露天采場配礦技術(shù)在管理中的應(yīng)用

侯艷濤

摘 要： 露天采場配礦管理技術(shù)方法。若能合理應(yīng)用，可提高入選礦石的均勻性、穩(wěn)定性，降低入選品位的波動程度，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和穩(wěn)定工藝指標(biāo)，從而達(dá)到充分利用不可再生礦產(chǎn)資源之目的。紫金山金礦采用配礦技術(shù)組織礦石生產(chǎn)，控制礦石質(zhì)量，取得良好效果，實(shí)現(xiàn)了礦山的持續(xù)生產(chǎn)與不斷發(fā)展。這是紫金山金礦21世紀(jì)初期的管理情況，現(xiàn)在把當(dāng)年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來，以饗讀者。

關(guān)鍵詞： 紫金山金礦； 礦石質(zhì)量； 采場配礦； 生產(chǎn)管理

前言

紫金山金礦床是我國一座特大型低品位氧化礦床，地處福建西部，經(jīng)過多年不斷地開發(fā)和研究，在采、選、冶方面有重大進(jìn)步和創(chuàng)新。在21世紀(jì)初期的2000年采礦工藝從地下開采轉(zhuǎn)變成全面露天開采，并在黃金礦山中率先采用先進(jìn)的高陡幫開采技術(shù)，現(xiàn)已形成一套與大型生產(chǎn)規(guī)模相配套的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)和采剝工藝，入選品位從原設(shè)計(jì)的3.8×10-6降至0.3×10-6左右，采選規(guī)模和黃金產(chǎn)量一躍成為全國同類礦山之首。2004年生產(chǎn)能力1600萬t/a，產(chǎn)金超過10t。2003年，紫金山金礦“含金固體廢棄物”的綜合開發(fā)利用工程啟用后，根據(jù)生產(chǎn)的需要設(shè)立了3個(gè)選礦廠。因各選礦廠的選礦工藝流程不同，對礦石的質(zhì)量要求也不同，而提高礦產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵在于控制礦石品位及雜質(zhì)等指標(biāo)的穩(wěn)定性。紫金山金礦在生產(chǎn)過程中通過應(yīng)用配礦技術(shù)控制金礦石質(zhì)量，取得良好效果。

1. 地質(zhì)概況

紫金山金礦床屬高硫淺成低溫?zé)崛趸V床，主要發(fā)育于北西向構(gòu)造—隱爆角礫巖密集帶及其上下碎裂花崗巖構(gòu)造破碎帶中。金礦體產(chǎn)于蝕變花崗巖及穿插于其中的隱爆角礫巖、構(gòu)造碎屑巖、英安玢巖脈內(nèi)，位于潛水面以上的氧化帶中，礦體與圍巖之間沒有明顯分界線，工業(yè)礦體靠系統(tǒng)采樣化驗(yàn)圈定。

紫金山金礦礦石的化學(xué)成分簡單，以SiO2為主，含量一般均在90%以上，其次為Fe2O3、Al2O3，其它組分含量甚微，其礦石多元素分析見表1[1]。

礦石中主要有益組分為金，金礦物為自然金，主要賦存于孔隙、裂隙中，賦存狀態(tài)以裂隙金為主，占77%；晶隙金占15%，包體金占8%，伴生有害組分含量極低。金含量一般為0.5～8×10-6。紫金山金礦的采場高差大、品位懸殊，從各個(gè)中段平硐、露采平臺的資料對比可見，在910m～670m標(biāo)高之間具有明顯的富集趨勢，不僅品位高，而且儲量也大，自上而下品位呈跳躍式。670m～600m標(biāo)高，金含量自上而下有逐漸降低趨勢。910m～1138m標(biāo)高，金含量自下而上則呈跳躍式緩慢降低。

2. 紫金山金礦的采選工藝

紫金山金礦屬高山型礦床，采用國際上先進(jìn)的開采工藝技術(shù)—陡幫開采，[2]經(jīng)過多年來不斷的開發(fā)和拓展，露天采場現(xiàn)已形成了772m以上為山坡露天，最高標(biāo)高1050m，垂直高差達(dá)278m；772m以下為凹陷露天，設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高616m，垂直高差為166m。露天開采工藝穿孔設(shè)備孔徑Ф165mm的潛孔鉆機(jī)，孔網(wǎng)參數(shù)6m×5m，用粒狀銨油炸藥爆破，非電導(dǎo)爆管系統(tǒng)起爆。鏟裝用PC400、VOVAL360等挖掘機(jī)承擔(dān)，采場內(nèi)用汽車運(yùn)輸，噸位20t～60t。

