復(fù)雜地質(zhì)條件下礦石鏟裝方向及挑選方式研究

王 瑜

（河鋼集團礦業(yè)有限公司司家營研山鐵礦地測作業(yè)區(qū)，河北 唐山 063700）

在當前礦業(yè)形勢不景氣的情況下，提高礦產(chǎn)品產(chǎn)量及產(chǎn)品回收率成為礦山自救的一項重要手段。對于采礦工作來說就是如何控制采礦損失、貧化與提高設(shè)備利用率[1]。在設(shè)備數(shù)量一定的情況下，降低損失率、貧化率與提高設(shè)備利用率兩者是對立的，如何協(xié)調(diào)這兩個問題成為關(guān)鍵所在。

1 司家營采場概況及資源分布特點

（1）采場概況。司家營露天采場采用水平臺階由上向下逐層開采，開采臺階高度12m～15m，開采礦石分氧化礦和原生礦，兩種礦石分采、分運[2]。采剝工藝為牙輪鉆機穿鑿中深孔，炸藥爆破崩落礦巖，單斗挖掘機裝載自卸汽車。

（2）資源分布特點。采場內(nèi)Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號礦體，各礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、品位變化都比較大，整體來看礦體分散，但好礦相對集中，主要在Ⅰ、Ⅲ號礦體中部。各礦體之間圍巖厚度較大，Ⅲ號、Ⅳ號礦體之間圍巖厚度達200余米，Ⅰ號、Ⅲ號礦體間圍巖自北向南逐漸變厚，在目前采場空間狹窄的情況下，易造成采場二級礦量失衡。

2 影響鏟裝及挑選的因素

2.1 地質(zhì)因素

①礦體形態(tài)。礦體形態(tài)復(fù)雜分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)、膨大收縮等現(xiàn)象非常普遍，礦體內(nèi)部夾石較多，夾石厚度普遍不大，基本都在2m～5m左右，開采過程很難進行剔除。②礦石性質(zhì)及質(zhì)量。礦石性質(zhì)影響鏟裝作業(yè)主要體現(xiàn)在礦體端部低品位區(qū)域挑選上，如果挑選不當會造成損失貧化的加大。③巖脈穿插。巖脈多以透鏡狀順層貫入變粒巖和礦層之中，擠壓礦體和圍巖，對礦體分布及產(chǎn)狀影響較大。④斷層與褶皺構(gòu)造。采場中的斷層、褶皺構(gòu)造給鏟裝及挑選工作帶來很多不利因素，造成采場貧化損失。

2.2 采掘參數(shù)及設(shè)備條件

（1）采掘參數(shù)。露天礦采掘參數(shù)主要包括臺階高度、工作平盤寬度等。工作面參數(shù)合理與否影響挖掘機的采裝工作。臺階高度大小受各方面因素的限制，如挖掘機工作參數(shù)、礦巖性質(zhì)和埋藏條件、穿孔爆破工作要求、礦床開采強度及運輸條件等。采場的臺階高度根據(jù)設(shè)備選型等情況確定為12m～15m，這對于電鏟、液壓鏟（正鏟、反鏟）來說影響不大，對于挖掘機局部地段臺階高度超出了挖掘機的最大挖掘高度，一定程度上影響了小設(shè)備挑選作業(yè)的效率。

（2）設(shè)備條件。采場鏟裝設(shè)備有：10m3、16m3電鏟，6m3、20m3的液壓鏟，1m3～3m3挖掘機。應(yīng)該說設(shè)備齊全，尤其大設(shè)備鏟裝效率比較高。由于設(shè)備鏟斗尺寸較大，在開采厚度較小的礦體或挑選夾石方面易造成損失及貧化，而且會影響鏟裝效率。另外，兼顧供礦和排巖的同時，要進行礦巖的精細化挑選，大設(shè)備數(shù)量較少的問題就暴露出來。

2.3 采場布局因素

由于開段溝設(shè)在了Ⅰ號礦體和Ⅲ號礦體中間，造成了目前絕大部分Ⅲ號礦體和全部的Ⅳ號礦體都要從礦體的下盤采礦，這很大程度上增加了礦石挑選及夾石剔除的難度。另外，由于運輸?shù)缆凡贾迷陂_采區(qū)域礦體的上盤，造成了部分臺階開段溝要沿著礦巖交界的區(qū)域掘進，影響了鏟裝效率以及礦石的回收。

