涼山礦業露天礦山礦石損失與貧化控制探討

何名聲

（涼山礦業股份有限公司， 四川 西昌市 615000）

涼山礦業露天礦山礦石損失與貧化控制探討

何名聲

（涼山礦業股份有限公司， 四川 西昌市 615000）

礦石損失和貧化是評價礦床開采的主要指標。介紹了涼山礦業股份有限公司落凼礦床地質簡況和開采概況，針對該礦床的特點，分析了開采過程中礦石損失和貧化的影響因素，并從采礦工作面推進方式、采剝技術參數優化和技術管理等方面探討了降低露天礦山礦石損失和貧化的途徑。

露天礦山；礦石損失；礦石貧化；影響因素；技術措施

1 地質簡況及開采概況

涼山礦業股份有限公司東露天采礦場1984年開始基建，1986年形成500t/d的生產能力，1992年再經擴建至1000t/d，1996年達到 1500t/d。2001年在拉拉銅礦的基礎上組建成立涼山礦業股份有限公司，通過改擴建，2008年出礦能力達到5000t/d（165萬t/a）。

1.1 地質簡況

涼山礦業股份有限公司露天礦山所采礦床主要由1～5號礦體組成（占礦區總儲量的97%），平均銅品位0.86%，礦體埋藏淺，一般呈似層狀、透鏡狀，以重疊－疊瓦式形態產出，脹縮形象明顯，分枝復合嚴重，有尖滅再現現象。礦體產狀與圍巖產狀基本一致，受巖性和層位的控制，并隨礦體褶曲彎曲。總體走向近東西或北西西，傾向南或南南西，傾角一般在20°～30°。

1.2 開采概況

根據落凼礦床地質條件等因素確定采用公路開拓、汽車運輸，以2034m總塹溝口標高為界分為山坡露天部分和凹陷露天部分，山坡露天采用外部直進式公路開拓，并采用南北山頭交替進線的布置方式。從最有利于開溝和從上盤向下盤推進的角度出發，凹陷露天部分的開拓公路，采用端部折返接下盤坑線的方案。采剝工藝為上部陡幫組合臺階剝離，下部緩幫采礦。

下部緩幫采礦時，沿礦體走向布置工作面、由南向北縱向推進，開采順序由上往下分臺階開采，臺階高度12m，工作臺階坡面角55°～70°，最小工作平臺寬度30m，安全超前距離100～150m。穿孔作業用KQ－200型潛孔鉆及YQ－200型牙輪鉆，鏟裝用4m3電鏟配推土機，運輸用32t和42t貝拉斯自卸汽車。

2 影響礦石損失和貧化的因素

涼山礦業股份有限公司露天開采過程中損失率和貧化率比較大，影響礦石損失、貧化的因素很多，歸納起來主要有以下幾個方面。

（1）礦體產狀復雜。極薄礦體和部分緩傾斜薄礦體（≤2m）無法采出造成損失，部分夾石太薄（≤3m）無法剔除造成貧化。因地質資料欠準確或礦巖界線不清，礦巖分爆線與礦巖分界線相差較大，會增大礦石損失或貧化。由于礦體不規則，在采用標準臺階作業時，一些邊角礦石無法采出而損失，一些邊角廢石無法清除、部分圍巖連同礦石一并采出造成貧化。

（2）開采技術條件。礦山開拓方式、采剝方式及采剝技術參數等是根據落凼礦區礦體埋藏較淺、礦體條數多而又相互重疊、表內外礦互相穿插、傾角緩、礦石品位中等、生產規模較大等確定的，開采過程中不可能嚴格按礦巖界線進行分爆分采，造成損失和貧化。隨著生產規模的擴大，采礦強度越來越大，采礦臺階高度逐步改為12m，這也是造成損失和貧化增大的主要原因之一。

