礦山地質(zhì)管理在低品位礦回收中的應(yīng)用

戴 杰，張強(qiáng)祖

(1.大冶有色銅山口銅礦， 湖北 大冶市 435122；2.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖北 黃石市 435005)

礦山地質(zhì)管理在低品位礦回收中的應(yīng)用

戴 杰1，張強(qiáng)祖2

(1.大冶有色銅山口銅礦， 湖北 大冶市 435122；2.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖北 黃石市 435005)

礦山地質(zhì)管理工作嚴(yán)格控制著礦山生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)礦山生產(chǎn)中各個(gè)方面具有極其重要的意義，尤其是對(duì)低品位礦(石)的回收利用。針對(duì)湖北省大冶市銅山口銅礦露天保有資源儲(chǔ)量日益減少的問(wèn)題，從銅山口銅礦床地質(zhì)特征進(jìn)行研究入手，提出了加強(qiáng)礦山露天采場(chǎng)的礦山地質(zhì)管理，降低礦石貧化與損失的措施。通過(guò)利用本文提出的的插旗分區(qū)、分鏟分運(yùn)等技術(shù)方案的實(shí)施，從而充分利用了低品位礦產(chǎn)資源，增加礦山經(jīng)濟(jì)效益。

礦山地質(zhì)管理；資源回收；低品位礦

礦山地質(zhì)作為地質(zhì)科學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，從礦山設(shè)計(jì)、建設(shè)、開(kāi)采直到關(guān)閉始終貫穿礦山生產(chǎn)全過(guò)程。其主要工作內(nèi)容包括：查明礦產(chǎn)資源的變動(dòng)消耗情況；監(jiān)督管理礦產(chǎn)資源回收利用情況[1-2]；積極在礦區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)展地質(zhì)探礦及水文地質(zhì)調(diào)查工作，增加新的地質(zhì)資源，延長(zhǎng)礦山生產(chǎn)服務(wù)年限。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的消耗量逐步增大，而在礦山中普遍存在著低品位礦無(wú)法有效采用的現(xiàn)象。因而，亟需采用有效的方法，通過(guò)綜合利用資源，提高資源回收效率[3]。

本文首先闡明了礦山地質(zhì)管理的作用，針對(duì)銅山口銅礦礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出在低品位礦回收中應(yīng)該采用的管理辦法，應(yīng)用于礦山生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦山現(xiàn)狀

銅山口銅礦已有二、三十年的開(kāi)采歷史，現(xiàn)今，礦山資源面臨枯竭的問(wèn)題，露天境界內(nèi)資源儲(chǔ)量按現(xiàn)有規(guī)模生產(chǎn)，僅能維持3年左右。然而，在礦區(qū)露采境界內(nèi)，還賦存著大量的0.2%～0.3%之間的低品位礦石，初步估計(jì)這些低品位礦石約有銅礦資源量30萬(wàn)t，為有效綜合利用這些銅礦資源，需有效的進(jìn)行地質(zhì)管理，指導(dǎo)礦山生產(chǎn)，進(jìn)而延長(zhǎng)企業(yè)壽命，創(chuàng)造更大效益。

1.1 礦床地質(zhì)特征

銅山口銅礦床是一接觸交代高—中溫?zé)嵋何◣r型礦床，礦體主要賦存于花崗閃長(zhǎng)斑巖與三疊系中—下統(tǒng)碳酸鹽巖的接觸帶上。由于受接觸帶的控制，礦體的分布較為集中，少量賦存于花崗閃長(zhǎng)斑巖中和三疊系中—下統(tǒng)大冶組、嘉陵江組碳酸鹽巖層間破碎帶中。礦床根據(jù)產(chǎn)狀和規(guī)模分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號(hào)礦體，其中Ⅰ號(hào)礦體規(guī)模最大，Ⅱ號(hào)次之。依據(jù)勘探和采場(chǎng)現(xiàn)狀，各礦體之間的相互關(guān)系如圖1所示。

圖1 礦體形態(tài)

