某銅礦露天開(kāi)采境界優(yōu)化

蔣胡燦

(內(nèi)蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司， 內(nèi)蒙古 赤峰市 025372)

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某銅礦露天開(kāi)采境界優(yōu)化

蔣胡燦

(內(nèi)蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司， 內(nèi)蒙古 赤峰市 025372)

根據(jù)某銅礦礦體賦存特征及開(kāi)采技術(shù)條件，采用盈利比較法計(jì)算得出露天經(jīng)濟(jì)合理剝采比為8.48 t/t。結(jié)合礦山實(shí)際，選擇3種不同露天境界方案進(jìn)行對(duì)比，得出臺(tái)階高度12 m，每2個(gè)臺(tái)階并段，并段之后24 m，每并段之后留設(shè)1個(gè)清掃平臺(tái)，清掃平臺(tái)寬度14 m的最優(yōu)方案。通過(guò)手工與三維優(yōu)化相結(jié)合的方式調(diào)整并最終圈定了最優(yōu)的露天境界，為礦山生產(chǎn)提供了技術(shù)依據(jù)。

露天開(kāi)采；盈利比較法；經(jīng)濟(jì)合理剝采比；露天境界

某斑巖銅礦床的礦體賦存在12～19勘探線之間，標(biāo)高2770 m以上，埋深25～220 m，南、東埋深較小，北、西埋深較大。礦體南北長(zhǎng)590 m，東西寬265～613 m，平均391 m，呈似層狀產(chǎn)出，礦體底界略向西傾，傾角一般0°～30°?？傮w呈南北高，中間低的“W”形展布，從上到下依次為Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3礦體。礦石體重為2.51 t/m3，松散系數(shù)1.3，f系數(shù)6～8；巖石體重2.62 t/m3，松散系數(shù)1.5～1.7，f系數(shù)6～12；礦巖自然安息角為41.2°～43.8°。

根據(jù)礦體賦存特征以及開(kāi)采技術(shù)條件，在選擇開(kāi)采方式時(shí)，露天開(kāi)采展現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)合理，剝采比較小，貧化小，損失小，生產(chǎn)成本低等突出優(yōu)勢(shì)，因此，確定2794 m標(biāo)高以上的Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3共3條礦體采用露天開(kāi)采，2770～2794 m之間銅礦石品位較低，由于當(dāng)前行情下開(kāi)采價(jià)值不高，留待以后開(kāi)發(fā)利用。

1 經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定

影響露天開(kāi)采境界確定的因素有很多，不同礦床的影響因素與影響程度也各不相同[1-10]。因此，露天開(kāi)采境界的確定需對(duì)礦床條件、技術(shù)組織及經(jīng)濟(jì)等諸多因素進(jìn)行綜合考慮,常用剝采比來(lái)確定露天開(kāi)采境界，其中經(jīng)濟(jì)合理剝采比是確定露天開(kāi)采境界的重要依據(jù)[1-4]。

本文采用盈利比較法確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比Nj[3-4,8]。計(jì)算公式如下：

式中：γ——礦石平均體重，2.51t/m3；

b——露天開(kāi)采剝離費(fèi)用，20元/m3；

ηl、ηd——露天、地下開(kāi)采的實(shí)際回采率，分別為95%和88%；

Dl、Dd——露采、地采原礦采選加工費(fèi)，分別為82元/t和133.5元/t；

α1、α2——礦石中Cu、Mo地質(zhì)品位，分別為0.44%和0.01%；

ε1、ε2——Cu、Mo選礦回收率，分別為79%和83%；

p1、p2——Cu、Mo精礦中有用成份價(jià)格，分別為5.09萬(wàn)元/t和14萬(wàn)元/t。

計(jì)算結(jié)果為：Nj=8.48 t/t，即經(jīng)濟(jì)合理剝采比為8.48 t/t。

2 露天境界的確定

2.1 露天境界圈定的原則[1-2,9-10]

(1) 保證露天境界內(nèi)采出的礦石有盈利，即露天境界剝采比不大于8.48 t/t。

(2) 考慮礦區(qū)礦體賦存條件，采用平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則進(jìn)行檢驗(yàn)。

(3) 考慮到露天開(kāi)采作業(yè)條件好，生產(chǎn)效率高，損失貧化率低的優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)合理?xiàng)l件下，開(kāi)采境界應(yīng)盡可能多的圈進(jìn)礦量，以充分發(fā)揮露采的優(yōu)越性。

(4) 圈定的露天采場(chǎng)境界所形成的最終邊坡角小于或等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，以保證露天采礦場(chǎng)的生產(chǎn)安全。

