露天采場配礦技術在管理中的應用

侯艷濤

摘 要： 露天采場配礦管理技術方法。若能合理應用，可提高入選礦石的均勻性、穩定性，降低入選品位的波動程度，提高產品質量、降低生產成本和穩定工藝指標，從而達到充分利用不可再生礦產資源之目的。紫金山金礦采用配礦技術組織礦石生產，控制礦石質量，取得良好效果，實現了礦山的持續生產與不斷發展。這是紫金山金礦21世紀初期的管理情況，現在把當年的技術經驗總結出來，以饗讀者。

關鍵詞： 紫金山金礦； 礦石質量； 采場配礦； 生產管理

前言

紫金山金礦床是我國一座特大型低品位氧化礦床，地處福建西部，經過多年不斷地開發和研究，在采、選、冶方面有重大進步和創新。在21世紀初期的2000年采礦工藝從地下開采轉變成全面露天開采，并在黃金礦山中率先采用先進的高陡幫開采技術，現已形成一套與大型生產規模相配套的開拓運輸系統和采剝工藝，入選品位從原設計的3.8×10-6降至0.3×10-6左右，采選規模和黃金產量一躍成為全國同類礦山之首。2004年生產能力1600萬t/a，產金超過10t。2003年，紫金山金礦“含金固體廢棄物”的綜合開發利用工程啟用后，根據生產的需要設立了3個選礦廠。因各選礦廠的選礦工藝流程不同，對礦石的質量要求也不同，而提高礦產品質量關鍵在于控制礦石品位及雜質等指標的穩定性。紫金山金礦在生產過程中通過應用配礦技術控制金礦石質量，取得良好效果。

1. 地質概況

紫金山金礦床屬高硫淺成低溫熱泉氧化礦床，主要發育于北西向構造—隱爆角礫巖密集帶及其上下碎裂花崗巖構造破碎帶中。金礦體產于蝕變花崗巖及穿插于其中的隱爆角礫巖、構造碎屑巖、英安玢巖脈內，位于潛水面以上的氧化帶中，礦體與圍巖之間沒有明顯分界線，工業礦體靠系統采樣化驗圈定。

紫金山金礦礦石的化學成分簡單，以SiO2為主，含量一般均在90%以上，其次為Fe2O3、Al2O3，其它組分含量甚微，其礦石多元素分析見表1[1]。

礦石中主要有益組分為金，金礦物為自然金，主要賦存于孔隙、裂隙中，賦存狀態以裂隙金為主，占77%；晶隙金占15%，包體金占8%，伴生有害組分含量極低。金含量一般為0.5～8×10-6。紫金山金礦的采場高差大、品位懸殊，從各個中段平硐、露采平臺的資料對比可見，在910m～670m標高之間具有明顯的富集趨勢，不僅品位高，而且儲量也大，自上而下品位呈跳躍式。670m～600m標高，金含量自上而下有逐漸降低趨勢。910m～1138m標高，金含量自下而上則呈跳躍式緩慢降低。

2. 紫金山金礦的采選工藝

紫金山金礦屬高山型礦床，采用國際上先進的開采工藝技術—陡幫開采，[2]經過多年來不斷的開發和拓展，露天采場現已形成了772m以上為山坡露天，最高標高1050m，垂直高差達278m；772m以下為凹陷露天，設計坑底標高616m，垂直高差為166m。露天開采工藝穿孔設備孔徑Ф165mm的潛孔鉆機，孔網參數6m×5m，用粒狀銨油炸藥爆破，非電導爆管系統起爆。鏟裝用PC400、VOVAL360等挖掘機承擔，采場內用汽車運輸，噸位20t～60t。

由于紫金山金礦礦石品位低，具有氧化程度高、雜質少等的特點，屬易浸易選礦石。目前紫金山金礦有3個選礦廠，第一選礦廠和第二選礦廠處理原礦石品位在0.5×10-6以上，采用兩段開路破碎、一次篩分、洗礦和兩次分級預處理礦石后進行重選、細粒炭浸、粗粒堆浸的聯合工藝；第三選礦廠是一個固體廢棄物綜合利用與環境治理系統工程，處理品位為0.3～0.5×10-6的礦石，采用不破碎，直接篩分洗礦、重選、分級后細粒炭浸、粗粒堆浸工藝。

