高 進(jìn)

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435232)

某礦淺眼留礦法貧化與損失管理實(shí)踐

高 進(jìn)

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435232)

通過(guò)對(duì)某礦所屬Ⅱ號(hào)礦體開(kāi)采過(guò)程中礦石損失、貧化的研究，找出礦石損失、貧化的主要原因，提出降低礦石損失、貧化指標(biāo)的措施。實(shí)踐證明:通過(guò)降低損失、貧化的措施，損失、貧化指標(biāo)得到很大的改善，2015年礦石的損失率為5.1%，貧化率為11.1%，相較前兩年的損失、貧化，分別降低了8.8個(gè)百分點(diǎn)和8.7個(gè)百分點(diǎn)，有效提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

留礦法；損失；貧化

1 概 述

某礦所屬Ⅱ號(hào)礦體，位于4～43線(xiàn)之間，主要為含鎢矽卡巖和含銅、鉬、鎢矽卡巖。賦存于奧陶系中統(tǒng)(O2)與石英閃長(zhǎng)巖接觸帶上。礦體頂板奧陶系下統(tǒng)(O1)，中統(tǒng)(O2)大理巖或矽卡巖，底板為石英閃長(zhǎng)巖，中統(tǒng)(O2)大理巖或矽卡巖，局部為奧陶系上統(tǒng)(O3)角巖。礦體呈似層狀，走向北東～南西，傾向101°～175°，傾角50°～70°；礦體長(zhǎng)1200多米，傾斜延深227～597 m，賦存標(biāo)高在230～-318 m之間；礦體厚度1.0～40.76 m，平均厚度5.316 m；鎢平均品位0.248%。礦石和圍巖穩(wěn)固或基本穩(wěn)固，礦石不結(jié)塊，不自燃。

根據(jù)礦床地質(zhì)條件等因素，該礦體用淺孔留礦法開(kāi)采。因礦體厚度一般小于15 m，采場(chǎng)沿走向布置，個(gè)別地段大于15 m，考慮垂直走向布置，采場(chǎng)(階段)高度50 m。采場(chǎng)沿走向布置時(shí)，礦塊長(zhǎng)度主要應(yīng)考慮礦石和圍巖的穩(wěn)固程度，一般為40～60 m，開(kāi)采薄礦脈為25～120 m，中厚礦體為20～80 m。在上世紀(jì)80～90年代，地表采用露天和平窿開(kāi)采銅硫礦，留下許多采空區(qū)，直至近3年，某多金屬礦才從＋100 m中段開(kāi)始正式開(kāi)采，目前＋100 m和＋50 m中段采礦，0 m中段繼續(xù)探礦和開(kāi)拓。生產(chǎn)能力600 t/d，即年生產(chǎn)能力20萬(wàn)t。

2 加強(qiáng)損失貧化管理的必要性

礦石損失與貧化是評(píng)價(jià)礦床開(kāi)采的主要指標(biāo)，分別表示地下資源的利用情況和采出礦石的質(zhì)量情況。在金屬礦床開(kāi)采中，降低礦石損失率、廢石混入率和貧化率，對(duì)充分利用資源，延長(zhǎng)礦山企業(yè)的壽命，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都有很大意義。礦石損失率高必然使采出的礦石量減少，進(jìn)而導(dǎo)致分?jǐn)偟矫繃嵅沙龅V石的基建費(fèi)用增加，并引起采出礦石成本的提高。廢石混入率的增加，必然增加礦石運(yùn)輸、提升和加工費(fèi)用。礦石品位降低也會(huì)導(dǎo)致選礦流程的金屬實(shí)收率和最終產(chǎn)品質(zhì)量的降低。另外資源損失還對(duì)礦山環(huán)境及礦區(qū)外圍帶來(lái)污染，損失在井下的礦石，其中大量金屬被溶析于排出地表的礦坑水，地表廢石場(chǎng)含有品位被雨水沖洗溶析廢水，都將直接影響農(nóng)田作物和河湖等水質(zhì)。因此，加強(qiáng)損失貧化管理是非常重要的。

該礦山在開(kāi)采過(guò)程中，礦石損失、貧化的原因主要有以下幾點(diǎn):

(1)局部地段的地質(zhì)資料不夠系統(tǒng)、完整，準(zhǔn)確性程度不很高，儲(chǔ)量級(jí)別不夠，使采礦設(shè)計(jì)依據(jù)不充分；

