礦石貧化率的控制措施及計(jì)算方法探討

覃健華　楊澤光

【摘 要】在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于質(zhì)量管控不嚴(yán)及回采作業(yè)爆破布孔不科學(xué)等原因，造成采礦貧化率整體較高，最高時(shí)達(dá)30%～40%，這對礦山的生產(chǎn)經(jīng)營成本控制和產(chǎn)品質(zhì)量控制帶來一定的困難。簡便可行的貧化率計(jì)算方法，能夠有效地檢查采礦工作質(zhì)量和分析采礦方法的合理性，為編制礦山生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)行礦石質(zhì)量管理和礦石儲量的平衡與管理等提供依據(jù)。文章就如何降低礦石貧化率和提高貧化率計(jì)算準(zhǔn)確性在廣西佛子沖鉛鋅礦的實(shí)際應(yīng)用展開說明，以供同類型礦山參考。

【關(guān)鍵詞】貧化率；控制措施；計(jì)算方法

【中圖分類號】TD852 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）03-0087-03

1 地質(zhì)、開采概況

廣西佛子沖鉛鋅礦為中—低溫矽卡巖型鉛、鋅、銅多種金屬硫化礦床，礦床產(chǎn)于佛子沖背斜近軸部的奧陶系中統(tǒng)上組上段（O2b-2）地層內(nèi)，礦體成群、成帶產(chǎn)出，以似層狀礦體為主，部分呈透鏡狀及不規(guī)則狀，礦體產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，長30～60 m，厚1.5～6 m，傾角多為60°～80°，少部分為20°～300°。沿走向及傾向礦體有膨脹、收縮、分枝現(xiàn)象。經(jīng)30多年的開采，現(xiàn)保有資源儲量的礦體多數(shù)為規(guī)模小、埋藏深，根據(jù)礦體產(chǎn)狀，圍巖穩(wěn)固和地質(zhì)構(gòu)造等條件，礦山生產(chǎn)主要采用淺孔留礦法。

2 引起礦石貧化的原因

礦石貧化率是指回采過程中，由于礦體上、下盤圍巖或脈內(nèi)夾石的混入等綜合因素的影響，使采出礦石的品位較工業(yè)品位降低數(shù)值與工業(yè)品位之比。通常引起礦石貧化的因素有以下幾個(gè)方面。

（1）回采貧化。回采過程中，由于礦體邊界控制不好，部分廢石被采下混入礦石中造成貧化，這是貧化的主要原因。

（2）出礦貧化。在出礦過程中，由于礦石與上、下盤圍巖的相互摩擦、錯(cuò)動，致使圍巖片落造成的貧化；出礦后期，采場空區(qū)圍巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，不穩(wěn)固圍巖片落造成的貧化。

（3）由于留礦法的特殊性，出礦結(jié)束時(shí)，殘留于采場底部、邊幫、放礦口及穿脈上方桃形礦柱等部位的高品位礦石的流失而造成礦石貧化。

（4）采場操作工質(zhì)量意識不強(qiáng)，技術(shù)素質(zhì)差，如炮眼方位布置不當(dāng)、炮眼超深、不服從施工管理等，采下較多圍巖造成礦石貧化。

（5）礦體邊界不明顯，施工指導(dǎo)不及時(shí)，會采下一定量的圍巖造成貧化。

（6）特殊地質(zhì)條件難以控制廢石混入造成的礦石貧化。

3 礦石貧化率的控制措施

由于礦石貧化的原因是多方面的，有的可以控制，有的難以控制甚至不能控制。根據(jù)常見的幾種影響礦石貧化的因素，并結(jié)合廣西佛子沖鉛鋅礦的實(shí)際情況，采用以下控制方法。

