柿竹園井下科學配礦的探討*

陳丙強

(長沙礦山研究院， 湖南長沙 410012)

柿竹園井下科學配礦的探討*

陳丙強

(長沙礦山研究院， 湖南長沙 410012)

結合柿竹園多金屬礦的生產實際，綜合考慮其開采工藝、出礦方式、選廠布局等多因素對供礦的限制和要求，提出科學配礦的思路和策略，盡量減少原礦波動對選礦指標的影響，達到連續穩定、均衡協調供礦的要求，以解決選礦工藝難以適應原礦變化的問題。

配礦;影響因素;配礦策略;地質條件;柿竹園多金屬礦

所謂科學配礦，即根據礦山采、掘、出、選的生產實際，從全局出發，以出礦控制與品位調節為中心內容，綜合運用統籌學、系統論、信息論等知識，有計劃、有目標地對采、掘、出、選全過程實施全方位實時監控管理，通過綜合平衡，科學配比，將不同品位和質量的礦石進行搭配和混勻，力保供礦的長期均衡和相對穩定，以實現整體最佳選礦效果的一套動態管理方案。它始于采礦設計階段，終結于獲得最終選礦產品，貫徹于采、掘、出、選生產全過程［1，2］。以質量管理為核心，以信息、計劃、目標、綜合管理為重要手段，涵蓋采礦設計、貧損管理、控制出礦、供礦調度、選礦調適、質檢保證等多生產部門或生產環節［3～5］。

1 地質條件

柿竹園鎢錫鉬鉍特大型多金屬礦床屬云英巖—矽卡巖型礦，礦體連續，西薄東厚，形如舌狀或似層狀。由上而下分大理巖網脈錫礦帶(Ⅰ)、矽卡巖鎢鉍礦帶(Ⅱ)、云英巖網脈—矽卡巖鎢錫鉬鉍礦帶(Ⅲ)、面狀云英巖鎢錫鉬鉍礦帶(Ⅳ)4個礦帶。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦石帶礦量比為24.5%，46.7%，27.5%，1.3%。礦體頂板與大理巖漸變過渡，底板與細中粒黑云母花崗巖相接，界線清楚。其頂部多已出露地表，露頭最高逾900 m，最低露頭標高約500 m，最低埋深標高約300 m。礦床礦石基本是原生的，但在斷層上下盤的個別部位，少量礦石被輕度氧化，另外其頂部有3～15 m的表土層［6］。各礦帶礦石特點如下。

(1)大理巖錫礦石(Ⅰ礦帶)。分布在礦床上部，錫礦物以錫石為主，黃錫礦和錫的硅酸鹽礦物含量極微。錫石主要堆積在大理巖的云母、電氣石、斜長石、螢石、綠泥石及硫化物細脈中。礦化以錫為主，銅礦化次之。其礦物組成大致為:方解石55%，螢石18%，電氣石7%，磁黃鐵礦6%，石英3%，長石2%，云母約2%，黃鐵礦2%。另有少量錫石、木錫礦、黃錫礦、尼日利亞石、黃銅礦、閃鋅礦、輝銅銀礦，硫銀鉍礦、銻銀礦和鉛丹。此外還有微量的硬羥鈣鈹石、鈹珍珠云母、日光榴石、金綠寶石、塔菲石及綠柱石等鈹礦物。錫石的粒度細小，由0.01 mm到0.14 mm 不等，多數為 0.02～0.07 mm。黃銅礦粒度一般為 0.1～0.2 mm。錫的品位為 0.10%～0.28%。除回收錫石外，黃銅礦、黃鐵礦(硫)和螢石可綜合回收利用。

(2)矽卡巖鎢鉍礦石(Ⅱ礦帶)。產于大理巖錫礦石帶之下，云英巖網脈－矽卡巖鎢錫鉬鉍礦石帶之上。局部直接出露地表。這類礦石實質上就是微弱礦化的符山石－石榴石矽卡巖、石榴石矽卡巖、透輝石石榴石矽卡巖和綠簾石石榴石矽卡巖。礦石礦物主要為白鎢礦和輝鉍礦，其次有黑鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦，自然鉍和輝鉛鉍礦。脈石礦物以石榴石和螢石為主，其次有符山石、透輝石、角閃石、云母、綠簾石、綠泥石、方解石和石英。白鎢礦主要呈浸染狀，粒度一般為0.05～0.295 mm，部分達0.5～1 mm。黑鎢礦主要分布在云英質脈和石英脈之中，但由于這種脈少而小，故其含量甚微。鉍礦物主要為輝鉍礦，其次是自然鉍、輝鉛鉍礦和泡鉍礦。錫的賦存狀態與大理巖錫礦石不一樣，約有35%～48%的錫是以類質同象形式分散在各種矽卡巖礦物中，其余以錫石形式呈細小的粒狀分布于矽卡巖及其他礦脈中。鉬礦物為輝鉬礦，呈浸染狀分布在矽卡巖及各類礦脈中。螢石分布均勻，礦石中含量一般為21%左右。

