礦巖分采技術(shù)在云浮硫鐵礦的應(yīng)用

王義成

(廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司)

礦巖分采技術(shù)在云浮硫鐵礦的應(yīng)用

王義成

(廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司)

云浮硫鐵礦地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜,部分地段礦巖上下分層界線明顯,采用常規(guī)采挖工藝,礦石貧化較嚴(yán)重。為了降低貧化率和生產(chǎn)費(fèi)用,認(rèn)真分析地質(zhì)資料,在不采用分層爆破,不改變?cè)信_(tái)階參數(shù)的前提下,根據(jù)臺(tái)階礦巖分布情況,采用礦巖分采技術(shù),減少了礦石貧化,取得了良好的分采效果和經(jīng)濟(jì)效益。

分采技術(shù) 礦石貧化 臺(tái)階參數(shù)

云浮硫鐵礦探明地質(zhì)儲(chǔ)量為2.08億t,平均含硫31.04%,是我國(guó)重要的硫鐵礦生產(chǎn)基地。礦區(qū)位于廣東省云浮市高峰大降坪,由北向南分為長(zhǎng)排嶺、大降坪和尖山3個(gè)區(qū)段,目前僅有大降坪區(qū)段采用露天方式開(kāi)采。設(shè)計(jì)年處理原礦300萬(wàn)t,1988年建成投產(chǎn)。礦山自2001年以來(lái)就提出采用分爆分采的方法[1]，即在采礦生產(chǎn)過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)礦巖時(shí)間上、空間上的分離,從而達(dá)到減少礦石貧化損失的目的[2]，針對(duì)礦山礦床部分地段礦巖上下分層界線明顯的特征,在不分爆、不改變臺(tái)階參數(shù)的情況下,做好分采技術(shù)與管理，可以減少?gòu)U石混入引起的礦石貧化,從而降低生產(chǎn)費(fèi)用。

1 礦山概況

云浮硫鐵礦處于吳川—四會(huì)斷裂帶中段北西側(cè)的大降坪旋卷構(gòu)造中。礦床地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜,斷裂、破碎帶發(fā)育。黃鐵礦體主要賦存于AnDd層,圍巖主要由變質(zhì)粉砂巖、千枚巖、泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r、石英巖等巖石組成。礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致,傾向一般為15°～20°,礦體基本形態(tài)大致呈層狀、似層狀、透鏡體狀產(chǎn)出。礦巖堅(jiān)硬,挖掘機(jī)不能直接鏟裝,采用水平臺(tái)階松動(dòng)爆破采剝法。目前設(shè)計(jì)臺(tái)階高12 m,最小工作平臺(tái)寬36 m,工作臺(tái)階坡面角為65°～70°。根據(jù)礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模,目前穿孔設(shè)備采用衡陽(yáng)YZ-35D型牙輪鉆機(jī),鏟裝作業(yè)采用WK-4C型4 m3電鏟、PC650液壓挖掘機(jī),運(yùn)輸采用TR50/45 t載重自卸汽車(chē)。

2 分采技術(shù)應(yīng)用

2.1 爆破設(shè)計(jì)方案

目前穿孔設(shè)備鉆孔直徑為250 mm，選用裝藥車(chē)散裝炸藥和2#巖石乳化炸藥，爆破采用電+非電起爆方式,中深孔逐孔起爆技術(shù),根據(jù)所需爆破量、臺(tái)階高度、爆破器材以及采場(chǎng)周?chē)鷺?gòu)筑物安全距離的要求,合理設(shè)置爆破警戒及最大單孔裝藥量。結(jié)合地質(zhì)條件、開(kāi)采要求、爆破量等因素,將310 m臺(tái)階1～5線分為1～3線和3～5線2個(gè)爆區(qū)。

1～3線爆區(qū)主要參數(shù)：孔深12 m，超深2 m，孔距為7.5 m，排距為6 m,堵塞長(zhǎng)度為5.5～6 m,炸藥單耗為0.85～0.91 kg/m3，單孔最大裝藥量為554 kg,底盤(pán)抵抗線為6～11 m。

3～5線爆區(qū)主要參數(shù)：孔深12 m、超深2 m，孔距為7 m，排距為6 m,堵塞長(zhǎng)度為6～6.6 m,炸藥單耗為0.9～0.95 kg/m3，單孔最大裝藥量565 kg，底盤(pán)抵抗線為6～11 m。

2.2 分采方案設(shè)計(jì)及施工

對(duì)2個(gè)爆區(qū)牙輪鉆炮孔分層取樣分析,編制322 m水平1～5線綜合地質(zhì)圖,繪制牙輪鉆炮孔剖面,測(cè)量分采前現(xiàn)狀,見(jiàn)圖1。臺(tái)階高12 m,310 m臺(tái)階下部5 m為SⅠ礦石,上部7 m為巖石,礦巖界線明顯,具備大型設(shè)備分采條件。

