銅山口銅礦露采降低礦石損失率的精細化管理

朱先艷

銅山口銅礦露采降低礦石損失率的精細化管理

朱先艷

(大冶有色金屬有限責任公司銅山口銅礦，湖北 黃石市 435122)

銅山口銅礦礦石損失居高不下，為了解決該問題，結合礦山生產實際，通過技術改造，強化現場施工組織管理，開展了礦產資源綜合利用和節約等精細化管理措施，使礦石損失率降低至4.41%，延長礦山服務年限1.06 a，提高了礦山經濟效益和社會效益，保護了生態環境，為礦山可持續性發展提供了資源保障。

礦石損失率;可持續性;精細化;生態環境;服務年限

0 引 言

銅山口銅礦是大冶有色金屬集團公司主要生產銅精礦產品礦山之一，1958年開始籌建露天開采，1979年露天完成基建剝離，于1984年上半年正式投產，現已開采超過30 a。經歷了小露天、Ⅱ號礦體北擴、深部工程等3個時期，礦山露天開采設計采選生產規模990 kt/a，選廠經過多次磨浮設備更新改造后，現采選綜合能力為1300 kt/a，生產礦山銅6300 t/a?，F供礦以露天北擴開采為主，深部工程基建已接近尾聲。露天開采對象是Ⅰ號、Ⅱ號礦體。露天開采采用汽車開拓運輸，自上而下組合臺階開采[1]，深孔爆破作業。

銅山口銅礦露采資源是有限的，但礦石損失量卻很大，僅2013年損失礦石78.9 kt。根據大冶有色設計研究院有限責任公司提供的2013年底銅山口銅礦露天境界內可采礦量為9502 kt，銅金屬量為49918.8 t(包括低品位礦石)。按實際采選綜合能力1300 kt/a計算，礦山服務年限只有7 a多時間。為了礦山可持續發展，降低礦石損失率，避免有限資源浪費，從2013年開始，銅山口銅礦采取一系列降低礦石損失的精細化管理，明顯降低了礦石損失率（見表1），最大限度利用了有限寶貴礦產資源，延長了礦山生產服務年限，提高了礦山企業經濟效益和社會效益，保護了生態環境。

1 礦石損失產生源頭

在礦床開采過程中，由于各種原因（地質條件復雜、采礦方法不當和運輸問題等）造成一部分工業儲量未能采出以及采下未能全部運出而損失于露天坑或井下，稱之為礦石損失[2]。