(3)云英巖網脈－矽卡巖鎢錫鉬鉍礦石(Ⅲ礦帶)。以云英質為主的各類礦脈相互交截構成格子狀及不規則網狀，有時密集平行分布。單脈寬1～2 mm至40～50cm不等，多數為幾到十幾厘米。除云英質脈外，還有石榴石矽卡巖脈、符山石矽卡巖脈、黑鎢礦石英脈、長石脈、花崗質巖脈等。本類礦石品位最富，在整個礦床中，相對儲量也最大。其礦脈中的礦石礦物主要為黑鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦和輝鉍礦，多呈浸染狀或條帶狀出現。黑鎢礦礦化最強，多呈小板狀、毛發狀產出。白鎢礦或呈細粒浸染狀產出，或以交代黑鎢礦的形式出現，常分布在黑鎢礦的周圍或者呈黑鎢礦的假像。輝鉬礦主要分布在長石脈和螢石脈中。有的長石石英脈中局部還有少量綠柱石。輝鉍礦主要呈浸染狀出現在矽卡巖及各類小脈中。

(4)云英巖鎢錫鉬鉍礦石(Ⅳ礦帶)。上部主要與云英巖網脈－矽卡巖鎢錫鉬鉍礦石相連，有時可直接與矽卡巖鎢鉍礦石或大理巖錫礦石相接。其接觸界面較其它礦石類型清楚，但規模不及其它三種礦石類型大，礦石帶亦不連續。在云英巖中還常疊加有石英細脈和云英質細脈，它們往往伴隨有鎢錫礦化。云英巖鎢錫鉬鉍礦石主要分布在花崗巖體內接觸帶，其標高490～536 m。云英巖化的強弱與礦化強弱基本一致。主要有用礦物為黑鎢礦、白鎢礦、輝鉍礦及錫石等。脈石礦物主要有石英、黃玉、黑鱗云母、白云母、絹云母和螢石。白鎢礦常交代黑鎢礦。黑鎢礦與白鎢礦含量之比為1∶0.86。

2 采掘出系統的重大變化及其影響

柿竹園多金屬礦原由長沙有色冶金設計院設計，以平硐加斜坡道進行開拓，階段礦房加嗣后充填法進行開采;首采范圍僅限于Ⅲ礦帶富礦體的中心地段，上采高度為69 m，南北長315 m，東西寬312 m。以電耙出礦為主;日生產能力不到1000 t。

而近幾年來，其開采范圍垂向上從490 m擴大到558，586，610，620，630 m 等上部區域，平面上從中部擴大到西部、北部及東部，原有的三級礦量平衡也被嚴重打破;開采方法也由原有的階段礦房法為主，變為現在的崩落法為主;原礦構成由基本上開采Ⅲ礦帶富礦石，變為以Ⅲ礦帶為主，兼有部分Ⅱ礦帶和Ⅳ礦帶的礦石，并含一定的風化、氧化帶及泥水礦石，又因穿通地表，地表水也滲透其中，礦石結構也由致密塊狀和浸染狀，變化為含斷裂構造，這種礦源構成給選礦工藝帶來種種困難;原有的以電耙為主的出礦工藝，已完全不能滿足大規模供礦要求，取之以鏟運機出礦為主，鏟裝機配汽車及電耙配汽車為輔，多進路、多平面、多方式立體交叉出礦格局;隨著出礦構成的大幅變化，給選礦工藝也帶來了很大的影響，原有的選礦工藝流程已不完全適應現有的原礦變化。

3 科學配礦策略及措施

以上種種變化對柿竹園公司的采掘、出礦和選礦等各方面提出新的挑戰。但單從具體的某一方面著手又遠遠不能解決問題的全部。比如采出量滿足了，選礦指標卻不一定合乎要求，或一時的選礦指標合乎要求，下一階段的選礦指標卻不一定合乎要求，或一個選廠的選礦指標合乎要求了，其它選廠的卻不一定合乎要求。諸如此類的問題，給生產和經營帶來極不利的影響。因此，建立一套科學合理的調控機制，是迫在眉睫的緊要工作。

3.1 工作基礎和條件

現多金屬礦區連續開采方案已確定并實施，礦源分布已清楚，總的出礦系統及出礦方式也已確定，選廠規模和布局也已定型。整個采、出、選系統的基本生產條件和生產工藝已趨成熟。現最為重要的是對系統的進一步優化管理，特別是加強對配礦工作的全面質量管理工作。著重進行貧損管理，出礦控制，供礦調配3大工作。