3.1 探、采結(jié)合技術(shù)控制礦體邊界

加強(qiáng)探礦與采掘工程的相互利用和緊密結(jié)合，采用探、采結(jié)合技術(shù)控制礦體邊界。在具體操作中，我們利用中段采礦塹溝巷道沿走向追蹤礦體，盡量保證塹溝布置在礦體內(nèi)，并使塹溝一壁揭露礦體底板圍巖，同時(shí)在穿脈之間每隔10 m左右增補(bǔ)穿透礦體頂板的小斷面穿脈，而這些小斷面穿脈在下一步的采礦工作中則成為電耙道或平底結(jié)構(gòu)的放礦口。這些探采結(jié)合工程的應(yīng)用，大大縮小了礦塊的探礦網(wǎng)度，經(jīng)過礦體的二次乃至三次圈定后，可以對礦體分布狀態(tài)有了全面的認(rèn)識，能夠?yàn)榛夭商峁┹^準(zhǔn)確的邊界。

3.2 錨固法處理采場圍巖

采用淺孔留礦法采礦可以實(shí)時(shí)地對圍巖進(jìn)行有效的控制。過去對于采場不穩(wěn)固圍巖或大塊裂石的處理方式是爆破崩落，當(dāng)前在回采過程中對不穩(wěn)固圍巖及大塊裂石多采用錨桿或錨桿網(wǎng)支護(hù)的方式，一定程度上降低了采場貧化率，也有效地保證了回采過程的安全。

3.3 加強(qiáng)現(xiàn)場技術(shù)管理

在回采過程中，礦脈厚度形狀及錯(cuò)斷尖滅等發(fā)生變化，地、測、采專業(yè)必須相互配合，加強(qiáng)現(xiàn)場技術(shù)管理。否則就會出現(xiàn)見脈就采，小脈大采的局面，造成人為的貧化。施工員要掌握礦體與圍巖邊界信息，指導(dǎo)作業(yè)人員合理布置炮眼。具體要求如下：？譹？訛礦體與圍巖分界明顯（出現(xiàn)裂隙、斷層），礦石可爆性較好時(shí)，炮孔應(yīng)與礦巖邊界保持400～500 mm的距離。？譺？訛礦體與圍巖分界較明顯（節(jié)理不發(fā)育），礦石可爆性較好時(shí)，炮孔應(yīng)與礦巖邊界保持100～200 mm的距離。？譻？訛礦體與圍巖分界不明顯時(shí)，圍巖可爆性較差時(shí)，炮孔可布置離礦體邊界約100 mm處。

3.4 加強(qiáng)采場回采過程的地質(zhì)測量工作

在回采過程中，及時(shí)做好編錄工作，真實(shí)反映礦體的開采狀況，對已采空的礦體，根據(jù)有關(guān)閉坑規(guī)程從整體上分析貧化狀況，作為經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)。

3.5 實(shí)行獎(jiǎng)懲制度

運(yùn)用各種經(jīng)濟(jì)手段對采礦質(zhì)量的好壞實(shí)行獎(jiǎng)懲。在礦石回采過程中，貧化率比規(guī)定指標(biāo)低的，給予物質(zhì)及精神上的獎(jiǎng)勵(lì)，對質(zhì)量控制較差的扣發(fā)部分獎(jiǎng)金，對違反技術(shù)操作規(guī)程而造成貧化指標(biāo)過高的或造成重大經(jīng)濟(jì)損失的，除扣發(fā)獎(jiǎng)金外還要給予適當(dāng)?shù)男姓幏帧?/p>

3.6 回收殘留的高品位礦石

出礦結(jié)束后，對殘留高品位礦石進(jìn)行回收，但要注意回收過程的貧化控制。

4 同類型礦山及控制前后貧化指標(biāo)對比

表1中的數(shù)據(jù)表明，2016年廣西佛子沖鉛鋅礦實(shí)行多方面貧化控制措施后，能夠使礦石貧化率指標(biāo)降低約6%。按每年36萬t/年出礦量計(jì)算，每年可以少采出2.16萬t廢石，按經(jīng)驗(yàn)采出1 t礦石從采礦—放礦—中轉(zhuǎn)運(yùn)輸—提升—選礦的費(fèi)用約200元，貧化率降低6%，則一年至少可以為企業(yè)節(jié)約432萬元的采礦成本支出，能為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 貧化率的計(jì)算方法