（3）施工圖設計、生產組織、施工技術管理等。在實際工作中，由于設計中沒有充分考慮現場施工的難度，或者施工過程中未嚴格按設計施工，造成臺階高程、礦巖分爆線或分爆面誤差太大，增大了損失和貧化。由于采礦組織管理不善，將工業礦石當作廢石倒入排土場造成礦石損失，或將廢石混入礦石中造成貧化。

3 降低損失和貧化的途徑

3.1 加強基礎地質工作

加強生產探礦，結合已揭露的地質情況，綜合分析擬采礦石塊段的空間形態，以指導采礦設計。

涼山礦業股份有限公司近幾年每年投入4000 m左右的探礦工程進行加密勘探，加密到25m×30 m，有些塊段仍無法控制。這就要求根據礦山的具體情況，進一步加強地測資料的管理。為掌握礦體形態變化和開采情況，地測技術人員及時提供準確的生產地質資料。主要采取以下措施：加強臺階編錄，整理和充分利用分臺階驗收測量與地質取樣編錄資料；以采礦臺階為單位建立礦量臺帳，及時準確地掌握各個采礦臺階采出礦量、損失礦量及存窿礦量的變化情況；根據礦床地質條件和采礦方法的特點，按月份、季度對開采過程中產生的礦石損失與貧化進行計算和統計。力求獲得準確的地質資料，摸清礦體厚度、頂底板標高的情況，掌握礦體產狀變化規律，為采礦設計提供更可靠的依據，為降低損失和貧化奠定基礎。

3.2 選用合理的采礦工作面推進方式

采礦工作面推進方式對礦石損失貧化有很大影響。礦床地質條件相同，采用不同工作面推進方式，產生的礦石損失率和貧化率差異很大。以傾角30°、水平厚度25m、臺階高度12m、工作臺階坡面角60°計算，采礦工作面由礦體上盤向下盤推進（見圖1），礦石損失率和貧化率為13.84%；由礦體下盤向礦體上盤推進（見圖2），損失率和貧化率為27.91%；在礦體中沿礦體走向推進（見圖3），礦石損失率和貧化率分別18.55%和22.77%，如果考慮設備因素，開段溝最小寬度25m，此時雖然損失率較小，為9.18%，但是貧化率卻高達38.07%。當然根據礦體產狀的不同，開采損失率和貧化率會有所不同，但不管礦體產狀如何，采礦工作面由上盤向下盤推進比其它兩種方式均能有效地降低礦石損失與貧化，只是降低的幅度不同而已。所以，正確選擇工作面推進方式，也是降低損貧指標的主要手段之一，在采礦設計中應該優先考慮工作面由上盤向下盤推進的采礦方式。

圖1 由上盤向下盤推進

圖2 由下盤向上盤推進

圖3 從礦體中沿礦體走向掘開段溝

涼山礦業股份有限公司露天礦山現在由于南部剝離的滯后，在實際施工過程中偶爾還存在從礦體中掘開段溝的情況，甚至采用工作面由下盤向上盤推進，這些無疑加大了損失和貧化。近兩年施工圖設計盡量按從礦體上盤向下盤推進（如圖4所示，礦巖分爆面為AC、BD）設計，比采用由下盤向上盤推進（礦巖分爆面為AE、BF），礦石貧化和損失明顯降低。

圖4 實際推進方向與設計相反

3.3 優化采剝技術參數

采剝技術參數，如臺階高度，礦巖分爆線位置及分爆面傾角選取得合理，將會大大降低損失和貧化。如果根據礦體不同賦存狀態選取不同的臺階高度，可以大幅度降低損失和貧化；最理想的礦巖分爆線位置就是礦巖分界線；最理想的礦巖分爆面就是礦巖分界面。這時候損失和貧化都是最小的。但是實際施工過程中是不可能達到的，所以只能盡可能選擇最合理的參數。

