某礦淺眼留礦法貧化與損失管理實踐

高 進

(大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435232)

某礦淺眼留礦法貧化與損失管理實踐

高 進

(大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435232)

通過對某礦所屬Ⅱ號礦體開采過程中礦石損失、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、貧化指標的措施。實踐證明:通過降低損失、貧化的措施，損失、貧化指標得到很大的改善，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個百分點和8.7個百分點，有效提高了企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。

留礦法；損失；貧化

1 概 述

某礦所屬Ⅱ號礦體，位于4～43線之間，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1200多米，傾斜延深227～597 m，賦存標高在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采。因礦體厚度一般小于15 m，采場沿走向布置，個別地段大于15 m，考慮垂直走向布置，采場(階段)高度50 m。采場沿走向布置時，礦塊長度主要應考慮礦石和圍巖的穩(wěn)固程度，一般為40～60 m，開采薄礦脈為25～120 m，中厚礦體為20～80 m。在上世紀80～90年代，地表采用露天和平窿開采銅硫礦，留下許多采空區(qū)，直至近3年，某多金屬礦才從＋100 m中段開始正式開采，目前＋100 m和＋50 m中段采礦，0 m中段繼續(xù)探礦和開拓。生產(chǎn)能力600 t/d，即年生產(chǎn)能力20萬t。

2 加強損失貧化管理的必要性

礦石損失與貧化是評價礦床開采的主要指標，分別表示地下資源的利用情況和采出礦石的質(zhì)量情況。在金屬礦床開采中，降低礦石損失率、廢石混入率和貧化率，對充分利用資源，延長礦山企業(yè)的壽命，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益都有很大意義。礦石損失率高必然使采出的礦石量減少，進而導致分攤到每噸采出礦石的基建費用增加，并引起采出礦石成本的提高。廢石混入率的增加，必然增加礦石運輸、提升和加工費用。礦石品位降低也會導致選礦流程的金屬實收率和最終產(chǎn)品質(zhì)量的降低。另外資源損失還對礦山環(huán)境及礦區(qū)外圍帶來污染，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，加強損失貧化管理是非常重要的。

該礦山在開采過程中，礦石損失、貧化的原因主要有以下幾點:

(1)局部地段的地質(zhì)資料不夠系統(tǒng)、完整，準確性程度不很高，儲量級別不夠，使采礦設計依據(jù)不充分；

(2)礦柱損失偏大，尤為底柱較明顯；

(3)采場采幅控制較差；

(4)存窿礦石放礦困難，放礦時間較長；

(5)礦體寬度大于5 m時，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)掘進時，礦石、廢石分出分運不嚴格。

3 減少礦石損失、貧化的措施

3.1 精心制定、實施探礦計劃

根據(jù)原有地質(zhì)隊及已開采的0，＋50，＋100 m中段地質(zhì)資料，認真進行地質(zhì)綜合研究，并參照其它類似礦山探礦經(jīng)驗，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，加強了地質(zhì)取樣、化樣等工作。經(jīng)過一段時間的工作，提供的地質(zhì)資料，經(jīng)實踐檢驗，能準確地控制礦體邊界及礦床賦存條件；查清礦石品位、工業(yè)品級等。采場的地質(zhì)工作也更加細致。地質(zhì)、采礦等技術人員深入采場，對采場進行全方位、全過程跟蹤管理，采場礦體的二次圈定更加符合實際。地質(zhì)工作取得了可喜成績，改變過去局部地段地質(zhì)資料不夠系統(tǒng)、完整、準確性程度不高，儲量級別不夠的狀態(tài)，為采礦設計，礦山生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，達到減少損失、貧化的效果。

3.2 采用無底柱底部結構

如上所述，該礦井下開采采用淺孔留礦法，底柱高度6 m，采場高度即為中段高度50 m，底部結構由原有漏斗放礦的有底柱改用小型鏟運機或人工裝礦的平底式底部結構，這種結構把拉底水平和運輸水平合并在同一個水平上，沒有底柱礦石損失。經(jīng)計算，改有底柱為無底柱平底式底部結構，多回收礦石約占采場礦量的10%。同時改用平底出礦的無底柱結構，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 嚴格控制采場回采邊界

采場回采邊界控制的好不好，是礦石損失貧化指標高低的重要環(huán)節(jié)。一段時間以來，由于采場平場很不到位，作業(yè)條件差等原因，采場某些地段，技術人員不易到達，不能近距離觀察和進行地質(zhì)工作，辨認礦石廢石條件受到限制，對劃分礦石和圍巖界線的準確性受到影響；另外，有些鑿巖工責任心不強，不按礦巖界線進行作業(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，礦體水平厚度3 m，卻采下4～5 m，多采下不少廢石；有些采場，礦體水平厚度6～7 m，卻只采下5～6 m，浪費了不少礦石。后來，認真按留礦法的回采工藝要求進行作業(yè)，采場平場作業(yè)得到改善，為技術人員工作和鑿巖爆破工的作業(yè)創(chuàng)造了良好條件。技術人員能到所要到的地方，采用鎢燈照射辨認礦石品位和取樣相給合的辦法，搞清礦體邊界，為采礦提供準確的礦巖界線，指導鑿巖工鑿巖。同時鑿巖工也發(fā)放鎢燈，讓操作人員也能識別清楚礦體邊界。

