种排尾方式在黑龙江省没有继续应用。