3.2 主要工作內容

(1)收集整理現有地質資料，對各采場現有礦源和下步擬出礦源，特別是近地表Ⅱ礦帶含泥難選礦，就礦量、礦帶、地質品位、貧化程度、泥水混入情況及各類礦石的選礦性能作全面分析研究及必要的工業試驗，提交各階段出礦計劃表和三維控制出礦圖表。

(2)完善井下出礦系統，增強配礦調控能力。

(3)結合各選廠選礦工藝流程及現有礦源分布，確定各選廠最優原礦構成，根據需要調整采礦、出礦工作面，提出最優供礦方案。

(4)做好內部質檢、計量工作，及時反饋相關信息，并建立完善的信息資料管理系統，便于統計、預測和調控。

3.3 措施和方法

3.3.1 貧損管理

就科學配礦而言，貧損管理是一項最為重要的工作。該礦的技術力量相對較強，建立了基礎的VF鉆孔數據庫，地質樣品EXCLE數據庫，同時又建立了基礎地質圖件庫，地質、測量、采礦資料也全部采用了電子化管理，為技術管理提供了良好的基礎，相應的貧化、損失技術工作在內容和質量上有了較好的保證。在此基礎上，地質采礦人員便能認真分析地質礦量、設計開采礦量和存窿礦量等間接礦源和直接礦源的具體供給情況，提供準確的基礎數據，制訂出切實可行的采礦、出礦計劃方案。

另一項重要工作是地表剝土，就該礦區而言，表土剝離是解決貧化的關鍵。實施連續開采方案以后，開采工藝以崩落法為主，礦區的西北角已進行了放頂處理，井下與地表大面積貫通。地壓問題雖得到了妥善解決，隨之卻不可避免地出現了表土和泥水混入。大量的泥水對選礦將造成嚴重的后果。對此，設計中考慮了大面積的表土剝離，現多已實施，各出礦當頭、出礦點以及整個鏟礦平巷，完善了相應的排水措施。

其次，采場設計中進行可剔除夾石的避采工作;掘進中加強副產礦石的轉運管理，嚴禁將廢石倒入溜礦井。

3.3.2 出礦控制

出礦控制是進行自然配礦的重要一環，實際上是基于覆蓋巖層下放礦理論，對放礦進行系統管理和調控，使礦石進行初步混勻，并對上部覆蓋層加以保留的一種技術手段。由于屬大空區，大采場，高覆蓋層下的多漏斗放礦，重要的是建立好放礦橢球體模型，根據鄰斗松動體相交情況等量多循環放礦，使上覆界面始終保持水平下移。使礦石損失最少，將礦石貧化控制在允許范圍內。如何利用數字礦山模型對放礦進行有效管理，是值得進一步研究的重要工作。

3.3.3 供礦調配

各選廠技術人員收集整理好選礦統計資料及必要的試驗結果，做好階段性的總結分析工作，給生產技術部門提交各選廠相應的最佳入選品位和最佳原礦構成，并及時反饋相關信息。在此基礎上，依據地質、采礦及選礦部門編制的出礦計劃，就變得切實可行。各選廠的礦源組合及保障方式，鏟裝安排和主溜井的原礦分配等問題，在生產組織安排上由專人組織管理。

3.3.4 綜合管理

計劃、執行、檢查、調整，再循環這個PDCA工作方法，是保障全面質量管理順利進行的有效途徑。各部門各生產單位的協調一致和有機配合，是做好科學配礦工作的一個重要前提。礦山已加強了這方面的考核工作，基層單位加強了專門力量，總體上已進一步加大了管理力度，取得了一定實效。

4 初步效果及不足

通過前期的探索，現組織機構已具雛形，項目目標任務已經明了，實際效果令人滿意，2008年3月，當月便扭轉了選廠指標下滑局面，此后選礦回收率指標基本保持穩定。當年綜合回收率比年初計劃提高了2個百分點，比實行科學配礦前提高5個百分點以上，其經濟效益非常可觀。

但是，全局觀念仍有待加強，條塊分割、各自為陣的現象并未根除，信息管理不夠順暢也造成技術服務不能及時到位;再者，應建立專門組織機構或部門，進行專人專管，提高實效。

［1］ 盧會軍，宋長葆.淺析配礦管理［J］.黃金科學技術，2006，(1):45－47.

［2］ 金曉云，張林友，惠世和.配礦在提高某鉛鋅礦山選礦回收率中的作用［J］.資源再生，2010，(1).

［3］ 王漪靖，朱永安.金堆城不同類型礦石選礦工藝及選別方法探討［J］.中國鉬業，2002，(4):7－10.

［4］ 劉 瑋.加強礦石性質對比研究提高多個成礦區域的礦石綜合選礦回收率［J］.有色冶煉，2002，(4):130－131.

“十一五”國家科技支撐計劃(2006BAB02B05－1).

2011－01－11)

陳丙強(1968－)，男，湖南湘潭人，工程師，現從事工程咨詢地質技術工作，Email:chenbq163@163.com。