低品位礦床傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展方向

鄭智剛

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司永平銅礦，江西 鉛山 334506）

低品位礦床傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展方向

鄭智剛

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司永平銅礦，江西 鉛山 334506）

我國(guó)的銅礦采礦貧化率及損失率均比較大，目前的采礦成本非常高，并且經(jīng)濟(jì)效益不理想，這些均使得傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)面臨著很大的挑戰(zhàn)。文章就以低品位銅礦為例，闡述低品位礦床傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展方向。

低品位；銅礦；開(kāi)采技術(shù)

在我國(guó)，已知的銅礦床中，具備開(kāi)采條件的，品位較高的，其規(guī)模較好的，可以進(jìn)行開(kāi)采的為數(shù)不多。而剩下銅礦體，品位很低。這些有礦體的厚度很小，深度只為200～600m，這些礦井在開(kāi)采過(guò)程中，主要將其作為中小型礦規(guī)模來(lái)開(kāi)采。在開(kāi)采的過(guò)程中，由于開(kāi)采難度較大，安全性沒(méi)有保障，進(jìn)而使得貧化損失率加大，最終成為影響礦山產(chǎn)能的關(guān)鍵原因。本文以永平銅礦為例討論低品位礦床傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展方向。

1 當(dāng)前低品位礦床主要開(kāi)采方法

（1）露天采場(chǎng)。永平銅礦采礦場(chǎng)，位于武夷山北麓江西省鉛山縣永平鎮(zhèn)境內(nèi)，采礦場(chǎng)設(shè)計(jì)總出入溝為154米處。主要采礦設(shè)備有：孔徑φ200mm、φ250mm大型潛孔鉆機(jī)和牙輪鉆機(jī)，斗容4m3大型挖掘機(jī)，先后使用載重能力為27t、30t、42t、45t級(jí)礦用自御汽車(chē)。永平銅礦是一個(gè)開(kāi)采了三十多年的大型露天礦山，面對(duì)資源的日益減少，如何充分利用礦石資源，充分發(fā)揮礦山現(xiàn)有的人力資源和生產(chǎn)能力，可開(kāi)采資源量成為制約礦山發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題；合理利用低品位礦石則對(duì)充分發(fā)揮礦山效益和利用資源有著顯著影響，并可延長(zhǎng)礦山開(kāi)采服務(wù)年限對(duì)礦區(qū)社會(huì)意義重大。目前，由于礦山生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,礦石消耗也逐漸增加。而把那些低品位礦本來(lái)還有回收價(jià)值的礦都作為廢石被扔棄的觀念必須改變，不管品位多低,有可能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的就是可利用資源，并以此來(lái)擴(kuò)大銅資源利用；為了合理地綜合回收礦產(chǎn)資源、延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限,近年來(lái)開(kāi)展了對(duì)低品位銅礦石的回收利用的工作。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，通過(guò)方案的經(jīng)濟(jì)對(duì)比,將最低開(kāi)采工業(yè)品位降低為0.20%以上,既回收了礦產(chǎn)資源，又延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限。 根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料和礦山設(shè)計(jì)資料，經(jīng)分析原有資料及地質(zhì)取樣工作成果，斷定永平銅礦的低品位礦石除部分單硫礦體（銅品位較低硫品位較高）單獨(dú)賦存外，其他主要分布在工業(yè)品位礦石的周邊，無(wú)明顯界限，基本是屬于并存狀態(tài)，向礦體邊緣遞減，逐步貧化。從我礦地質(zhì)條件來(lái)看，一方面，Ⅱ號(hào)礦帶北部及Ⅶ號(hào)礦帶基本為粉礦和老窿混合礦，這些礦石組成結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，銅和硫平均品位高達(dá)1.03%和16.5%，但氧化率高，粘土含量高，單獨(dú)供礦容易堵塞選礦流程，對(duì)浮選指標(biāo)也相當(dāng)不利。另一方面我礦低品位礦石又相當(dāng)豐富，平均地質(zhì)品位銅0.267%，硫?yàn)?.20%，多為原生塊礦，可選性能良好，易于回收和利用，是我礦山的一筆巨大潛在資源，在出礦管理工作中合理搭配高品位粉礦和低品位塊礦，既能充分利用低品位礦石，又能適應(yīng)選廠對(duì)礦石的要求，提高選礦回收率。

