裕新多金屬礦基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案研究

白春暉

(湖南瑤崗仙礦業(yè)有限責(zé)任公司， 湖南 郴州市 410001)

0 引言

為實(shí)現(xiàn)瑤崗仙鎢礦礦區(qū)及周邊社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)建設(shè)的裕新多金屬礦作為瑤崗仙鎢礦今后發(fā)展的接替礦山，被列為市重點(diǎn)建設(shè)開發(fā)項(xiàng)目。但在 2014年選礦廠基本建設(shè)完成后，因征地費(fèi)用大幅度超投資，瑤崗仙鎢礦出現(xiàn)資金問題，導(dǎo)致該項(xiàng)目停建，企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，且已建成的選礦廠無礦可選。同時(shí)裕新多金屬礦在原基建剝離設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中存在以下難題：①瑤崗仙鎢礦資源好、開采條件簡單，但林地征用手續(xù)因種種原因辦理難；②原露天基建施工圖設(shè)計(jì)僅僅考慮自上而下進(jìn)行開采，基建剝離以巖土為主，幾乎無原生礦采出，不能滿足選礦廠試生產(chǎn)需要；③初期氧化礦泥化嚴(yán)重，已建選廠難以回收，且難以找到合適的、足夠大的堆場(chǎng)堆存氧化礦；④瑤崗仙鎢礦當(dāng)前現(xiàn)金流緊張，資金要盡量用于關(guān)鍵工程。

因此，為解決上述問題，滿足選礦廠調(diào)試生產(chǎn)需要，本文科學(xué)有效地提出露天采場(chǎng)基建推進(jìn)的同時(shí)，副產(chǎn)原生礦前2年盡量不采或延后采剝氧化礦的基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。該方案可滿足露天采場(chǎng)正常采剝和供原生礦的需要，形成礦山生產(chǎn)的良性循環(huán)，為類似礦山生產(chǎn)及設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 開采技術(shù)條件

1.1 礦體特征

礦區(qū)東部、北部以及西部均為高山。露天境界內(nèi)地形最高標(biāo)高為732 m，礦體出露標(biāo)高為720 m，屬較緩地形，平均傾角為20°～30°。表層存在較薄的第四系及風(fēng)化巖石，主要為風(fēng)化殘積物。表土坡積物一般為0～6 m，且與礦體風(fēng)化帶界線較明顯。裕新多金屬礦床呈層狀產(chǎn)出，走向大致北北東30°～35°，傾向南東，傾角為 30°～35°。

1.2 工程地質(zhì)條件

白鎢礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡單，巖石整體完整性較好。露天邊坡上的巖石主要為花崗巖、石英斑巖、輝綠巖等巖石，巖石抗壓、抗剪強(qiáng)度高，巖石致密堅(jiān)硬，巖體穩(wěn)定性好。礦區(qū)內(nèi)斷層主要為 NW、NNW。礦區(qū)巖體物理力學(xué)參數(shù)見表1。礦區(qū)內(nèi)巖石可按穩(wěn)固程度分為3組。

表1 巖體物理力學(xué)參數(shù)

（1）不穩(wěn)固巖組，有氧化巖（土）和礦石。分布于礦體出露部分，氧化深度為10～20 m。此類巖（土）和礦石結(jié)構(gòu)疏松、裂隙發(fā)育、濕度很大，易坍塌、崩落，在該類巖石地段采掘時(shí)，必須及時(shí)放坡或加固，在含水多，特別是疏松處，需進(jìn)行超前支護(hù)。

（2）一般穩(wěn)固巖組，有結(jié)晶灰?guī)r及板巖、角頁巖互層兩種。根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)晶灰?guī)r在裂隙不太發(fā)育地段，不易發(fā)生坍塌；但在溶洞裂隙特別發(fā)育地段，常發(fā)生大塊陷落現(xiàn)象，為不穩(wěn)固巖性段。在板巖、角頁巖互層巖組中，常見沿層面滑動(dòng)現(xiàn)象，但不嚴(yán)重，采用較稀疏的支護(hù)即可，當(dāng)遇到破碎帶時(shí)，應(yīng)及時(shí)支護(hù)。

（3）穩(wěn)固巖組，有原生矽卡巖及石英砂巖。該類巖石強(qiáng)度大，且裂隙孔隙均不發(fā)育，勘探期間施工的5號(hào)、6號(hào)坑均未支護(hù)，至今保存完好，但是在破碎帶掘進(jìn)時(shí)，則必須注意支護(hù)。

1.3 水文地質(zhì)條件

礦區(qū)存在NE-SW褶皺構(gòu)造，且具有導(dǎo)水性良好的喀斯特垂直循環(huán)帶。礦區(qū)從未發(fā)生大規(guī)模的山洪、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。故未來露天采場(chǎng)的主要水源為自然降雨，可利用自流排水。因此，礦區(qū)水文地質(zhì)條件較為簡單。

2 基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 露天邊坡基本技術(shù)參數(shù)

采用經(jīng)驗(yàn)類比法，結(jié)合國內(nèi)外礦山開采經(jīng)驗(yàn)以及原基建剝離設(shè)計(jì)方案，對(duì)該露天礦邊坡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 邊坡主要技術(shù)參數(shù)