3. 礦石品位指標的確定

臨界品位指標確定是配礦過程中一項必不可少的程序，其方法很多，而該礦采用的是價格法。它是根據從礦石中提取單位最終產品的生產成本不超過該產品銷售價格的原則來確定工業品位的方法。現以價格法來分析。

3.1 噸礦臨界品位的公式推導

F總=F采+F選+F冶+F綜 （1）

式中：F總-礦石的總成本，元/t；

F采-采礦成本，元/t；

F選-選礦成本，元/t；

F冶-冶煉成本，元/t；

F綜-礦山企業的綜合管理成本，元/t。

F總=C臨ε選ε冶（1-r）k （2）

式中：C臨-礦石的品位，×10-6；

ε選-選礦綜合回收率，%；

ε冶-冶煉回收率，%；

r-開采貧化率，%；

k-黃金當前價格，元/g。

3.2 噸礦臨界品位的計算

以2003年為例，經濟技術參數如下：

選礦回收率ε選=80.4%；冶煉回收率ε冶=97%；采礦貧化率r=19.3%；黃金價格k=98元/g；處理1t礦石的總成本F總=38.49元/t，根據上述公式計算可得C臨=0.624g/t。

2003年，紫金山礦床的臨界品位C臨為0.624g/t，實際上，臨界品位指標是動態的，隨各選礦廠的回收率、生產成本不一樣及市場黃金價格等技術經濟指標的變化而變化。2005年，紫金山金礦根據生產過程中的各項技術經濟指標，確定第一選礦廠和第二選礦廠供礦的臨界品位指標為0.5×10-6，第三選礦廠處理的礦石品位指標為0.3～0.5×10-6。

3.3 配礦后平均品位的計算公式

采礦管理人員根據各選礦廠的品位指標要求，對各出礦點礦石品位進行配比計算，公式如下：

配礦后的平均品位：

C平=∑Ci×Qi/∑Qi （3）

式中：C平-配礦后的平均品位，×10-6；

Ci-各出礦點礦點的品位，×10-6；

Qi-各出礦點礦點的礦量，t。

3.4 出礦品位要求

C出=C平≥C臨

4. 配礦技術的應用

4.1 配礦要求及模型

及時準確地提供各出礦點及各選礦廠的品位和礦量需求信息，當實際出礦品位高于選礦廠的品位指標要求時，要配入低品位礦石，相反，配入高品位礦石。[3]

配礦模型。采用按比例要求同時混入法，根據選礦廠要求的品位和礦量及出礦點實際的高、低品位數量按式（3）計算，現以兩個出礦點為例計算其配礦比K：

K=（C1-C出）/（C出-C2） （4）

式中：C1-出礦點1#的平均品位，×10-6；

C2-出礦點2#的平均品位，×10-6。

例：二選礦廠要求的品位指標是0.5g/t，而856平臺出礦點1#的品位0.86g/t，844平臺出礦點2#的品位0.35g/t，其高、低品位礦石的配礦比K=2.4，即每入堆礦石出1車856平臺礦石，要入堆844平臺2.4車礦石。

4.2 配礦的管理

采場配礦要以礦石的各主要組分的分析結果為依據，包括出礦點的計劃、運輸組織、出礦點的出礦管理等環節。

4.2.1 出礦點的計劃

地質人員應用最新生產勘探資料、地質勘探資料重新進行儲量計算，綜合研究礦體賦存規律，根據采礦車間提供的穿爆區域，按公司下達的品位要求進行圈定礦體，現場劃分界線，提供IDS操作系統所繪制的礦塊品位投影總圖給采礦車間，有計劃地組織生產，在有條件的地方盡量安排分穿分爆，為配礦提供更準確的資料。

