毛 勇，吳至超

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某金屬礦山充填法采礦中的礦石貧化損失管理

毛 勇，吳至超

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦，湖北 陽新縣 435232)

針對某金屬礦山充填法采礦近幾年貧化、損失現(xiàn)狀，綜合分析發(fā)現(xiàn)存在的問題，并針對相應(yīng)問題采取了有效措施。經(jīng)過兩年生產(chǎn)實踐，貧損指標(biāo)得到改善，提高了出礦品位，年增加礦山經(jīng)濟效益百萬元以上，同時減少了資源消耗，為礦山持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。

充填采礦法；貧化率；損失率；出礦品位

某金屬礦山于20世紀70年代建成投產(chǎn)，經(jīng)過40多年的開采，資源日益緊張。礦石的損失直接造成采礦成本增加，同時，還會造成開拓、采切工程費用、固定成本攤銷加大，而礦山基層管理人員往往對礦石損失與生產(chǎn)成本之間的關(guān)系缺乏了解，重視程度不夠。因此，找出現(xiàn)有采礦方法礦石損失、貧化主要原因，制定降低礦石損失、貧化指標(biāo)的措施，對礦山持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)、提質(zhì)增效具有重要的現(xiàn)實意義。

1 礦山貧損指標(biāo)現(xiàn)狀

某金屬礦山井下生產(chǎn)分為南緣、北緣兩個礦帶，南緣目前以上向分段碎石膠結(jié)充填法為主，北緣主要采用點(條)柱式上向水平分層尾砂充填法回采。南緣上向分段碎石膠結(jié)充填法設(shè)計損失率為15%，貧化率為12%；北緣點(條)柱式上向水平分層尾砂充填采礦法設(shè)計損失率為17.5%，貧化率為15%。綜合損失率為16%，貧化率為14%。礦山2013~2015年開采礦體地質(zhì)品位約為0.81%，綜合貧損指標(biāo)及井下出礦品位見表1。

表1 2013~2015年礦山貧損指標(biāo)

從表1可以看出，礦山開采實際貧損指標(biāo)比設(shè)計指標(biāo)偏高，與國內(nèi)外相同采礦方法的礦山相比，礦石損失、貧化指標(biāo)均有較大下降空間。

2 貧化損失產(chǎn)生的原因分析

2.1 自然條件因素

該金屬礦山礦床地質(zhì)條件復(fù)雜，礦體及圍巖穩(wěn)固程度差，由于礦區(qū)成巖成礦作用的特殊性，巖體、礦體節(jié)理及微裂隙十分發(fā)育，圍巖蝕變發(fā)育普遍而強烈。多數(shù)圍巖蝕變都會降低巖石的硬度，進一步破壞巖體的結(jié)構(gòu)和完整性，因而極易產(chǎn)生不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。由于各地段巖石工程地質(zhì)狀況不一樣，回采過程中，局部地應(yīng)力較為集中，導(dǎo)致采礦巷道出現(xiàn)垮塌，致使部分礦石無法回采，造成礦石損失，采出礦過程中，部分圍巖因地應(yīng)力集中垮塌混入礦石內(nèi)，導(dǎo)致出礦 貧化。

此外，南緣礦帶主礦體消耗殆盡、小礦體不規(guī)則，品位也在逐漸下降；北緣礦體變化大，空間賦存狀態(tài)復(fù)雜，礦廢石穿插紊亂，巖石穩(wěn)固性差，同樣會造成采出礦貧損指標(biāo)偏大。礦山地質(zhì)品位從2006年的0.89%不斷下降至2013年的0.81%。

2.2 采礦設(shè)計因素

南緣采用上向分段碎石膠結(jié)充填法采礦，最主要的礦石損失環(huán)節(jié)在于第一步驟與第二步驟兩條回采進路中間的三角礦柱脊部及邊角無法一次性回采，造成礦柱永久損失，損失率為8%~10%之間；其次，南緣礦帶每個回采步距設(shè)計僅5~6 m，回采結(jié)束后，從上分段對應(yīng)充填巷道轉(zhuǎn)入碎石進行膠結(jié)充填，充填結(jié)束后，原采場“眉線”前端與充填體緊密靠近，沒有自由面。下步距采礦時，中深孔爆破沖擊波壓縮推動前端充填體，形成爆破自由面(俗稱“開頭炮”)，礦石在爆破沖擊波壓縮推動下，大部分直接嵌入充填體內(nèi)，無法分別鏟出，造成礦石損失，損失率約為3%~5%。