(2)礦柱損失偏大，尤為底柱較明顯；

(3)采場(chǎng)采幅控制較差；

(4)存窿礦石放礦困難，放礦時(shí)間較長(zhǎng)；

(5)礦體寬度大于5 m時(shí)，大量放礦后，存留三角礦堆損失較多；

(6)東部礦巖穩(wěn)固性較差，損失較大；

(7)掘進(jìn)時(shí)，礦石、廢石分出分運(yùn)不嚴(yán)格。

3 減少礦石損失、貧化的措施

3.1 精心制定、實(shí)施探礦計(jì)劃

根據(jù)原有地質(zhì)隊(duì)及已開(kāi)采的0，＋50，＋100 m中段地質(zhì)資料，認(rèn)真進(jìn)行地質(zhì)綜合研究，并參照其它類(lèi)似礦山探礦經(jīng)驗(yàn)，確定勘探工程的總體布置方式為水平勘探，沿礦體走向加穿脈布置探礦坑道，穿脈間距一般為20 m，方向在勘探剖面線(xiàn)上。根據(jù)具體情況，間距和方向可以靈活。為節(jié)約成本和更靈活探礦，并增加鉆探工程。另外，增加了地質(zhì)工，加強(qiáng)了地質(zhì)取樣、化樣等工作。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作，提供的地質(zhì)資料，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，能準(zhǔn)確地控制礦體邊界及礦床賦存條件；查清礦石品位、工業(yè)品級(jí)等。采場(chǎng)的地質(zhì)工作也更加細(xì)致。地質(zhì)、采礦等技術(shù)人員深入采場(chǎng)，對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行全方位、全過(guò)程跟蹤管理，采場(chǎng)礦體的二次圈定更加符合實(shí)際。地質(zhì)工作取得了可喜成績(jī)，改變過(guò)去局部地段地質(zhì)資料不夠系統(tǒng)、完整、準(zhǔn)確性程度不高，儲(chǔ)量級(jí)別不夠的狀態(tài)，為采礦設(shè)計(jì)，礦山生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，達(dá)到減少損失、貧化的效果。

3.2 采用無(wú)底柱底部結(jié)構(gòu)

如上所述，該礦井下開(kāi)采采用淺孔留礦法，底柱高度6 m，采場(chǎng)高度即為中段高度50 m，底部結(jié)構(gòu)由原有漏斗放礦的有底柱改用小型鏟運(yùn)機(jī)或人工裝礦的平底式底部結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)把拉底水平和運(yùn)輸水平合并在同一個(gè)水平上，沒(méi)有底柱礦石損失。經(jīng)計(jì)算，改有底柱為無(wú)底柱平底式底部結(jié)構(gòu)，多回收礦石約占采場(chǎng)礦量的10%。同時(shí)改用平底出礦的無(wú)底柱結(jié)構(gòu)，還解決了漏斗放礦大塊堵塞漏斗，頻繁爆破大塊，崩壞漏斗口影響放礦的難題。

3.3 嚴(yán)格控制采場(chǎng)回采邊界

采場(chǎng)回采邊界控制的好不好，是礦石損失貧化指標(biāo)高低的重要環(huán)節(jié)。一段時(shí)間以來(lái)，由于采場(chǎng)平場(chǎng)很不到位，作業(yè)條件差等原因，采場(chǎng)某些地段，技術(shù)人員不易到達(dá)，不能近距離觀(guān)察和進(jìn)行地質(zhì)工作，辨認(rèn)礦石廢石條件受到限制，對(duì)劃分礦石和圍巖界線(xiàn)的準(zhǔn)確性受到影響；另外，有些鑿巖工責(zé)任心不強(qiáng)，不按礦巖界線(xiàn)進(jìn)行作業(yè)，回采邊界控制不好，上述原因均造成礦石損失和貧化。例如，有些采場(chǎng)，礦體水平厚度3 m，卻采下4～5 m，多采下不少?gòu)U石；有些采場(chǎng)，礦體水平厚度6～7 m，卻只采下5～6 m，浪費(fèi)了不少礦石。后來(lái)，認(rèn)真按留礦法的回采工藝要求進(jìn)行作業(yè)，采場(chǎng)平場(chǎng)作業(yè)得到改善，為技術(shù)人員工作和鑿巖爆破工的作業(yè)創(chuàng)造了良好條件。技術(shù)人員能到所要到的地方，采用鎢燈照射辨認(rèn)礦石品位和取樣相給合的辦法，搞清礦體邊界，為采礦提供準(zhǔn)確的礦巖界線(xiàn)，指導(dǎo)鑿巖工鑿巖。同時(shí)鑿巖工也發(fā)放鎢燈，讓操作人員也能識(shí)別清楚礦體邊界。