(1) Ⅰ號(hào)礦體沿火成巖巖株外緣生成，幾乎陡立；Ⅱ號(hào)礦體，傾角平緩，似層狀產(chǎn)出，Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體在深部相連；Ⅴ號(hào)礦體在西段9線(xiàn)西與Ⅰ號(hào)礦體在深部相連?？梢钥闯觫?、Ⅴ號(hào)礦體是Ⅰ號(hào)礦體沿層間滑動(dòng)面外緣延續(xù)部分。

(2) Ⅱ號(hào)礦體，是Ⅰ號(hào)礦體在地表的分枝。呈北西向，地表出露在Ⅰ號(hào)礦體的北東段內(nèi)側(cè)與Ⅰ號(hào)礦體在地表相連。

(3) Ⅵ號(hào)礦體呈“浮橋”狀穿越巖株體，南北兩端與Ⅰ號(hào)礦體相連。

本礦區(qū)礦床特征：

(1) 以Ⅰ號(hào)礦體為主體，其它Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ號(hào)礦體在不同深度與其串連在一起，Ⅳ號(hào)礦體為一單獨(dú)礦體。

(2) 礦床形態(tài)變化較大，產(chǎn)狀多變，厚度變化較大[4]。

1.2 低品位礦石分布規(guī)律

利用Surpac軟件為平臺(tái)建立的銅山口銅礦礦體模型，如圖2所示，可以看出礦床Cu元素的空間分布和低品位礦石分布特征。礦區(qū)Cu品位>0.3%的礦石呈大環(huán)帶狀分布，其中Cu品位>0.6%的礦石受接觸帶構(gòu)造控制，主要分布在接觸帶中矽卡巖中，呈不規(guī)則長(zhǎng)條形，長(zhǎng)約500 m；低品位礦石(Cu品位在0.2%～0.3%)主要分布在接觸帶的花崗閃長(zhǎng)斑巖內(nèi)部，其次是花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體的下盤(pán)，少部分分布在外圍的大理巖中。

圖2 銅山口銅礦X剖面圖

2 礦山地質(zhì)管理

礦山地質(zhì)管理工作貫串于礦山生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中，以提高資源效益為中心，堅(jiān)持以“合理開(kāi)發(fā)、綜合利用；貧富兼采、大小兼采、難易兼采；采剝并舉，剝離先行”的基本方針，并以科學(xué)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)手段為礦山生產(chǎn)保駕護(hù)航。

2.1 地質(zhì)基礎(chǔ)管理

炮孔取樣、編錄上圖作為地質(zhì)管理的基礎(chǔ)工作，對(duì)礦山采礦作業(yè)、配礦作業(yè)具有重要的指導(dǎo)作用[5]。因此，地質(zhì)技術(shù)人員采用科學(xué)的、有效的取樣方法進(jìn)行取樣，并對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)編錄。通過(guò)編錄形成準(zhǔn)確有效反映地質(zhì)基本情況的技術(shù)資料。

2.2 綜合分析管理

根據(jù)原有地質(zhì)資料數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)編錄技術(shù)資料綜合分析，依據(jù)礦體二次圈定的基本原則對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行驗(yàn)證或完善。如圖3所示，圖中虛線(xiàn)為原地質(zhì)資料礦體線(xiàn)，實(shí)線(xiàn)為經(jīng)炮孔取樣后重新圈定的礦體線(xiàn)。同時(shí)對(duì)采場(chǎng)設(shè)計(jì)的貧化率及損失率參數(shù)進(jìn)行初步核算，確定回采技術(shù)方案，確保各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到技術(shù)要求，為降低貧化率損失率做好基礎(chǔ)工作。