北緣礦帶點(條)柱式上向水平分層尾砂充填法采礦設(shè)計損失主要存在兩個方面，首先是采場因安全原因，需在上盤不穩(wěn)固段留護壁礦柱，然后在采場內(nèi)每隔6 m跨度留3 m×3 m的縱向連續(xù)點柱，損失率約為8%~10%；其次是尾砂充填后，采場底板未進行膠結(jié)“鋪面”，采出礦過程中，部分礦石與尾砂充填體混合，甚至形成礦石“墊底”，造成出礦損失，損失率為3%~5%。采場采用分級尾砂充填后表面含泥重，充填體強度低，鏟運機在供礦過程中，尾砂會隨礦石一起被鏟起，進入溜井造成出礦貧化。

2.3 技術(shù)管理因素

(1) 回采設(shè)計不完善，地測資料與現(xiàn)場實際存在差異，在采礦設(shè)計時產(chǎn)生偏差造成貧化損失。

(2) 回采工藝質(zhì)量較差，南緣中深孔爆破“開頭炮”質(zhì)量、充填質(zhì)量，中深孔質(zhì)量、巷道施工質(zhì)量偏差，都會造成南緣采礦貧化損失；北緣現(xiàn)場采礦施工質(zhì)量、充填質(zhì)量偏差，也會造成采礦礦石貧化損失。

(3) 技術(shù)管理滯后，技術(shù)人員服務(wù)不及時、技術(shù)規(guī)范執(zhí)行不嚴，現(xiàn)場監(jiān)督管理缺失或滯后造成的礦石貧化損失。

3 降低貧化損失的措施

3.1 設(shè)計環(huán)節(jié)

(1) 南緣礦帶在第二步驟采礦前，提前設(shè)計孔深為3.0 m左右的水平淺孔回收采場底部兩側(cè)三角礦柱的礦量；中深孔設(shè)計前，核實地測資料的準(zhǔn)確性，確保中深孔設(shè)計符合現(xiàn)場實際；零星小礦體布置中深孔上向探礦進一步掌握礦體空間賦存狀態(tài)并對礦體進行修正，及時根據(jù)礦體特征優(yōu)化采礦布置、控制中深孔采幅。

(2) 北緣礦帶在采場底部結(jié)構(gòu)完成后，提前在底柱上面鋪設(shè)鋼筋混凝土隔離層，提高底柱回采率；回采過程中，根據(jù)礦體賦存特征及時優(yōu)化回采設(shè)計、控制局部無法避免的廢石段采幅，高品位采場采取礦柱二步驟回采、采場膠結(jié)鋪面等措施。

(3) 對于界線模糊地段及時采樣化驗，根據(jù)化驗結(jié)果二次圈定礦體界線，為優(yōu)化回采設(shè)計提供準(zhǔn)確依據(jù)，從設(shè)計層面減少礦石的貧化損失。

3.2 施工環(huán)節(jié)

(1) 地質(zhì)、測量、采礦專業(yè)技術(shù)人員要勤下現(xiàn)場，做好施工環(huán)節(jié)的技術(shù)服務(wù)與現(xiàn)場管理。采礦技術(shù)員在設(shè)計下發(fā)時向施工管理人員做好技術(shù)交底。地質(zhì)、測量、采礦專業(yè)技術(shù)人員每天到施工現(xiàn)場檢查掘進巷道、中深孔、充填施工情況，確保施工質(zhì)量，同時檢查礦、廢石分出分運情況，發(fā)現(xiàn)問題現(xiàn)場進行協(xié)調(diào)并反饋，避免超采、欠挖、礦廢石混出等造成礦石貧化損失的現(xiàn)象。

(2) 施工人員嚴格按照回采設(shè)計及工藝標(biāo)準(zhǔn)進行施工。中深孔鑿巖時炮孔深度、角度、位置、排列順序，盡可能地做到施工與設(shè)計相符合，為下一工序打好基礎(chǔ)。淺孔采礦確保作業(yè)現(xiàn)場安全，回采順序合理。

(3) 基層管理人員要發(fā)揮現(xiàn)場管理作用。對施工工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全進行嚴格管控，現(xiàn)場巖性、頂板發(fā)生變化時，及時糾正，并與上級管理人員、技術(shù)人員保持信息溝通。

3.3 回采環(huán)節(jié)