表1 銅山口銅礦2013～2018年露天開采實際綜合地質品位與礦石損失率

1.1 礦石損失分類

（1）按開采性質分為：開采損失和非開采損失，開采損失又分為：采下損失和未采下損失[2]。

（2）按損失合理性分為：合理損失和不合理損失[2]。

（3）按生產階段不同分為：開拓、采準、切割、采場回采、礦柱回采損失。

（4）按采礦方法及其生產工藝不同分為：崩礦（一次）損失、出礦（二次）損失。

（5）按損失性質分為：不可避免損失與可避免損失[3]。

按開采性質中的開采損失來分析銅山口銅礦露天產生礦石損失源頭，采取精細化管理措施。

1.2 礦石采下損失

（1）因礦巖分區分穿分爆措施不當，混入廢石造成礦石損失；

（2）層間礦、夾石等接觸帶附近圍巖在開采時大量混入礦石，廢石混入率超標，使這部分礦石不能被利用造成礦石損失；

（3）處理根底爆破時，礦石飛入圍巖范圍內造成礦石損失；

（4）裝礦時將極少部分礦石裝入廢石造成礦石損失；

（5）運輸途中拋灑下礦石造成礦石損失；

（6）低品位礦石直接當廢石造成礦石損失；

（7）穿孔前平場時，將采下礦石墊在未剝離廢石平臺上造成礦石損失。

1.3 礦石未采下損失

（1）因實際礦體出現延伸不在露天開采設計境界內而不能開采的造成礦石損失；

（2）開采時出現滑坡等地質災害而不能開采的造成礦石損失。

2 降低礦石損失率精細化管理

經過效益測算，降低礦石損失的同時可以增加礦山的利潤，延長礦山服務年限。根據現采選綜合能力為1300 kt/a，Cu綜合地質品位0.58%，Cu回收率84%，礦山Cu按大冶有色內部價3.7萬元/t；Ag地質品位4.4 g/t，Ag回收率35%，礦山Ag 按大冶有色內部價2300元/kg。計算礦石損失率下降1%，能多回收礦山Cu 63.336 t，多回收礦山Ag 20.02 kg，在成本不變情況下，能增加利潤238.95萬元；降低礦石損失意味多采出礦石，減少了單位礦石基建成本，延長了礦山服務年限。

礦石資源損失嚴重污染礦山企業內部和周圍外部環境。有品位礦石當作廢石運到露天排土場經風吹雨淋，風化氧化溶析流入河流湖泊和浸入地下，污染工業和民用水源[4]，直接威脅周圍農田作物和河、湖、池塘生物，影響了山坡植被的生長，破壞生態環境。

因此在礦山開采中最大限度降低礦石損失率，是銅山口銅礦行之有效的舉措之一。

（1）建全礦石損失管理制度體系是降低礦石損失率的基礎工作。礦技術中心、露采車間技術人員既分工又合作履行各自職責。從2014年初，技術中心建立月度儲量臺帳、礦石損失率臺帳、規定計算方法、提供地質平面圖等基礎資料，技術中心負責制定礦石損失管理制度、實施方案、流程、監督分析執行情況和考核績效，露采車間技術人員現場跟蹤和收集礦石損失信息，并反饋到技術中心。

（2）合理布置生產探礦工程，提高炮粉取樣精度，是降低礦石損失率的關鍵工作。YZ-35型牙輪鉆、A7型潛孔鉆是銅山口銅礦生產探礦主要設備。Ⅱ號礦體分支復合、尖滅再現[4]較多，生產探礦布置合理，生產礦量計算準確，為編制季度月度生產作業計劃、礦石質量和儲量平衡管理提供可靠地質資料[3]。生產探礦設計時，厚大礦體用YZ-35型牙輪鉆探礦，網度(10～12.5) m×25 m；兩端尖滅礦體且厚度≤8 m時，用A7型潛孔鉆單孔探礦，間距10～25 m。一般間隔全炮孔十字取樣，每個炮粉重量≥2 kg；當分支、夾石均多時，夾石高度≤2 m時，有礦段連同中間夾石炮粉只取一個樣；夾石高度＞2 m時，分二個取樣，并做好礦段高度記錄，每個炮粉重量≥1.5 kg。根據炮粉取樣化驗結果，在每個平臺地質平面圖上二次圈定礦體，利用礦山軟件，摸清臺階礦體產狀、走向、傾向、傾角、厚度，計算塊段品位、礦量，指導現場生產技術服務，編制生產作業計劃和爆破設計的依據。

（3）礦巖接觸帶上實行分穿分爆分鏟分裝分運[5]是實施降低礦石損失率精細化管理具體措施。根據二次圈定地質平面圖，在穿孔前分區插旗劃出礦巖界線，確定開采礦石范圍，便于現場按分爆設計布孔穿孔爆破。當開采到礦體上下盤邊界或≥夾石剔除厚度2 m時，若礦體傾角10°～55°，兩者采用A7型潛孔鉆穿孔爆破；若礦體傾角≥55°或近似水平時，牙輪鉆穿孔爆破。采用孔內微差逐孔松動爆破[5]，為有效控制爆破地震、空氣沖擊波、飛石等危害，一次爆破牙輪鉆≤9孔，潛孔鉆≤16孔。礦巖接觸帶上禁止發生礦廢混爆現象，避免礦石混入廢石或大量廢石混入礦石而造成礦石損失。在爆堆現場上露采車間技術人員插旗分出礦廢分界線，鏟裝時盡量減少礦石混裝廢石中。合理現場施工組織管理是降低礦石損失率重中之重環節[6]。