礦山正常采裝作業(yè)在310 m標(biāo)高進(jìn)行,分采設(shè)計(jì)主要在322 m水平開(kāi)挖一條斜坡道,按315 m標(biāo)高進(jìn)行巖石分采,見(jiàn)圖2。開(kāi)挖斜坡道便于采裝設(shè)備在臺(tái)階移動(dòng)并將上層巖石運(yùn)到排土場(chǎng)。利用電鏟實(shí)施分采，分采過(guò)程中有專(zhuān)人在現(xiàn)場(chǎng)指揮,對(duì)在分采巖石過(guò)程中出現(xiàn)的礦石全部回收,共計(jì)4.97萬(wàn)t,避免了礦石損失。分采巖石結(jié)束后,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了驗(yàn)收,繪制分采后的現(xiàn)狀圖(圖3)。根據(jù)分采前、后測(cè)量圖紙計(jì)算,電鏟的采礦剝離量為34 488 m3,其中巖石19 823 m3,約4.3萬(wàn)t。315～310 m礦石在 310 m 標(biāo)高用電鏟正常采裝。

圖1 322 m水平1～5線綜合地質(zhì)圖

3 應(yīng)用效果

310 m臺(tái)階1～5線分采范圍內(nèi)資源量見(jiàn)表1,地質(zhì)品位為37.07%。在沒(méi)有實(shí)施分采前經(jīng)炮孔孔屑取樣分析,礦石情況如表2所示,出礦平均品位為26.46%；利用電鏟分采巖石量4.3萬(wàn)t。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，分采后實(shí)際出礦品位為34.20%,貧化率由28.6%降至7.74%。

圖2 310 m臺(tái)階1～5線分采計(jì)劃圖

圖3 310 m臺(tái)階1～5線分采驗(yàn)收?qǐng)D

表1 310 m臺(tái)階1～5線資源量估算結(jié)果

表2 310 m臺(tái)階1～5線分采前礦石情況

按目前采礦成本80元,選礦成本220元測(cè)算,由于臺(tái)階高度降低,采挖效率降低,采礦成本增加20%～25%,暫按100元計(jì),310m臺(tái)階分采4.3萬(wàn)t巖石,采礦費(fèi)用增加約86萬(wàn)元,選礦費(fèi)用降低約946萬(wàn)元,不考慮礦巖運(yùn)輸距離差異,分采后實(shí)際減少生產(chǎn)費(fèi)用約860萬(wàn)元。采用分采技術(shù)后貧化率由28.6%降至7.74%,貧化率降低明顯,減少費(fèi)用860萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 管理措施

(1)地測(cè)部門(mén)對(duì)臺(tái)階相關(guān)地質(zhì)資料進(jìn)行分析,利用上、下水平地質(zhì)斷面圖將礦體上色,繪制臺(tái)階地質(zhì)簡(jiǎn)圖。選取臺(tái)階礦巖界限分層明顯的地段，結(jié)合穿孔孔屑取樣分析結(jié)果,進(jìn)行分采前現(xiàn)狀測(cè)量,編制分采前地形地質(zhì)圖、剖面圖。

(2)生產(chǎn)組織部門(mén)根據(jù)測(cè)量現(xiàn)狀圖、地形地質(zhì)圖和生產(chǎn)礦塊資料進(jìn)行分采設(shè)計(jì)，繪制分采計(jì)劃圖。經(jīng)審核批準(zhǔn)后按計(jì)劃組織電鏟、勾機(jī)、推土機(jī)等設(shè)備實(shí)施分采。根據(jù)礦巖厚度選用不同設(shè)備,垂直厚度在2～3 m的用推土機(jī)集堆后裝車(chē),厚度在3～4 m的用液壓挖掘機(jī)，厚度在5 m的可用電鏟裝車(chē)[1]。

(3)生產(chǎn)指揮部門(mén)組織協(xié)調(diào)采挖部門(mén)、運(yùn)輸部門(mén)、生產(chǎn)輔助部門(mén)、地測(cè)部門(mén)密切配合。在分采工作現(xiàn)場(chǎng),安排專(zhuān)人指揮采挖作業(yè),按生產(chǎn)指令運(yùn)巖或運(yùn)礦。在分采過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理,減少礦石損失。

(4)地段分采結(jié)束后,組織地測(cè)、采挖、技術(shù)等部門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收并繪制分采后的現(xiàn)狀圖。

(5)地測(cè)部門(mén)根據(jù)分采情況及效果進(jìn)行分采總結(jié),按管理部門(mén)制定的分采獎(jiǎng)罰管理制度操作,提高分采工作積極性。

5 結(jié) 語(yǔ)

硫鐵礦開(kāi)采中加強(qiáng)地質(zhì)資料的利用,在不分爆情況下,選取礦體與圍巖界線明顯的地段,運(yùn)用分采技術(shù),減少?gòu)U石混入引起的礦石貧化,提高出礦品位,降低生產(chǎn)費(fèi)用,分采效果明顯,經(jīng)濟(jì)效益顯著。對(duì)于跨臺(tái)階分采和分爆的技術(shù)方案還需進(jìn)一步驗(yàn)證其可行性。

[1] 楊學(xué)敏，黃鐵平.云浮硫鐵礦分采技術(shù)提高出礦品位[J].有色礦山，2002(3) ：34-35.

[2] 劉金明,史秀志,羅周全.銅山口銅礦礦巖分采分爆的試驗(yàn)研究[J].采礦技術(shù)，2002(1)：43-45.

2015-03-27)

王義成(1973—),男,工程師,527343 廣東省云浮市星巖四路51號(hào)。