5.1 通過礦石品位計(jì)算

采礦過程中總會有些廢石混入礦石中，因此采下運(yùn)出的礦石必然要比采下的工業(yè)礦石的品位有所降低，這個(gè)過程叫做貧化。下面給出了不同貧化率的計(jì)算公式，可作為與采礦有關(guān)的從業(yè)人員的技術(shù)指導(dǎo)，亦可為礦業(yè)企業(yè)行政、技術(shù)管理人員提供參考。

礦石貧化率（γ）：

γ=■×100%（1）

廢石混入率（γ0）：

γ0=■=■×100%（2）

其中：α為采場工業(yè)礦石品位（%）；α'為采出礦石品位（%）；α''為廢石（圍巖）品位（%）；R為采出礦石中的廢石混入量（t）；T為采出礦石量（包括采出的工業(yè)礦量和混入的廢石量）（t）。

通過礦石品位的方法計(jì)算礦石貧化率[式（1）]需要分別在礦石回采前及出礦過程中采集礦石樣本（樣本的采集必須做到貧、富平衡），通過對礦石回采前及出礦后樣本的化驗(yàn)加權(quán)平均分別得出礦塊的工業(yè)礦石品位及采出礦石品位，通過公式計(jì)算得出貧化率。這個(gè)方法對礦石取樣要求較高，取樣不均勻會影響最終的結(jié)果，操作難度較大，誤差較大，因此結(jié)合實(shí)踐可采用通過計(jì)算廢石混入率來計(jì)算礦石貧化率。

5.2 通過計(jì)算廢石混入率來計(jì)算貧化率

在圍巖不含礦石的情況下，數(shù)值上，礦石貧化率和廢石混入率是相等的，因此可以通過計(jì)算廢石混入率來得到礦石貧化率。采用全面法、房柱法、淺孔留礦法和支柱法等采礦方法的礦山，由于地測人員可以進(jìn)入采場進(jìn)行工作，因此有以下具體操作方法：回采作業(yè)時(shí)每回采2層的高度，對采場進(jìn)行一次簡單測量，測量方法為支導(dǎo)線法，測量內(nèi)容包括采場邊界、礦體邊界、夾石邊界（如礦體產(chǎn)狀變化較大時(shí)，可每采高一層測量一次）。這樣，可以通過計(jì)算得出2次測量結(jié)果之間部分的礦石量和廢石量，即可計(jì)算出2次測量結(jié)果之間部分的貧化率，采場結(jié)束后便可統(tǒng)計(jì)出采場貧化率。采場測量示意圖如圖1所示。

此種方法特別適合于留礦采礦法，采場礦體與圍巖分界明顯很適合，要求地、測、采技術(shù)人員相互配合，及時(shí)跟進(jìn)采場回采進(jìn)度并進(jìn)行測量。

5.3 年度礦石總貧化率計(jì)算

（1）通過對所有采場貧化率加權(quán)平均計(jì)算。

（2）根據(jù)年總金屬量反算出礦石貧化后的平均品位，根據(jù)地質(zhì)儲量表計(jì)算礦石工業(yè)品位的加權(quán)平均值，然后計(jì)算貧化率。

6 結(jié)論

實(shí)踐證明，廣西佛子沖鉛鋅礦實(shí)行多方面貧化控制措施后，能夠使礦石貧化率指標(biāo)降低約6%，這是技術(shù)及管理上的一大突破，切實(shí)提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王運(yùn)敏.現(xiàn)代采礦手冊（上冊）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

[2]黃沖.采場礦石貧化率和采礦損失率指標(biāo)分析管理[J].技術(shù)研究，2013（12）.

[3]方江濤.龍門山熔劑灰?guī)r礦礦石貧化率計(jì)算方法探討[J].太原經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（A1）.

[4] 《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京：冶金工

業(yè)出版社，1990.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]