由于紫金山金礦礦石品位低，具有氧化程度高、雜質(zhì)少等的特點(diǎn)，屬易浸易選礦石。目前紫金山金礦有3個(gè)選礦廠，第一選礦廠和第二選礦廠處理原礦石品位在0.5×10-6以上，采用兩段開路破碎、一次篩分、洗礦和兩次分級預(yù)處理礦石后進(jìn)行重選、細(xì)粒炭浸、粗粒堆浸的聯(lián)合工藝；第三選礦廠是一個(gè)固體廢棄物綜合利用與環(huán)境治理系統(tǒng)工程，處理品位為0.3～0.5×10-6的礦石，采用不破碎，直接篩分洗礦、重選、分級后細(xì)粒炭浸、粗粒堆浸工藝。

3. 礦石品位指標(biāo)的確定

臨界品位指標(biāo)確定是配礦過程中一項(xiàng)必不可少的程序，其方法很多，而該礦采用的是價(jià)格法。它是根據(jù)從礦石中提取單位最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本不超過該產(chǎn)品銷售價(jià)格的原則來確定工業(yè)品位的方法?，F(xiàn)以價(jià)格法來分析。

3.1 噸礦臨界品位的公式推導(dǎo)

F總=F采+F選+F冶+F綜 （1）

式中：F總-礦石的總成本，元/t；

F采-采礦成本，元/t；

F選-選礦成本，元/t；

F冶-冶煉成本，元/t；

F綜-礦山企業(yè)的綜合管理成本，元/t。

F總=C臨ε選ε冶（1-r）k （2）

式中：C臨-礦石的品位，×10-6；

ε選-選礦綜合回收率，%；

ε冶-冶煉回收率，%；

r-開采貧化率，%；

k-黃金當(dāng)前價(jià)格，元/g。

3.2 噸礦臨界品位的計(jì)算

以2003年為例，經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)如下：

選礦回收率ε選=80.4%；冶煉回收率ε冶=97%；采礦貧化率r=19.3%；黃金價(jià)格k=98元/g；處理1t礦石的總成本F總=38.49元/t，根據(jù)上述公式計(jì)算可得C臨=0.624g/t。

2003年，紫金山礦床的臨界品位C臨為0.624g/t，實(shí)際上，臨界品位指標(biāo)是動態(tài)的，隨各選礦廠的回收率、生產(chǎn)成本不一樣及市場黃金價(jià)格等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化而變化。2005年，紫金山金礦根據(jù)生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確定第一選礦廠和第二選礦廠供礦的臨界品位指標(biāo)為0.5×10-6，第三選礦廠處理的礦石品位指標(biāo)為0.3～0.5×10-6。

3.3 配礦后平均品位的計(jì)算公式

采礦管理人員根據(jù)各選礦廠的品位指標(biāo)要求，對各出礦點(diǎn)礦石品位進(jìn)行配比計(jì)算，公式如下：

配礦后的平均品位：

C平=∑Ci×Qi/∑Qi （3）

式中：C平-配礦后的平均品位，×10-6；

Ci-各出礦點(diǎn)礦點(diǎn)的品位，×10-6；

Qi-各出礦點(diǎn)礦點(diǎn)的礦量，t。

3.4 出礦品位要求

C出=C平≥C臨

4. 配礦技術(shù)的應(yīng)用

4.1 配礦要求及模型

及時(shí)準(zhǔn)確地提供各出礦點(diǎn)及各選礦廠的品位和礦量需求信息，當(dāng)實(shí)際出礦品位高于選礦廠的品位指標(biāo)要求時(shí)，要配入低品位礦石，相反，配入高品位礦石。[3]

配礦模型。采用按比例要求同時(shí)混入法，根據(jù)選礦廠要求的品位和礦量及出礦點(diǎn)實(shí)際的高、低品位數(shù)量按式（3）計(jì)算，現(xiàn)以兩個(gè)出礦點(diǎn)為例計(jì)算其配礦比K：

K=（C1-C出）/（C出-C2） （4）

式中：C1-出礦點(diǎn)1#的平均品位，×10-6；

C2-出礦點(diǎn)2#的平均品位，×10-6。

例：二選礦廠要求的品位指標(biāo)是0.5g/t，而856平臺出礦點(diǎn)1#的品位0.86g/t，844平臺出礦點(diǎn)2#的品位0.35g/t，其高、低品位礦石的配礦比K=2.4，即每入堆礦石出1車856平臺礦石，要入堆844平臺2.4車礦石。

4.2 配礦的管理

采場配礦要以礦石的各主要組分的分析結(jié)果為依據(jù)，包括出礦點(diǎn)的計(jì)劃、運(yùn)輸組織、出礦點(diǎn)的出礦管理等環(huán)節(jié)。

4.2.1 出礦點(diǎn)的計(jì)劃

地質(zhì)人員應(yīng)用最新生產(chǎn)勘探資料、地質(zhì)勘探資料重新進(jìn)行儲量計(jì)算，綜合研究礦體賦存規(guī)律，根據(jù)采礦車間提供的穿爆區(qū)域，按公司下達(dá)的品位要求進(jìn)行圈定礦體，現(xiàn)場劃分界線，提供IDS操作系統(tǒng)所繪制的礦塊品位投影總圖給采礦車間，有計(jì)劃地組織生產(chǎn)，在有條件的地方盡量安排分穿分爆，為配礦提供更準(zhǔn)確的資料。

