露天礦床“三率”指標影響因素及改善措施分析

劉 佳，吳賢圖，楊少培，吳茜梅，李建文，唐秀偉

(中信大錳礦業(yè)有限責任公司，廣西 南寧 530029)

1 “三率”指標

“三率”指標分為傳統(tǒng)“三率”和新“三率”指標。傳統(tǒng)“三率”指的是開采回采率、采礦貧化率、選礦回收率。傳統(tǒng)“三率”指標計算又分為直接法和間接法。為充分反映礦山開發(fā)利用及礦產(chǎn)資源實際利用情況，引進礦產(chǎn)綜合利用率與與開采回采率、選礦回收率一起成為新“三率”［1］，總結(jié)“三率”指標相關(guān)計算公式見表1。

表1 礦石開采“三率”公式

礦山“三率”不僅反映礦產(chǎn)資源的回收程度，而且直接影響到礦山企業(yè)經(jīng)濟效益和資源利用效率［2－5］。在礦山生產(chǎn)“三率”指標的計算過程中，存在諸多不確定因素影響指標相關(guān)參數(shù)［6］。因此，對“三率”指標計算過程中的影響因素分析并提出相應(yīng)的解決措施，可為提高“三率”指標，進而為提高礦山經(jīng)濟效益奠定良好的基礎(chǔ)。

2 露天礦床“三率”指標影響因素分析

以中信大錳礦業(yè)有限責任公司下屬天等錳礦和大新錳礦露天開采為例，分析礦山“三率”指標計算中的影響因素。鑒于礦山實際情況，仍沿用傳統(tǒng)“三率”指標。本文主要對影響開采回采率、損失率的因素進行分析，在討論回采率提高、損失率降低對礦山經(jīng)濟效益提升的基礎(chǔ)上，簡要說明礦產(chǎn)資源綜合利用率對礦山持續(xù)發(fā)展的影響，并分析礦產(chǎn)資源綜合利用過程中所需技術(shù)條件。

2.1 開采回采率和損失率

開采回采率和損失率是衡量礦山企業(yè)開采技術(shù)水平、資源利用程度的主要技術(shù)經(jīng)濟指標［7］。開采回采率低、損失率高，礦石回收量少，服務(wù)年限短，礦山經(jīng)濟效益相應(yīng)減少［8］。

對于地測人員能夠進入采場工作的露天礦山應(yīng)采用直接法計算開采率及損失率等相關(guān)參數(shù)［9］。由以往研究資料可知，天等錳礦礦石夾層厚度符合夾石剔除厚度 0.2 ～0.3 m［10］，目前礦山實際開采中未進行分采，采出礦量中包含該部分夾石量。由表1中開采回采率直接法計算公式可知，需要對混入的廢石量進行統(tǒng)計實測。鑒于礦山目前開采條件，未對混入廢石量進行實際測算，無法進行開采回采率的直接計算。

天等錳礦露天開采采用間接法計算開采回采率，由表1中開采回采率間接法計算公式可知，式中，T和Q通過生產(chǎn)統(tǒng)計及估算可以獲取，而T在統(tǒng)計過程中因夾石混入問題導(dǎo)致實際計算中采出礦量值較實際采出礦量增大，同時，由于可剔除夾石的存在問題，導(dǎo)致實際采出品位Ct值變小，T與Ct兩參數(shù)的變化影響回采率最終計算結(jié)果。

同時，損失率直接法計算過程中需對損失礦量進行實測。其中損失礦量包括在爆破和裝運過程中造成的采下礦石損失及實際開采過程中由于設(shè)計開采操作環(huán)境不合理造成邊坡三角礦而未采下的礦石損失。

以天等錳礦為例，礦體為多層序、多夾層特征，在礦山實際開采過程中，開采礦層為主要礦層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V，舍棄次要礦層IX等礦層造成一定的未采下礦石損失;由于開采設(shè)計的影響，在實際開采過程中，因邊角礦處理不完善造成未采下礦石損失;同時在淺孔爆破、裝運等過程中造成采下?lián)p失，對上述未采下及采下?lián)p失量未進行有效的測量、計算。因此，不能使用直接法對損失率進行計算，而間接法計算損失率受采出礦量T和采出品位Ct的影響。