（2）填充采礦法。永平銅礦采礦場(chǎng)自2011年露坑聯(lián)采開(kāi)始，其經(jīng)營(yíng)規(guī)模大，并且礦體分布情況不是很集中，巖石的情況不穩(wěn)定。一般一個(gè)采場(chǎng)由一個(gè)或幾個(gè)礦體組成，一次性回采礦體，而礦體之間也是相互聯(lián)系的。大礦體的采場(chǎng)巖礦一般以聯(lián)絡(luò)道相連，中間不留間柱，是一次性回采礦體。頂柱為一般及時(shí)順采，為4～5m，只有個(gè)別留有低柱，其底柱為5.5～6.0m。在采礦之時(shí)，主要采用一采一充，兩采一充來(lái)進(jìn)行，在采場(chǎng)的過(guò)程中，每層都分為兩次，其分層高低為1.8～2.0m。將礦塊分成兩種，即礦房與礦柱，一般是先采房，后采柱。礦房是從下往上進(jìn)行回采的，而后其回采工作逐漸向上推進(jìn)，最后逐層的將采空區(qū)的維護(hù)圍巖填充，進(jìn)而使作業(yè)條件被創(chuàng)造出來(lái)。某礦井采場(chǎng)采用的是采場(chǎng)巖礦體走向進(jìn)行布置，這個(gè)礦體長(zhǎng)為25m，寬是水平的厚度的12m,高為50m。一般采場(chǎng)中不留間柱和頂柱，其中下段頂柱為底柱，長(zhǎng)5～6m，上鋪鋼筋混凝土底板0.8m厚，以作為下中段回采頂柱的人工安全假底。采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行分層開(kāi)采，主要采用無(wú)軌設(shè)備進(jìn)行，其回采分層高度為2.8m,在開(kāi)采的過(guò)程中使用設(shè)備CMJ-2型全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)、ST-2D鏟運(yùn)機(jī),其分層高度為2.8m，礦石中段內(nèi)采用有軌運(yùn)輸，并通過(guò)盤(pán)區(qū)溜井下放。每分層在回采結(jié)束之后，需要進(jìn)行充填準(zhǔn)備，這些填充準(zhǔn)備主要有以下幾個(gè)工序：對(duì)工作面殘礦進(jìn)行清理、對(duì)順路泄水井進(jìn)行加高、對(duì)分層聯(lián)絡(luò)道進(jìn)行壓頂墊高分層、架設(shè)充填管路等等。在填充的過(guò)程中，由地表充填攪拌站制備堆浸尾渣砂漿，進(jìn)而將輸送管道自流至采場(chǎng)進(jìn)行填充。

（3）無(wú)底柱分段崩落法。永平銅礦采礦場(chǎng)井下礦山礦石品位低，其礦床破碎，使得原地的爆破浸出法銅礦的回收率非常低，而填充法的采礦石其安全性不能有所保證，進(jìn)而運(yùn)用無(wú)底柱分段崩落法。其崩落法設(shè)計(jì)如下：礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)溜井間距50m，分段高10m，階段高40m，礦塊長(zhǎng)約80～100m，采用切割工作，將礦體上盤(pán)脈外布置在階段運(yùn)輸平巷上。除此之外，在礦塊上設(shè)置一塊礦石溜井。其回采進(jìn)路的開(kāi)掘方式，由上盤(pán)開(kāi)掘置下盤(pán)，為了使破碎機(jī)的要求得到滿足，有必要提高炸藥的單耗，并對(duì)大塊產(chǎn)率進(jìn)行控制。

（4）空?qǐng)霾傻V法。選用潛孔留礦法，其回采工藝為的循環(huán)方式為編錄圈礦、鑿巖、裝藥、爆破、通風(fēng)、局部放礦、二次破碎、平場(chǎng)、處理安全，如此循環(huán)往復(fù)，往復(fù)循環(huán)。底部結(jié)構(gòu)分為兩種，一種為自然底部，另一種為人工假頂。其方礦方式主要為礦自重溜礦。在開(kāi)采任務(wù)的增加，以及開(kāi)采深度的加深之下，填充工序漸漸增多了，所以進(jìn)度也逐漸減慢，成本也逐漸增高，進(jìn)而使原本的填充系統(tǒng)末向下延伸。這個(gè)礦井選用的是潛孔留礦法，為了保證礦場(chǎng)生產(chǎn)安全，可以將填充采場(chǎng)的比例增加。這個(gè)主要利用廢石儲(chǔ)料倉(cāng)，以便解決填充料的轉(zhuǎn)運(yùn)問(wèn)題。在采礦之時(shí)，由于礦體很薄，規(guī)模也很小，所以可以采用潛孔留礦法進(jìn)行。爆破崩落的礦石可以從放礦漏斗中放出三分之一，剩下三分之二等到下一次再留到爆破落礦進(jìn)行，進(jìn)而讓鑿巖作業(yè)在留礦堆上進(jìn)行，待采完礦業(yè)上的礦體之后，將剩下的礦石放回。

2 低品位銅礦開(kāi)采技術(shù)發(fā)展方向

（1）低品位礦石的綜合利用研究。低品位礦石的綜合利用主要表現(xiàn)在礦塊品位指標(biāo)的降低和礦塊綜合品位的采用等兩大方面。礦塊綜合品位指標(biāo)與礦塊單一銅品位指標(biāo)不同，它根據(jù)銅及其伴生組分（主要為金）品位折算綜合品位，判別礦塊有無(wú)開(kāi)采價(jià)值。在基本相同的投入條件下，低品位礦石的綜合利用將給礦山和國(guó)家?guī)?lái)多方面的綜合效益。