(1) 南緣礦帶中深孔首次爆破采礦時，必須有采礦技術(shù)員跟班指導(dǎo)，確?！伴_頭炮”質(zhì)量達到設(shè)計采幅要求?；夭赏瓿珊螅仨殭z查采空區(qū)礦石是否回收干凈，礦、車間兩級確認合格后，拍照存檔，再安排充填。

(2) 北緣采場內(nèi)生產(chǎn)探礦掘進要按照回采順序優(yōu)先安排探礦，地質(zhì)技術(shù)人員掌握探礦掘進長度，探礦掘進必須探明礦體邊界?；夭稍O(shè)計必須采下的廢石，安排采場現(xiàn)場堆存，嚴禁進入礦溜井造成礦石貧化。

(3) 北緣礦帶礦體品位較高、經(jīng)濟價值大的采場，采用膠結(jié)充填二步驟回采礦柱。采場回采即將結(jié)束前，現(xiàn)場檢查采場內(nèi)礦柱完好情況和采場安全情況，對符合安全、技術(shù)要求的高品位礦柱或邊幫現(xiàn)場確定回采方案，確保北緣采場最大程度回采高品位礦石，減少礦柱的損失。

回采環(huán)節(jié), 不僅僅依靠地質(zhì)、采礦技術(shù)人員現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo) , 生產(chǎn)車間施工管理人員要主動參與現(xiàn)場貧損管理，并把采場貧損指標(biāo)與管理人員績效工資掛鉤，調(diào)動施工管理人員的積極性，從而做好對回采環(huán)節(jié)礦石貧化損失的控制。

3.4 驗收環(huán)節(jié)

(1) 工程結(jié)束后，組織礦、車間兩級驗收。南緣礦帶采礦進路切割井、中深孔驗收時，對切割井高度、中深孔傾角及孔深進行實測，并繪制剖面圖，確保切割井和中深孔符合設(shè)計要求，不符合技術(shù)要求的及時制定改進措施。

(2) 北緣礦帶在采場結(jié)束前要進行預(yù)驗收。地質(zhì)技術(shù)員現(xiàn)場確認采場是否回采到位，邊角礦石是否清理干凈，合格后通知測量人員及其他相關(guān)人員做好采場驗收工作，驗收嚴格按采場驗收規(guī)范執(zhí)行。

(3) 充填過程中安排技術(shù)員檢查取樣，確保實際料漿濃度、碎石料源、充填擋墻、充填體強度符合設(shè)計規(guī)范要求，否則，相應(yīng)充填量不予驗收并對施工單位進行處罰。

4 結(jié) 論

礦石的損失率與貧化率是礦山企業(yè)非常重要的兩項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。雖然采礦方法不盡相同，但是面臨的共性問題，解決問題的方式又大同小異。某金屬礦山通過近幾年實際貧化、損失指標(biāo)的綜合分析，找出了問題所在，采取了相應(yīng)的措施對各個環(huán)節(jié)進行有效控制，貧損管理工作取得了一定的效果。

自2016年以來，該礦采出礦品位穩(wěn)中有升。參照礦山相關(guān)報表，2016年，井下出礦量為73.64萬t，銅出礦品位為0.71%，礦石損失率為14.97%，貧化率為11.83%，與設(shè)計指標(biāo)相比，貧損指標(biāo)分別降低了1.03，2.17個百分點，減少礦石損失7716 t，創(chuàng)造利潤46.3萬元，減少廢石混入量15980 t，節(jié)約供礦、提升、運輸、選礦直接成本64.43萬元，年創(chuàng)經(jīng)濟效益110.73萬元；2017年，該礦井下出礦量為71.87萬t，井下出礦品位為0.70%，礦石損失率為14.26%，貧化率為12.28%，與設(shè)計指標(biāo)相比，貧損指標(biāo)分別降低了1.74，1.72個百分點，減少礦石損失13349 t，創(chuàng)造利潤80.09萬元，減少廢石混入量12362 t，節(jié)約供礦、提升、運輸、選礦直接成本49.84萬元，年創(chuàng)經(jīng)濟效益129.93萬元。該礦降低礦石貧化損失措施實踐以來，礦石損失、貧化指標(biāo)得到較大改善，出礦品位得到明顯提升，年直接創(chuàng)造經(jīng)濟效益達100萬元以上，同時，礦山中段服務(wù)年限延長，相應(yīng)開拓、采切工程費用、固定成本攤銷降低，提高了礦山經(jīng)濟效益和社會效益。

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(2018?06?14)

毛 勇(1977—)，男，湖北羅田人，工程師，工程碩士，主要從事礦山采礦技術(shù)管理工作，Email: 844682162 @qq.com。