2.2 礦床資源綜合利用率

礦產(chǎn)資源綜合利用率是評價礦山企業(yè)在采選環(huán)節(jié)對主元素、共伴生元素等的綜合利用程度。提高資源利用率，加大礦產(chǎn)資源綜合利用力度，滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對礦產(chǎn)資源日益增長的需要，提高有用組分綜合回收和總體利用水平，已成為礦山可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要。我國錳礦資源大部分為貧錳礦石，其特點為貧、雜、細，含硅、鐵、磷等有害元素的比重大，采用一般的機械選礦方法難以達到富錳的目的。同時，錳礦資源的成分復(fù)雜，除錳礦物外，還有伴生有 Co、Ni等元素［11］。以大新錳礦為例，《廣西大新縣下雷錳礦區(qū)南部碳酸錳礦詳細勘探地質(zhì)報告》［12］中確定礦區(qū)碳酸錳礦石中所含微量元素有Ba、As、Sn、Co、Ni、Ti等，其中 Co、Ni賦存在硫化物礦物中，Co 元素含量 0.006% ～0.013%，Ni含量 0.028%左右，接近綜合利用的指標。

鑒于目前開采、選礦技術(shù)條件，大新錳礦目前只是單一礦種的開采，未對其伴生礦產(chǎn)資源鈷、鎳元素進行綜合利用，因此無法計算綜合利用率，仍延續(xù)傳統(tǒng)“三率”指標計算。

3 改善“三率”指標措施

1)選取合理的開拓方法和工藝參數(shù)

結(jié)合礦山實際與先進技術(shù)、設(shè)備，完善各種礦量和廢石量的登記工作，精確“三率”指標參數(shù)的計算。

加強礦山實際日常測量、地質(zhì)編錄工作，加強技術(shù)改造，加速新技術(shù)、新設(shè)備在“三率”計算中的應(yīng)用。處理好采礦、用礦和保礦的關(guān)系，使礦山企業(yè)在取得最佳經(jīng)濟效益的條件下，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用與保護。

天等錳礦各礦體夾層平均厚度＞0.5 m，可采用分采爆破工藝進行廢石剔除，厚度＞1 m的廢石夾層按照實際厚度進行分采爆破孔布置［13］。降低由于廢石混入對開采品位和回采率的影響。

2)引進先進選礦技術(shù)和設(shè)備

研究對本礦山共、伴生礦物的合理高效利用，提高企業(yè)產(chǎn)能及經(jīng)濟效益。部分學者曾對錳礦中Co、Ni元素回收做過一定的研究，劉述忠等［14］嘗試使用硫酸浸出含鈷錳礦，但效果不理想，使用生物浸出技術(shù)可以有效從含鈷硫化物中提取Co［15］。劉明寶等［16］利用X射線輻射分選機對含鉬和含鎳低品位進行了礦石預(yù)選試驗，獲取了較好的選礦效果。后期需要對礦石共伴生元素的賦存狀態(tài)進行進一步的研究，以確定其選礦工藝及選礦設(shè)備。

3)重視科學技術(shù)及人才建設(shè)

加強技術(shù)改造，加速新技術(shù)、新設(shè)備在“三率”管理中的應(yīng)用，不斷加大“三率”指標管理，建立三率指標考核制度。使礦山企業(yè)在取得最佳經(jīng)濟效益的條件下，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用與保護，實現(xiàn)礦山持續(xù)、健康發(fā)展。

4 結(jié)語

中信大錳礦業(yè)有限責任公司下屬露天開采礦山“三率”指標影響因素主要是目前技術(shù)、工藝和管理等，影響部分參數(shù)及綜合利用率的精確計算。結(jié)合礦山實際情況，給出相應(yīng)的改善措施。在提高技術(shù)工藝水平、加強技術(shù)管理、增強人才化建設(shè)等措施的基礎(chǔ)上力圖改善露天礦山“三率”指標。后續(xù)需要對礦山機械化生產(chǎn)及地質(zhì)、采礦工作規(guī)范化進行研究，從根本上改善礦山回采率，提高礦山經(jīng)濟效益，實現(xiàn)礦山的合理持續(xù)發(fā)展。

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