多厚度局部富集礦脈精細化回采方案研究

蘇 丹 楊紅軍 吳和平

（1.湖南辰州礦業有限責任公司；2.鑫達金銀開發中心有限責任公司）

我國是世界第一人口大國，物產豐富，地大物博，礦產資源種類多并且分布廣泛，但人均占有量卻居于較低水平［1］。礦產資源的勘探、開發和利用是國民經濟發展的重要基礎產業，隨著國民經濟的快速發展，對礦產資源的需求日益增加［2］。薄礦脈在我國的礦產資源中占有很大比重，具有較大經濟價值［3］。目前因為開采技術的限制，對薄礦脈的開采經驗還存在一定的不足，如果開采方法不恰當，往往會造成較大的貧化損失問題。為了更好地利用礦產資源，對于特殊礦脈的開采，降低其開采過程中礦石的貧化損失率意義重大［4］。某礦對多厚度局部富集礦脈的開采中，根據精細生產的原理［5］，結合礦山開采的技術條件，從各個環節入手，對整個開采過程進行多維度精細化管理，有效控制礦石的貧化損失。

1 礦山開采條件

某礦的主要回采區域有V3礦脈群和V7礦脈群，其中V3 礦脈群有3 條主要礦體，其走向長度為120～150 m，傾斜長度為45～60 m，平均傾角27°。礦脈為銻砂型高品位易粉碎礦體，頂板圍巖不穩固。平均脈幅在0.85 m，其以中間部位礦脈最厚、品位最高，往南北兩翼開始變薄至尖滅，屬于緩傾斜的極薄礦脈。V7 礦脈群有3 條主要礦體，走向長度100～300 m，傾斜長度40～70 m，平均傾角26°，頂板圍巖較穩固。該礦脈群網脈礦體發育，脈幅一般達到2～8 m，局部金銻礦化富集，主要集中在礦體軸部和一些節理脈中，屬于緩傾斜的薄至中厚礦脈。礦區主產金屬為Au，其它金屬產品也包括Sb 和WO3。其平均品位分布如表1所示。

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目前某礦的采礦方法為豎分條廢石膠結充填法、點柱法、變形留礦法等，其中廢石膠結充填法占主導地位，點柱法在今后深部采礦中所占比例會逐漸提升。這些采礦方式都是粗放式開采，礦石只要達到回采品位均一次落礦、統一出礦。該作業方式在回采過程中產生的礦石貧化及損失較大，高品位礦石采場施工時損失現象在以下幾個方面尤為突出：①采場的日常灑水噴霧及裂隙流水對高品位礦石沖洗造成金屬量流失；②放斗過程中損失；③采場清掃不徹底造成的礦石損失；④礦石經過多次轉運所造成的損失。針對上述采礦方法存在的礦石貧化及損失問題，根據精細化采礦理念，對開采工藝進行優化，從而提高開采效率。

2 礦石貧化及損失分析

礦石開采中因為工藝本身的原因，開采出的礦石往往會混入廢石，使礦石的品位和質量下降，造成礦石的貧化［6］。某礦的礦石貧化原因主要有以下幾條：①在開采極薄—薄礦脈時，為了形成采礦工作所必需的回采空間，往往需要剝離一部分圍巖，圍巖混入導致礦石貧化；②采掘深度達到千米，頂板及兩幫圍巖不穩固，局部的冒頂片幫增加了礦石貧化率；③礦體具有局部富集的特點，使用常規的回采方案，高品位與低品位礦石相互摻雜，高品位礦石被低品位礦石貧化，造成富礦貧化損失。

礦產資源開采過程中，由于多種因素導致地質儲量損失，礦石未能全部采出而造成礦石損失，或者因為生產工藝問題，在礦石運出過程中會產生損失［7］。整個采礦過程是一個多過程的工程活動，是一個復雜的系統過程［8］，每個環節的不合理運作都會影響到工程整體的效益。某礦礦石損失的原因有2種，一是礦石易粉碎，在運輸過程中容易造成礦石的損失；二是隨著開采深度不斷增加，在采場內為了維持采場的穩定，需要預留礦柱，當礦柱無法回收時會造成礦石損失。

3 回采方案優化

3.1 多維度優化路線

回采方案精細化優化的角度如下。①根據不同的礦脈厚度，將礦脈精細化劃分，采用不同的采礦方法，在滿足必要回采空間的同時，盡可能降低采切比，減少礦石的貧化；②由于礦石富集情況特殊，為防止富礦與貧礦混集，使富礦的品位下降，采用采出分離的方式來進行回采；③根據采場的實際開采條件，如地壓大小、圍巖的穩定性來決定是否預留礦柱以及預留礦柱的大小，減少礦石損失；④分區域對采場頂板進行安全評價，采用合適的支護方式，避免頂板冒落，防止圍巖與礦石混合造成礦石貧化；⑤對出礦以及礦石運輸過程進行精細化排查，在容易造成礦石損失的環節采取相應的應對方案。