（4）平場和汽車運輸途中，盡量避免礦石損失。穿孔前平場時，電鏟、推土機司機不能將礦石平場在未爆圍巖臺階上，亦不能用礦石鋪路；防止運輸途中上坡拋灑下礦石，鏟裝礦石時，運輸汽車裝載系數≤85%，以免造成礦石損失。

（5）破坡回采礦石，廢石回填。因實際礦體出現少量延伸不在露天開采設計境界內而不能開采的，為了減少礦石損失，在確保臺階邊坡穩定條件下，編制回采方案，采取減震光面預裂控制爆破回采礦石，礦石回采后用大理巖回填，壓實。+26 m、+14 m臺階累計回采礦石53 kt。

（6）建設超低品位礦石堆場，開展礦產綜合利用，節約礦產資源。超低品位礦石主要綜合品位在表外礦以下0.2～0.3%廢石，2015年為了實現超低品位礦石變廢為寶，高效回收利用，在露天采場內非生產區域+14 m平臺建設超低品位礦石堆場。該堆場面積5500 m2，高約12 m，堆至+26 m平臺的標高，堆放礦石約195 kt，作為高品位礦石配礦調節。2015～2017年銅山口銅礦為大冶市礦產資源節約與綜合利用示范項目企業之一，累計實際完成綜合利用低品位礦石1354.8 kt；礦山銅2877.37 t，實現銷售收入約8915.78萬元。加強副產品銀回收，共回收礦山銀5856.77 kg，實現銷售收入約1347.055萬元。3年總計實現銷售收入約10562.835萬元，實現利潤1892.115萬元；能延長礦山服務年限1.04 a。

3 結 論

礦石損失率是礦山生產主要技術經濟指標之一。降低礦石損失率，就是避免有限資源浪費，合理合規開發、節約與有效綜合利用有限礦產資源，延長礦山生產服務年限，提高礦山經濟效益和社會效益，保護了周圍生態環境，為礦山可持續性發展提供了資源保障[7]。2014年初至今銅山口銅礦采取降低礦石損失率精細化管理后，按表1，2014～ 2018年礦石損失率與2013年分別降低0.15%、0.31%、0.43%、0.47%、0.49%，按當年實際露采生產能力計算，共計多回收礦石22.22 kt；增加礦山銅105.12 t；增加礦山銀33.75 kg；按大冶有色內部計價，累計增加產值396.71萬元，給企業創造一定經濟效益?；厥盏V石22.22 kt，加上實際完成綜合利用低品位礦石1354.8 kt，總計利用礦石1377.02 kt；按實際采選綜合能力1300 kt/a，可延長礦山生產服務1.06 a。特別是資源枯竭的老礦山企業，降低礦石損失率尤為重要。

[1] 王運敏.現代采礦手冊[M].北京:冶金工業出版社,2012:103-104.

[2] 中國冶金礦山企業協會編.冶金礦山地質技術管理手冊[M].北京:冶金工業出版社,2008:162-163.

[3] 楊言辰,葉松青,王建新,等.礦山地質學[M].北京:地質出版社,2009: 71-72+108-110.

[4] 解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京:冶金工業出版社,2014:16-18.

[5] 余圣華.逐孔爆破技術在銅山口礦露天臺階爆破中應用[J].采礦技術,2015,15(4):91-93.

[6] 李奔騰.河南省鋁土礦地下開采降低損失貧化的措施和方法[J].采礦技術,2018,18(5):4-7.

[7] 孫祺年.降低采礦損失率和貧化率的研究與實踐[J] .采礦技術, 2009,9(3):7-9+18.

(2019-02-28)

朱先艷(1966—)，男，湖北仙桃人，高級工程師，采礦工程專業，主要從事金屬礦山開采技術管理工作，Email: 781630808@qq.com。