礦山配礦前要通過爆破鉆孔超前取樣，通過分析等手段弄清礦塊分布和出礦點礦石的種類、品位及有害雜質等指標，并根據各鉆孔品位與其地質構造、形態、厚度等地質資料繪制成出礦點品位布置圖，把圖反饋給采礦車間進行生產組織。

提高穿孔爆破質量，減少因采挖高度變化引起的供礦點品位誤差。爆破后由測量人員進行實測，在出礦點上用明顯標識（用小紅旗和小綠旗，插入出礦點）圈出各單元礦塊的界限。

4.2.2 配礦的運輸組織

采場配礦關鍵在于礦石生產過程中的運輸組織。實質是通過控制出礦點的產量來調整出礦品位，根據紫金山各選礦廠實際情況，結合采場運輸成本控制要求，其礦巖的運輸路線（見表2所示）。

4.2.3 出礦點的管理

（1）通過礦石出礦管理來控制礦石的質量。采礦車間根據所掌握的出礦點資料并結合回采順序、采掘、工作平臺寬度、鏟裝線長度等開采條件制定配礦計劃或方案，安排相應的鏟裝設備、鏟裝方向和順序、礦石去向、運輸線路等內容。

（2）掌握出礦點的質量指標，確保采裝質量，紫金山金礦采用固定配比調車配礦，即根據礦塊資料和現場經驗判斷相結合取值，計算配比值，分別向各出礦點的挖掘機派車。鏟裝作業人員根據要求進行鏟裝，輸出礦石必須達到產品質量標準，采裝過程中如目估礦石品位與預期品位有較大的差異應及時反饋。

（3）在礦石運輸過程中，運礦司機嚴格執行指令，出礦車輛掛牌作業，且內容與實際相符，嚴禁竄平臺或竄堆場作業，并按不同品級和配礦要求的指定地點分別進行卸礦。

（4）對于出礦點中的大塊用鉤機挑出后集中堆置，若是低品位大塊，則安排排棄，對于高品位的大塊，則進行二次破碎，其破碎方式有鑿巖爆破或液壓碎石機破碎兩種。

（5）各選礦廠要密切配合，根據入選品位和粉泥礦比例及時反饋相關信息等。[4]

6. 結語

紫金山金礦通過礦石的合理調度與配比，礦石的配比符合性大大提高，礦石的入選粒度、品位波動極值大幅下降，礦石合格率達到90%以上，主要體現在溜井運行順利，不易堵塞；選礦炭浸工藝的泥漿濃度降低；在不增加選礦處理量的情況下，滿足了選礦廠對高品位礦石的要求，并消化了現場許多的低品位礦石及粉礦，實現了采場各平臺的均衡下降等。

配礦是一項細致復雜的工作，配礦目的是控制礦石質量的均勻性和穩定性。雖然紫金山配礦技術取得了良好的效果，但礦塊鉆孔取樣的代表性和礦層比較復雜的礦段實行分爆分采等方面還應該進一步改進和完善。

總之，配礦是一個不斷實踐的過程，每個露天礦山應根據自身特點，對影響配礦效果的諸多因素逐一進行分析，并找出關鍵性因素，然后采取相應的技術措施，才能制定出更加嚴格、周密的配礦方案，確保礦山的持續穩定健康發展。

參考文獻：

[1] 福建紫金礦業集團股份有限公司編.福建省上杭縣紫金山銅金礦區西北礦段金礦地質勘探報告[R].福建省上杭縣，2000.

[2] 福建紫金礦業集團有限公司.紫金山露天采場陡幫開采工藝的研究與應用[R].福建上杭，科技成果鑒定資料，2003.11.

[3] 陳景河.從礦床地質向經濟地質的跨越[J].黃金經濟地質，1999年4月：18～20.

[4] 李逢瑞，孔凡瓊·紫金山金礦露天開采境界與資源利用方案綜述[R].內部文獻，福建省上杭縣，2005.

[5] 尚東匯，溫強.淺談鄂爾多斯煤炭資源利用及存在的問題[J].西部資源，2014（1）.