3.2 采礦方法優化

3.2.1 分采分出豎分條廢石（膠結）充填采礦法

對于脈幅為極薄、礦石與圍巖分界線明顯、易識別分離的礦脈，使用分采分出豎分條廢石（膠結）充填采礦法進行回采，采礦方法如圖1所示。

針對此類礦脈，由于其礦脈為極薄礦脈，極薄礦脈開采往往需要剝離較多的圍巖以得到足夠的工作空間［9］。單開采礦石無法滿足回采空間的需求，但是此類礦脈礦石圍巖界限明顯，易于區別，故可以采用分爆分出的方式，降低礦石的采下貧化率和出礦貧化率?；夭晒に嚵鞒蹋罕媳P礦石→出礦→清掃已采區域→爆下盤廢石→出廢石→清掃已采區域→護頂→下個回采流程。

3.2.2 豎分條T型落礦廢石（膠結）充填采礦法

對于頂板圍巖穩固，礦石圍巖分界明顯且容易識別分離的薄礦脈，采用豎分條T型落礦廢石（膠結）充填采礦法進行回采，采礦方法如圖2所示。

針對此類礦脈，將下部的圍巖留下，對采場的地壓進行控制，可以避免留設礦柱造成的礦石損失。在回采空間形成后，根據采場頂板的穩定性來采取合適的支護方式，避免在出礦過程中圍巖冒落造成礦石貧化?；夭晒に嚵鞒虨榇嘶夭晒に嚨暮诵氖翘炀蜻M過程中將礦脈置于天井頂板下沿，從上往下退采兩側，嚴格控制炮孔布置，下部圍巖留作保留層，避免不必要的貧化。天井內采用錨網護頂，兩側空區采用木支撐護頂或不護頂。其采礦基本流程：爆礦石→出礦→護頂→清掃已采空區→下個回采流程。每次退采不宜超過10 m，退采跨度不超過4 m，依次回采至采場結束。

3.2.3 人工揀礦削壁充填法

對于礦體、圍巖不穩固，礦脈與圍巖接觸明顯、容易分離，礦體厚度為0.1～0.7 m 的礦脈，使用人工揀礦削壁充填法進行回采，采礦方法如圖3所示。

此類礦脈厚度極小，對于該類脈幅礦體采用人工揀礦削壁充填法回采。采場只爆破廢石以便充填，礦石通過近礦炮將其震落或用撬棍撬落，再通過人工采場分揀礦石?；夭晒に嚵鞒蹋罕瑥U石→廢石揀邊充填→采場分揀振落或單獨撬落礦石→出礦→清掃已采區域→下個回采流程。

3.3 采礦過程優化

精細化開采主要涉及地質、采礦、區段及運輸四個部門，各部門的工作流程為地質部門提供賦存高品位礦石的礦塊、采礦組根據地質提供的高品位礦石賦存條件設計具體的采礦流程、區段根據設計要求施工、運輸工段負責塊礦運至地表。

（1）礦柱回收可以有效提高資源的利用率［10］，對于貴金屬礦山來說更有必要。對回采后的采場空間進行穩定性評價，判斷采場內部的礦柱是否能夠進行回收處理，如果評價為安全、可回收，再根據現場的情況制定礦柱回采方案。

（2）礦山增加粉礦回收環節，減少礦石的損失［11］。金、銻等礦石易粉碎流失，需要在出礦和運輸線路中尋找礦石損失環節，增加回收環節進行礦石回收。根據礦石流失特點，建立1條獨立的礦石回收運輸線，盡可能避免精細化資源回收對現有提升系統產生影響，同時也要避免在轉運提升系統中產生二次損失。

（3）礦山適當加大采礦成本投入，制定人工分揀、出礦的單獨計件管理及實施辦法，同時建立礦石回收獎勵制度，提高作業人員對資源回收的積極性和主動性。

（4）改進原生產組織管理模式，加大對精細化資源回收的管理力度，同時通過合理調配，確保坑口生產作業計劃不受影響。

3.4 優化成果

根據幾個采場的實踐效果來看，相對于傳統的采礦工藝，盡管出礦效率有所下降，但是其他主要經濟指標均得到了優化，采下貧化率、出礦貧化率、總損失率都得到了降低，如表2所示。

在出礦和礦石運輸環節也實施精細化管理，包括運輸線路上的粉礦回收、礦車底部堆積的粉礦回收以及采場中被水沖洗而沉積于平巷、水溝、水倉中而形成泥礦的回收。2016 年開始實施泥礦、粉礦的精細化資源回收后，全年完成泥礦、粉礦出井320 t。

4 結 語

從回采活動的各個環節出發，對傳統回采方案進行貧化損失分析，提出了適合采區特殊礦脈的一系列多維度精細化回采方案；同時，在礦山生產及轉運的各環節建立精細化資源回收制度，取得巨大的資源回收效益。

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