3.4 提高存窿礦石放礦強度

淺孔留礦法采場采完后，暫留在礦房中的礦石，應及時地全部放出，并要提高其放礦強度，縮短放礦周期，減少礦石因氧化或壓實而結塊，防止圍巖、廢石垮坍，最終達到順利放礦和減少礦石損失貧化指標。影響存窿礦石放礦強度的一個主要原因是采場大塊多，不僅使局部出礦不能順利進行，更重要是使大量放礦時困難重重，經(jīng)常要破大塊，延長了大量放礦的時間，加大了上下盤垮塌的機會，過去的一段時間內(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，要求炮孔按交錯排列，炮孔間距0.8～1 m或更小，炮孔長度不超過2.8 m，結果崩落的礦石，塊度均勻，大大降低大塊產(chǎn)出率，大塊率不超過5%。已有大塊在采場及時爆破處理，不下到出礦口，不僅局部放礦順利，最終放礦也很順利。對新舊兩個礦巖性質(zhì)、大小基本相同的采場作比較，據(jù)統(tǒng)計，放礦時間縮短約一半；經(jīng)現(xiàn)場觀察，上下盤圍巖垮坍明顯減少；計算表明，貧損指標都分別有明顯提高。

3.5 減少存留三角礦堆的損失

大量出礦到最后，有一個存留三角礦堆的損失問題，因為安全問題，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，用小型鏟運機裝礦，司機位置在出礦道，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，司機位置在出礦道，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)場實際情況，采用在上盤掘進脈外巷道及出礦口，回收存留三角礦堆的礦石。或用電扒把礦石扒到下盤出礦口，再用人工或小型鏟運機在出礦道出礦，可減少三角形礦堆損失。

3.6 加強支護破碎礦巖

23線以東礦體，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，上下盤局部不穩(wěn)固圍巖，采用水泥砂漿螺紋鋼錨桿支護，錨桿長度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作用、但成本較貴的水泥卷螺紋鋼錨桿支護。必要時采用噴錨網(wǎng)加固技術，使用錨桿加金屬網(wǎng)支護或再加噴射混凝土聯(lián)合支護。除此之外，還實行“三強”采礦，即強采礦、強局部出礦、強最終放礦，大大縮短了回采時間。實行局部支護和“三強”采礦，實踐證明達到了兩個預期的目的:一是保證了采場安全，能順利采礦，二是確保了能在大量放礦時，上下盤圍巖不垮落或少垮落，減少貧化率。

3.7 掘進巷道礦石、廢石分出分運

探礦、開拓、采準、切割巷道掘進時，采用鎢燈照射識別、取樣化驗等手段嚴格區(qū)分礦石和廢石界線；出副產(chǎn)礦石或廢石時，做到礦石和廢石分出、分運，并建立獎懲制度，嘗罰分明，取得了明顯的效果。

4 結 論

通過近兩年來對礦石損失、貧化的研究與實踐，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、貧化指標得到很大提高。目前礦山年產(chǎn)量20萬t，可多回收礦量1.76萬t，少出廢石2.43萬t；企業(yè)經(jīng)濟效益300萬元以上；社會效益也很好，減少環(huán)境污染。

[1]毋喜順，宇 潔.淺談礦山的礦石損失與貧化管理[J].采礦技術，2011，11(04):58-59，113.

[2]許遠清，魏宏煉.大廠銅坑92＃礦體開采貧化損失的原因及對策[J].采礦技術，2012，12(02):17-18，34.

[3]孫光華，陳 穩(wěn)，胡建召.破碎殘留礦體采礦方法研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2012，32(03):6-7，61.

[4]范明泰，閆獻忠.潭頭金礦降低采礦損失貧化的實施對策[J].采礦技術，2010，10(01):91-92.

[5]胡貴如.降低階段礦房法采礦損失和貧化指標的實踐[J].采礦技術，2010，10(05):102-104.

[6]郭忠平，馮 帆，邵珠江，等.破碎圍巖礦體采礦方法研究與應用[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2013，33(06):4-7，19.

[7]紀康寶.最新礦業(yè)管理與開采技術標準規(guī)范實用手冊(3) [M].北京:地震出版社.

[8]采礦設計手冊編委會.新編礦山采礦設計手冊 礦床開采卷(中)[M].北京:中國礦業(yè)大學出版社.

[9]黃志才.淺孔留礦法在茶山銻鎢礦開采中的應用[J].采礦技術，2008(04):13-14.

[10]王紀勝.哈密金礦5CI02礦房采礦方法評述[J].新疆有色金屬，1992(03):18-20.

[11]馬瑞軍，譚海文.淺孔留礦法在龍頭山金礦應用中若干技術問題探討[J].甘肅冶金，2005(04):52-54.

[12]嚴積松.淺孔留礦法應用工程實踐[J].采礦技術，2010(03): 27-28.

2016-02-23)

高 進(1976-)男，工程師，主要從事采礦工程設計與礦山技術管理，Email:476074705@qq.com。