3.4 提高存窿礦石放礦強(qiáng)度

淺孔留礦法采場(chǎng)采完后，暫留在礦房中的礦石，應(yīng)及時(shí)地全部放出，并要提高其放礦強(qiáng)度，縮短放礦周期，減少礦石因氧化或壓實(shí)而結(jié)塊，防止圍巖、廢石垮坍，最終達(dá)到順利放礦和減少礦石損失貧化指標(biāo)。影響存窿礦石放礦強(qiáng)度的一個(gè)主要原因是采場(chǎng)大塊多，不僅使局部出礦不能順利進(jìn)行，更重要是使大量放礦時(shí)困難重重，經(jīng)常要破大塊，延長(zhǎng)了大量放礦的時(shí)間，加大了上下盤(pán)垮塌的機(jī)會(huì)，過(guò)去的一段時(shí)間內(nèi)，大塊多，甚至有些礦塊尺寸大于800 mm× 800 mm，1000 mm×1000 mm。采用從源頭控制大塊的辦法，即在鑿巖爆破時(shí)，要求炮孔按交錯(cuò)排列，炮孔間距0.8～1 m或更小，炮孔長(zhǎng)度不超過(guò)2.8 m，結(jié)果崩落的礦石，塊度均勻，大大降低大塊產(chǎn)出率，大塊率不超過(guò)5%。已有大塊在采場(chǎng)及時(shí)爆破處理，不下到出礦口，不僅局部放礦順利，最終放礦也很順利。對(duì)新舊兩個(gè)礦巖性質(zhì)、大小基本相同的采場(chǎng)作比較，據(jù)統(tǒng)計(jì)，放礦時(shí)間縮短約一半；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察，上下盤(pán)圍巖垮坍明顯減少；計(jì)算表明，貧損指標(biāo)都分別有明顯提高。

3.5 減少存留三角礦堆的損失

大量出礦到最后，有一個(gè)存留三角礦堆的損失問(wèn)題，因?yàn)榘踩珕?wèn)題，作業(yè)人員不能在高約50 m的采空區(qū)中出礦，只能在出礦口以外的出礦道中出礦。礦體厚度越大，損失越大，厚度不大于5 m時(shí)，用小型鏟運(yùn)機(jī)裝礦，司機(jī)位置在出礦道，鏟斗基本能鏟到礦石，存留三角礦堆損失較少；厚度大于5 m時(shí)，司機(jī)位置在出礦道，鏟斗基本就不能鏟到礦石，存留三角礦堆損失較多。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用在上盤(pán)掘進(jìn)脈外巷道及出礦口，回收存留三角礦堆的礦石?；蛴秒姲前训V石扒到下盤(pán)出礦口，再用人工或小型鏟運(yùn)機(jī)在出礦道出礦，可減少三角形礦堆損失。

3.6 加強(qiáng)支護(hù)破碎礦巖

23線(xiàn)以東礦體，礦石和圍巖穩(wěn)固性較差，礦石品位較高，為了能多回收這些礦石，上下盤(pán)局部不穩(wěn)固圍巖，采用水泥砂漿螺紋鋼錨桿支護(hù)，錨桿長(zhǎng)度1.8～2.5 m，Φ18 mm，網(wǎng)度1.0 m×1.0 m～1.5 m×1.5 m。此外使用了施工方便、施工后即可起到支護(hù)作用、但成本較貴的水泥卷螺紋鋼錨桿支護(hù)。必要時(shí)采用噴錨網(wǎng)加固技術(shù)，使用錨桿加金屬網(wǎng)支護(hù)或再加噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)。除此之外，還實(shí)行“三強(qiáng)”采礦，即強(qiáng)采礦、強(qiáng)局部出礦、強(qiáng)最終放礦，大大縮短了回采時(shí)間。實(shí)行局部支護(hù)和“三強(qiáng)”采礦，實(shí)踐證明達(dá)到了兩個(gè)預(yù)期的目的:一是保證了采場(chǎng)安全，能順利采礦，二是確保了能在大量放礦時(shí)，上下盤(pán)圍巖不垮落或少垮落，減少貧化率。

3.7 掘進(jìn)巷道礦石、廢石分出分運(yùn)

探礦、開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割巷道掘進(jìn)時(shí)，采用鎢燈照射識(shí)別、取樣化驗(yàn)等手段嚴(yán)格區(qū)分礦石和廢石界線(xiàn)；出副產(chǎn)礦石或廢石時(shí)，做到礦石和廢石分出、分運(yùn)，并建立獎(jiǎng)懲制度，嘗罰分明，取得了明顯的效果。

4 結(jié) 論

通過(guò)近兩年來(lái)對(duì)礦石損失、貧化的研究與實(shí)踐，找出其礦石損失與貧化的主要原因，并采取了降低礦石損失、貧化率的措施取得了良好的效益。根據(jù)2015年消耗地質(zhì)礦量、地質(zhì)品位、出礦量、出礦品位，經(jīng)計(jì)算，2015年礦石的損失率為5.1%，貧化率為11.1%。與兩年前的礦石損失率13.9%，貧化率19.8%相比，礦石損失、貧化指標(biāo)得到很大提高。目前礦山年產(chǎn)量20萬(wàn)t，可多回收礦量1.76萬(wàn)t，少出廢石2.43萬(wàn)t；企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益300萬(wàn)元以上；社會(huì)效益也很好，減少環(huán)境污染。

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2016-02-23)

高 進(jìn)(1976-)男，工程師，主要從事采礦工程設(shè)計(jì)與礦山技術(shù)管理，Email:476074705@qq.com。