在其他條件一定的情況下，露天開采礦石損失率和貧化率與臺階高度近似成正比，降低臺階高度可大幅度減小礦石損失與貧化。但臺階高度與其它參數也有聯系，如工作幫坡面角、工作面推進速度、礦山工程的下降速度、采礦強度、生產剝采比均衡、采礦設備型號和生產成本等。涼山礦業股份有限公司在2001年前采礦臺階高度采用6m、剝離臺階高度采用12m，隨著規模的擴大，考慮各種因素制約，現在臺階高度統一為12m。

設計院設計的臺階坡面角是55°～70°，但是到底是用55°還是用70°或者之間的某個角度，這就需要在實際生產中研究。多年實踐和測量數據表明，露天礦山工作臺階坡面角接近60°。用70°圈定的礦巖分爆線和分爆面是不合適的，無形中增大了損失和貧化。按70°圈定礦體，按照貧損各半的原則，礦巖分爆面為AB、CD（見圖5），理論損失率和貧化率均為16.49%，但是實際施工的臺階坡面角為60°（小于理論值70°），礦巖分爆面為AE、DF，實際貧化率和損失率比理論值稍小，為14.35%。現在設計中按60°對礦體進行圈定，設計和實際的礦巖分爆面均為GH、JI，則實際損失率和貧化率就更小，為13.84%。

圖5 不同臺階坡面角的礦巖分爆面示意

3.4 加強現場施工管理，提高操作人員操作水平

生產單位要嚴格按照設計施工，并進行嚴格的技術監督指導，防止因臺階高程誤差造成不必要的損失和貧化。

在施工到礦體頂底板時，采礦技術人員利用地質資料對穿孔、爆破進行指導，控制穿孔方向（潛孔鉆可穿斜孔）和礦巖拋擲方向；地質技術人員充分利用潛孔鉆（牙輪鉆）穿孔取得的礦粉進行取樣化驗，進一步弄清礦體賦存情況；爆破后，地質、采礦技術人員依據鉆孔取樣結果和臺階編錄資料對爆堆進行認真觀察，繪制工作面草圖，標出礦巖分界線，為采礦過程中降低礦石損失貧化提供技術保障。

加強對操作人員的教育培訓，提高其操作水平，使他們具備識別礦巖的能力。加強采礦作業的技術組織管理，力求做到不讓采下的礦石遺留在采場，盡可能剔除廢石三角。當大型機械化作業難以達到目的時，可以臨時改用小型機械和采用人工撿礦撿廢等輔助措施。加強對各個生產環節的指導與管理，做到“清幫到位，采礦到邊，剔除夾石，減少廢石混入”。

4 結 論

近幾年來，通過合理選擇采礦工作面推進方式、采剝技術參數優化和加強技術管理等，涼山礦業露天礦山開采過程中損失率和貧化率逐年有所降低。2008年損失率9.04%，貧化率9.68%；2009年損失率8.71%，貧化率9.53%；2010年損失率8.65%，貧化率9.32%。

降低礦石損失和貧化是礦床開采過程中永恒的主題。礦山企業要根據自身礦體的特點，選擇合理的開拓方式和開采方法，以最大限度地降低礦石損失和貧化。當然，也不能僅以損失率和貧化率指標數值的大小來判定礦山生產管理的優劣。礦石損失率往往隨礦石貧化率的增加而降低，隨礦石貧化率的降低而增加。在生產實踐中，要從效益最大化和金屬礦產資源的綜合利用等方面綜合考慮，經濟合理地劃定損失和貧化指標。

涼山礦業股份有限公司露天礦山目前損失和貧化都較大，還有降低的空間，所以應當把降低礦石損失、貧化作為改進礦山工作及提高經濟效益的重要環節，結合礦山自身特點，從加強基礎地質工作、采用先進開采技術、優化采剝技術參數和加強科學管理等方面開展工作，將礦石損失和貧化控制在經濟合理的盡可能小的范圍之內。

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2011－12－16）

何名聲（1977－），男，湖南永興人，工程師，從事采礦技術管理工作。