礦山配礦前要通過爆破鉆孔超前取樣，通過分析等手段弄清礦塊分布和出礦點(diǎn)礦石的種類、品位及有害雜質(zhì)等指標(biāo)，并根據(jù)各鉆孔品位與其地質(zhì)構(gòu)造、形態(tài)、厚度等地質(zhì)資料繪制成出礦點(diǎn)品位布置圖，把圖反饋給采礦車間進(jìn)行生產(chǎn)組織。

提高穿孔爆破質(zhì)量，減少因采挖高度變化引起的供礦點(diǎn)品位誤差。爆破后由測量人員進(jìn)行實(shí)測，在出礦點(diǎn)上用明顯標(biāo)識（用小紅旗和小綠旗，插入出礦點(diǎn)）圈出各單元礦塊的界限。

4.2.2 配礦的運(yùn)輸組織

采場配礦關(guān)鍵在于礦石生產(chǎn)過程中的運(yùn)輸組織。實(shí)質(zhì)是通過控制出礦點(diǎn)的產(chǎn)量來調(diào)整出礦品位，根據(jù)紫金山各選礦廠實(shí)際情況，結(jié)合采場運(yùn)輸成本控制要求，其礦巖的運(yùn)輸路線（見表2所示）。

4.2.3 出礦點(diǎn)的管理

（1）通過礦石出礦管理來控制礦石的質(zhì)量。采礦車間根據(jù)所掌握的出礦點(diǎn)資料并結(jié)合回采順序、采掘、工作平臺寬度、鏟裝線長度等開采條件制定配礦計(jì)劃或方案，安排相應(yīng)的鏟裝設(shè)備、鏟裝方向和順序、礦石去向、運(yùn)輸線路等內(nèi)容。

（2）掌握出礦點(diǎn)的質(zhì)量指標(biāo)，確保采裝質(zhì)量，紫金山金礦采用固定配比調(diào)車配礦，即根據(jù)礦塊資料和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)判斷相結(jié)合取值，計(jì)算配比值，分別向各出礦點(diǎn)的挖掘機(jī)派車。鏟裝作業(yè)人員根據(jù)要求進(jìn)行鏟裝，輸出礦石必須達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，采裝過程中如目估礦石品位與預(yù)期品位有較大的差異應(yīng)及時(shí)反饋。

（3）在礦石運(yùn)輸過程中，運(yùn)礦司機(jī)嚴(yán)格執(zhí)行指令，出礦車輛掛牌作業(yè)，且內(nèi)容與實(shí)際相符，嚴(yán)禁竄平臺或竄堆場作業(yè)，并按不同品級和配礦要求的指定地點(diǎn)分別進(jìn)行卸礦。

（4）對于出礦點(diǎn)中的大塊用鉤機(jī)挑出后集中堆置，若是低品位大塊，則安排排棄，對于高品位的大塊，則進(jìn)行二次破碎，其破碎方式有鑿巖爆破或液壓碎石機(jī)破碎兩種。

（5）各選礦廠要密切配合，根據(jù)入選品位和粉泥礦比例及時(shí)反饋相關(guān)信息等。[4]

6. 結(jié)語

紫金山金礦通過礦石的合理調(diào)度與配比，礦石的配比符合性大大提高，礦石的入選粒度、品位波動極值大幅下降，礦石合格率達(dá)到90%以上，主要體現(xiàn)在溜井運(yùn)行順利，不易堵塞；選礦炭浸工藝的泥漿濃度降低；在不增加選礦處理量的情況下，滿足了選礦廠對高品位礦石的要求，并消化了現(xiàn)場許多的低品位礦石及粉礦，實(shí)現(xiàn)了采場各平臺的均衡下降等。

配礦是一項(xiàng)細(xì)致復(fù)雜的工作，配礦目的是控制礦石質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性。雖然紫金山配礦技術(shù)取得了良好的效果，但礦塊鉆孔取樣的代表性和礦層比較復(fù)雜的礦段實(shí)行分爆分采等方面還應(yīng)該進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

總之，配礦是一個(gè)不斷實(shí)踐的過程，每個(gè)露天礦山應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，對影響配礦效果的諸多因素逐一進(jìn)行分析，并找出關(guān)鍵性因素，然后采取相應(yīng)的技術(shù)措施，才能制定出更加嚴(yán)格、周密的配礦方案，確保礦山的持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 福建紫金礦業(yè)集團(tuán)有限公司.紫金山露天采場陡幫開采工藝的研究與應(yīng)用[R].福建上杭，科技成果鑒定資料，2003.11.

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[4] 李逢瑞，孔凡瓊·紫金山金礦露天開采境界與資源利用方案綜述[R].內(nèi)部文獻(xiàn)，福建省上杭縣，2005.

[5] 尚東匯，溫強(qiáng).淺談鄂爾多斯煤炭資源利用及存在的問題[J].西部資源，2014（1）.