2.2 露天采場(chǎng)參數(shù)的確定

(1) 開(kāi)采深度的確定。采場(chǎng)開(kāi)采深度主要是依據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件確定，根據(jù)境界剝采比小于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則確定露天境界的合理開(kāi)采深度[3-8]。結(jié)合某銅礦床的賦存條件及礦山開(kāi)采技術(shù)條件，確定礦山開(kāi)采高度在2794～3178 m之間，即開(kāi)采深度為384 m。

(2) 底平面的確定。在確定開(kāi)采深度的基礎(chǔ)上，考慮以下4個(gè)因素確定露采境界的底平面：一是根據(jù)確定的開(kāi)采深度，2794 m為設(shè)計(jì)的最低標(biāo)高，二是底平面邊界保持平直，滿足運(yùn)輸線路對(duì)曲線半經(jīng)的要求，三是底平面長(zhǎng)度滿足汽車運(yùn)輸?shù)囊?，四是底平面的最小寬度滿足鏟裝運(yùn)設(shè)備的要求，經(jīng)計(jì)算，取32 m。

2.3 開(kāi)采境界方案的優(yōu)化與確定

根據(jù)礦山實(shí)際情況，類比國(guó)內(nèi)同類型礦山[9]，設(shè)計(jì)選取的采場(chǎng)邊坡參數(shù)為：臺(tái)階高度12 m，臺(tái)階坡面角α=65°，清掃平臺(tái)寬度14 m，運(yùn)輸?shù)缆穼挾?5 m，最終邊坡角37.69°～44.46°(其中南側(cè)邊坡最終邊坡角取42.57°，北側(cè)邊坡最終邊坡角取44.46°，東側(cè)邊坡最終邊坡角取37.69°，西側(cè)邊坡最終邊坡角取43.88°)。

根據(jù)礦山需要，為了確定最優(yōu)露天開(kāi)采境界，設(shè)計(jì)選取3個(gè)境界方案參數(shù)進(jìn)行比較[10]：

(1) 方案Ⅰ，臺(tái)階高度12 m，每2個(gè)安全平臺(tái)留設(shè)1個(gè)清掃平臺(tái)，安全平臺(tái)寬度6 m，清掃平臺(tái)寬度14 m；

(2) 方案Ⅱ，臺(tái)階高度12 m，每2個(gè)臺(tái)階并段，并段之后24 m，每并段之后留設(shè)1個(gè)清掃平臺(tái)，清掃平臺(tái)寬度14 m；

(3) 方案Ⅲ，臺(tái)階高度12 m，每2個(gè)安全平臺(tái)留設(shè)1個(gè)清掃平臺(tái)，安全平臺(tái)寬度4 m，清掃平臺(tái)寬度14 m。

通過(guò)計(jì)算，各境界方案的比較結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 開(kāi)采境界比較結(jié)果

由表1可知，雖然方案Ⅰ和方案Ⅲ采出礦量較方案Ⅱ多，但是采剝比較方案Ⅱ大，且基建期的剝離量較大，通過(guò)對(duì)比，確定方案Ⅱ境界是最優(yōu)的。

2.4 露天境界的確定

為準(zhǔn)確圈定露天境界，彌補(bǔ)三維軟件的不足，采用手工與三維優(yōu)化相結(jié)合的方式調(diào)整露天境界。在經(jīng)濟(jì)合理剝采比允許范圍內(nèi)，適當(dāng)在平剖面圖上調(diào)整開(kāi)采終了臺(tái)階，同時(shí)依據(jù)上述所確定的采場(chǎng)邊坡參數(shù)進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)公路、臺(tái)階設(shè)計(jì)。最終確定的露天境界長(zhǎng)×寬=1035 m×685 m，露天采場(chǎng)占地面積為68.67×104m2，礦山露天終了境界立體圖和平面圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 露天開(kāi)采最終境界終了立體示意

圖2 露天開(kāi)采終了境界平面

3 結(jié) 論

本文根據(jù)某銅礦的礦體賦存特征及開(kāi)采技術(shù)條件，通過(guò)盈利比較法確定了經(jīng)濟(jì)合理剝采比，然后結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)露天開(kāi)采境界的比較，確定臺(tái)階高度12 m，每2個(gè)臺(tái)階并段，并段之后24 m，每并段之后留設(shè)1個(gè)清掃平臺(tái)，清掃平臺(tái)寬度14 m為最優(yōu)方案，并通過(guò)手工與三維優(yōu)化相結(jié)合的方式進(jìn)行露采開(kāi)采境界的圈定與優(yōu)化，最終確定了適合礦山生產(chǎn)的露天開(kāi)采境界，對(duì)礦山的實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的指導(dǎo)意義。

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