圖3 探采資料驗(yàn)證對(duì)比

2.3 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理

根據(jù)露天開(kāi)采的特點(diǎn)，地質(zhì)技術(shù)人員對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)技術(shù)管理。在作業(yè)前，對(duì)作業(yè)單位進(jìn)行技術(shù)交底，作業(yè)中采取供礦質(zhì)量抽查，同時(shí)采用插旗分區(qū)、分鏟分運(yùn)等技術(shù)手段確保礦產(chǎn)資源的回收利用。根據(jù)二次礦體線(xiàn)修改結(jié)果對(duì)生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行插旗分區(qū)，明確采剝界限。根據(jù)組合臺(tái)階開(kāi)采的特點(diǎn)，及時(shí)調(diào)配鏟裝設(shè)備，采用分鏟分運(yùn)的鏟裝模式，加強(qiáng)配礦管理，確保礦產(chǎn)資源得到充分、高效的利用，提高礦山經(jīng)濟(jì)效益。

3 在低品位礦回收中的應(yīng)用實(shí)例

低品位礦是礦山設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，由于主組分品位較低，開(kāi)采出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)虧損的礦石[6-7]。過(guò)去由于礦山對(duì)資源回收的技術(shù)條件及成本等因素的限制，對(duì)低于開(kāi)采指標(biāo)的礦石未進(jìn)行有效的回收利用。為減緩臺(tái)階的下降速度，浮選技術(shù)的成熟，銅山口銅礦于2013年對(duì)低品位進(jìn)行回收利用。

在回收低品位礦工作中，針對(duì)銅山口礦床地質(zhì)特征，圈定以Ⅰ號(hào)礦體內(nèi)外接觸帶作為主要低品位回收區(qū)域。

(1) 地質(zhì)技術(shù)員對(duì)各炮孔用十字法開(kāi)溝取樣，經(jīng)化驗(yàn)分析，編錄上圖，準(zhǔn)確提交原始資料；

(2) 根據(jù)取樣品位補(bǔ)充或修訂原有地質(zhì)資料，結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況及回收技術(shù)指標(biāo)，提出作業(yè)技術(shù)方案，確定礦巖分區(qū)界線(xiàn)；

(3) 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)，對(duì)回收區(qū)域做好標(biāo)識(shí)標(biāo)記，明確分區(qū)分鏟作業(yè)，低品位礦的供礦必須與生產(chǎn)臺(tái)階供礦同步進(jìn)行，確保生產(chǎn)供礦達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

圖4 2013年1～11月份回收低品位礦石量柱狀圖

2013年通過(guò)地質(zhì)管理對(duì)采場(chǎng)低品位礦進(jìn)行回收管理，截至到11月底，回收低品位礦石51萬(wàn)t，綜合品位0.25%，銅金屬含量1275 t。如圖4所示，通過(guò)對(duì)低品位回收不僅減緩生產(chǎn)臺(tái)階下降速度，延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限，而且增加了礦山經(jīng)濟(jì)效益。假定礦山銅按照5萬(wàn)/t價(jià)格計(jì)算，回收低品位礦創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到6000多萬(wàn)元。由于加強(qiáng)了管理，減少了貧化損失，全年的入選品位仍達(dá)到了計(jì)劃目標(biāo)，完成了全年的生產(chǎn)計(jì)劃。

4 結(jié) 論

礦山地質(zhì)管理對(duì)于礦山生產(chǎn)發(fā)展具有積極重要的作用，通過(guò)在低品位礦回收中應(yīng)用，高效的利用了低品位礦石，取得了良好的效果，獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)于資源不足的礦山更應(yīng)該把礦山地質(zhì)管理放在首位，積極探索資源，充分回收利用低品位資源，從而延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，取得更好的社會(huì)效益。

[1]王學(xué)華.加強(qiáng)礦山地質(zhì)工作保持礦山可持續(xù)發(fā)展探討[J].世界有色金屬.2007(11):34-37.

[2]蒲含勇.加強(qiáng)礦山地質(zhì)工作搞好礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)管理[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用.1987(01):6-8.

[3]朱瑞兵.礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)綜合利用經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)研究[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),2012.

[4]大冶有色金屬公司.湖北省大冶市銅山口礦區(qū)銅鉬礦資源儲(chǔ)量結(jié)算報(bào)告[R].黃石：大冶有色金屬公司，2011:15-21.

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[6]馬洪志，楊莉莉.低品位礦石資源回收利用研究[J].中國(guó)資源綜合利用.2011(08):14-16.

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2014-07-23)