2.2 基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

所有的采剝境界方案均在已征地范圍內(nèi)，但只有南588 m以上大采境界及北部排土場(chǎng)局部林地的征用手續(xù)已辦理好。因此，當(dāng)前的采剝只能在南588 m以上大采境界內(nèi)開展工作。故基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在 588 m及其以上標(biāo)高，具體為：①南部588～660 m標(biāo)高、3-1-0-2和6號(hào)勘探線間開展基建剝離，以滿足生產(chǎn)需要；②北東部 540～624 m標(biāo)高、6-8-10-14號(hào)勘探線間開展基建剝離工作。經(jīng)3Dmine建模分析，基建采剝分 3個(gè)境界方案開展施工，由南向北依次命名為南588 m以上大采、北小采、北東部剝離。其優(yōu)化后的3Dmine俯視圖及征林范圍如圖1所示。

圖1 優(yōu)化后的3Dmine俯視圖及征林范圍

（1）南 588 m以上大采。指露天開采588～732 m，3-1-0-2號(hào)勘探線間礦體，其礦巖采剝量見表3。由表3可知，南588 m以上大采采出總礦量99.26萬m3，約229.23萬t，出礦品位為0.451%，占總礦量的85.1%。且標(biāo)高672 m以上原生礦與氧化礦體積比相對(duì)較低，氧化礦較多，甚至在708 m以上無原生礦開采。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)礦體揭露情況可進(jìn)一步減少672 m以上氧化礦的剝離量，以達(dá)到不采或延后開采氧化礦，盡量開采原生礦的生產(chǎn)目的。

表3 南588 m以上大采礦巖采剝量

（2）北小采。指露天開采588～624 m，6號(hào)勘探線附近礦體，其礦巖采剝量見表4。

表4 北小采礦巖采剝量

由表4可知，礦巖剝離量為5.94萬m3。采出總礦量3.96萬m3、出礦品位為0.414%，其中原生礦為3.74萬m3、出礦品位為0.399%，氧化礦為0.22萬m3、出礦品位為0.741%。剝離巖體總量為1.98萬m3。

（3）北東部剝離。指對(duì)北東部排土場(chǎng)附近山體的540～612 m標(biāo)高、6-8-10-14號(hào)勘探線間重點(diǎn)開展基建剝離工作，其礦巖采剝量見表 5。由表 5可知，礦巖剝離量為109.8萬m3。采出氧化礦量0.42萬m3、出礦品位為0.485%。其中由于氧化礦難選，副產(chǎn)的氧化礦可暫時(shí)留存于排廢的576 m道路周邊平臺(tái)，基建期可暫不回采。

表5 北東部剝離礦巖采剝量

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（1）基建剝離期，氧化礦盡量留存于臺(tái)階，推遲回采或不回采，優(yōu)先副產(chǎn)原生礦以滿足選礦廠試生產(chǎn)需求。

（2）盡快形成588 m、600 m、612 m生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)，確保向選礦廠穩(wěn)定提供1700～3500 t/d的原生礦供選礦廠試生產(chǎn)。

（3）利用新修建的臨時(shí)道路，其余設(shè)備重點(diǎn)轉(zhuǎn)向標(biāo)高624～660 m間修建臨時(shí)通道，鏟裝剝離松散的表土和氧化礦，大部礦巖推排至624 m平臺(tái)并用卡車轉(zhuǎn)運(yùn)，形成624 m、636 m、648 m、660 m平臺(tái)雛形。

（4）抓緊落實(shí)北東部剝離境界及排土場(chǎng)林地征用手續(xù)的辦理工作，北東部剝離境界下部搶救性開采，盡快協(xié)調(diào)停采和完善北部排土場(chǎng)初期壩及防排水措施工程的施工，確保北東部剝離境界剝離和排土的作業(yè)安全，防止?jié)L石、泥石流等傷害事故的發(fā)生。

4 結(jié)論

本文結(jié)合瑤崗仙裕新多金屬礦地質(zhì)地形資料以及原基建剝離設(shè)計(jì)方案，為滿足已建成選礦廠調(diào)試生產(chǎn)需要和解決氧化礦難以選別及無合適堆場(chǎng)堆存問題，提出露天采場(chǎng)基建推進(jìn)的同時(shí)，優(yōu)先副產(chǎn)原生礦，而氧化礦盡量留存于臺(tái)階，推遲回采或不回采的基建剝離優(yōu)化方案，可為類似礦山提供借鑒。

（1）優(yōu)化后南588 m以上大采境界位于征地、林地使用范圍內(nèi)，比原南588 m以上大采境界少采原生礦3.03萬m3，少剝離氧化礦5.73萬m3，少剝表土4.12萬m3。顯著減少表土與氧化礦的剝離量，降低剝離標(biāo)高32 m，有利于邊坡的整體穩(wěn)定性。

（2）在北東部剝離時(shí)，氧化礦可暫時(shí)留存于排廢的576 m道路周邊平臺(tái)。

（3）該基建剝離優(yōu)化方案充分考慮了風(fēng)化成土、含泥高的氧化礦難以選別，且難以找到合適的、足夠大的堆場(chǎng)堆存氧化礦的生產(chǎn)難題，可優(yōu)先生產(chǎn)原生礦80萬t，從而滿足選礦廠試生產(chǎn)需求。