3 采剝生產(chǎn)情況分析

根據(jù)估算各月采剝量，結(jié)合采場的生產(chǎn)情況以及確定的重點挑選區(qū)域，對各月實際鏟裝推進方向進行分析，并對各區(qū)域的小設(shè)備礦巖挑選數(shù)據(jù)進行了整理，評價了當前挑選效果。

3.1 估算挑選量

按照礦巖厚度情況確定可進行礦巖挑選的區(qū)域，根據(jù)礦石品位高低、鏟裝方向等條件，確定各區(qū)域最小可采厚度及最大夾巖剔除厚度，然后據(jù)此估算各采礦區(qū)域混入的巖石量和損失的礦石量。估算分析，主要有以下幾個區(qū)域需要進行礦巖挑選：Ⅳ號礦體、Ⅲ號礦體西側(cè)端部由于采用下盤開采上盤巖石需要進行剝離；Ⅲ號礦體西南部-97m、-112m臺階礦巖厚度較小且互層，需要小設(shè)備輔助挑選作業(yè)；Ⅲ號礦體北部礦體走向形態(tài)復(fù)雜，局部扭曲嚴重，在礦巖交界處需要進行礦巖挑選。

3.2 鏟裝方向分析

從推進方向來看，-97m、-112m臺階Ⅳ號礦體、Ⅲ號礦體西幫均從礦體下盤開采，但由于這些位置礦體內(nèi)部夾巖較少，推進速度普遍較快，在礦體上盤與圍巖交界處，由于需要從上盤剔巖推進速度明顯減緩；Ⅲ號礦體南北兩端基本上沿礦體走向推進，尤其礦巖復(fù)雜區(qū)域各月推進量均比較??；Ⅰ號礦體均從上盤開采，開采區(qū)域礦體較規(guī)整，內(nèi)部夾巖比較少。

3.3 挑選情況

由于目前采用外委小設(shè)備輔助配礦，窄小礦體均使用外委小設(shè)備進行作業(yè)，供礦數(shù)據(jù)未能統(tǒng)計，造成目前礦巖挑選量較少。另外，受采場推進方向影響，主要在礦體上盤位置進行巖石挑選。礦巖挑選作業(yè)主要在Ⅲ號礦體北幫，-97m、-112m、-127m臺階Ⅲ號礦體西部等區(qū)域。從挑選量來看，以剝巖為主。

4 采場損失、貧化區(qū)域劃分

Ⅲ號礦體中部、Ⅰ號礦體西部、Ⅳ號礦體北部礦體厚大，內(nèi)部夾巖較少，根據(jù)生產(chǎn)情況來看，這些區(qū)域基本無損失貧化，定為低損、貧區(qū)；Ⅲ號礦體西部、Ⅳ號礦體南部礦石品位偏低，局部礦體厚度較小且以氧化礦為主，為高損貧區(qū)；采場中部以原生礦為主，礦體厚度不大，比較零散，可適當加大貧化減少礦石損失，定為低損失高貧化區(qū)；采場南部、東南多為氧化礦，礦石品位較高，礦體內(nèi)部夾石較小，比較難剔除，可適當混入巖石以增加礦石回收，故定為低損失高貧化區(qū)。

5 鏟裝及挑選對損失、貧化的影響分析

綜上所述，對比各月不同采剝方向及礦巖挑選變化情況，分析其對兩率指標的影響，得出以下兩點結(jié)論：

（1）提高小設(shè)備挑選礦巖量，能夠有效降低損失和貧化指標。

（2）大設(shè)備作業(yè)推進方向以及開采位置礦體復(fù)雜程度對損失和貧化有較大影響，在礦巖混合部位沿礦體走向開采能夠有效減少損失、貧化。

6 實施效果

應(yīng)用損失、貧化分區(qū)指導(dǎo)編制采剝計劃及供配礦計劃，準確預(yù)測采場供礦品位，減少原礦品位波動。根據(jù)對鏟裝及挑選影響因素的研究，結(jié)合實際地質(zhì)情況，提出了鏟裝及挑選建議，有效降低了損失及貧化率。