（2）復(fù)雜條件礦床的開(kāi)采技術(shù)研究。針對(duì)銅礦的賦存條件，進(jìn)行安全工程，以及采礦方法等的研究。進(jìn)而使采礦強(qiáng)度以及機(jī)械化水平得到提高，最終也解決了回采和出礦采場(chǎng)的技術(shù)性難題，最終使采礦效率提升。在采礦的過(guò)程中，深部技術(shù)采礦研究，主要有以下幾個(gè)需要研究深井高應(yīng)力礦巖的碎裂誘變問(wèn)題，深井開(kāi)采中高溫環(huán)境控制問(wèn)題，深部低品位礦床安全開(kāi)采問(wèn)題等等。

（3）關(guān)于低品位銅礦體開(kāi)采技術(shù)研究。其主要采用的是分爆技術(shù)，對(duì)品位較高的礦石進(jìn)行處理，剩下的就地爆破浸出，或者采用井下堆浸，從而達(dá)到降低品位礦石的采礦成本，最終使銅礦的資源得到綜合利用，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

（4）松軟破碎礦體開(kāi)采技術(shù)的研究。主要有以下幾種需要解決的問(wèn)題，解決這種問(wèn)題，主要有采用解決切割井巷工程成巷技術(shù)，采用采場(chǎng)頂板管理以及采礦安全技術(shù)以便將采礦的效率和采礦的安全提高。

（5）巖溶型礦床開(kāi)采技術(shù)研究。主要研究的是水害、坍塌等工程地質(zhì)災(zāi)害的防治。對(duì)于無(wú)廢害綠色開(kāi)采技術(shù)研究，其主要任務(wù)是提供資源的綜合利用程度，將廢料最小化期望實(shí)現(xiàn)，并推動(dòng)肥料的資源化，研究高壓水脹裂礦巖采礦法，開(kāi)采弱黏結(jié)性礦物的深孔水力采礦法，以及原地破碎溶浸開(kāi)采等的高技術(shù)特殊采礦方法。

（6）在連續(xù)開(kāi)采的過(guò)程中，需要研制高效的連續(xù)作業(yè)系統(tǒng)。在系統(tǒng)作業(yè)的過(guò)程中，配套的連續(xù)裝載，以及連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備變得十分的重要，這是因?yàn)樵谖磥?lái)的發(fā)展過(guò)程中，傳統(tǒng)的采礦工藝，將會(huì)被連續(xù)切割設(shè)備取代。在外國(guó)，一些礦山機(jī)械公司開(kāi)發(fā)硬巖連續(xù)切割機(jī)，并研制出磨蝕性射流鑿巖鉆進(jìn)型采礦機(jī)和移動(dòng)式采礦機(jī)進(jìn)行采礦。

3 結(jié)語(yǔ)

為了將效率增加，應(yīng)當(dāng)加大各個(gè)方面的力量，加大對(duì)礦床開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)的人力、物力、財(cái)力的投入，進(jìn)而解決各個(gè)難題，像深部銅礦床安全高效開(kāi)采難題、賦存條件復(fù)雜礦體高效采礦難題、硬巖銅礦難采薄礦體采礦技術(shù)難題等。進(jìn)而使低品位銅礦體開(kāi)采礦石貧化概率加大，將損失率及生產(chǎn)成本降低，將銅資源利用率及經(jīng)濟(jì)效益提高，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的終極目標(biāo)。

［1］姜波，陳何.我國(guó)地下深孔采礦技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀［J］.有色金屬（礦山部分），2008，（5）:1-2+5.

［2］向鵬成,謝英亮.溶浸技術(shù)在低品位礦回收利用中的應(yīng)用與發(fā)展［J］.中國(guó)資源綜合利用，2002，（3）:16-18.

［3］高玉寶，余斌，龍濤.有色礦山低品位礦床開(kāi)采技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展方向［J］.有色金屬（礦山部分），2010，（2）:4-7.

Progress and Development Direction of Traditional Low Grade Deposit M ining Technology

ZHENG Zhi-gang
（Jiangxi Copper Group Company of Yongping Copper mine，Qianshan，Jiangxi 334506，China）

The coppermining dilution rate and loss rate are bigger，themining cost is very high，and the economic benefit is not ideal，all ofwhich make the traditionalmining technology face great challenges.This paper takes low grade coppermine as an example to expound low grade deposit traditionalmining technology progress and development direction.

low grade；coppermine；mining technology

F426.1

A

2095-980X（2015）08-0074-02

2015-07-16

鄭智剛（1974-），助理工程師。