銅山口銅礦露采降低礦石損失率的精細(xì)化管理

朱先艷

銅山口銅礦露采降低礦石損失率的精細(xì)化管理

朱先艷

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司銅山口銅礦，湖北 黃石市 435122)

銅山口銅礦礦石損失居高不下，為了解決該問(wèn)題，結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)技術(shù)改造，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理，開(kāi)展了礦產(chǎn)資源綜合利用和節(jié)約等精細(xì)化管理措施，使礦石損失率降低至4.41%，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限1.06 a，提高了礦山經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，為礦山可持續(xù)性發(fā)展提供了資源保障。

礦石損失率;可持續(xù)性;精細(xì)化;生態(tài)環(huán)境;服務(wù)年限

0 引 言

銅山口銅礦是大冶有色金屬集團(tuán)公司主要生產(chǎn)銅精礦產(chǎn)品礦山之一，1958年開(kāi)始籌建露天開(kāi)采，1979年露天完成基建剝離，于1984年上半年正式投產(chǎn)，現(xiàn)已開(kāi)采超過(guò)30 a。經(jīng)歷了小露天、Ⅱ號(hào)礦體北擴(kuò)、深部工程等3個(gè)時(shí)期，礦山露天開(kāi)采設(shè)計(jì)采選生產(chǎn)規(guī)模990 kt/a，選廠經(jīng)過(guò)多次磨浮設(shè)備更新改造后，現(xiàn)采選綜合能力為1300 kt/a，生產(chǎn)礦山銅6300 t/a?，F(xiàn)供礦以露天北擴(kuò)開(kāi)采為主，深部工程基建已接近尾聲。露天開(kāi)采對(duì)象是Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)礦體。露天開(kāi)采采用汽車開(kāi)拓運(yùn)輸，自上而下組合臺(tái)階開(kāi)采[1]，深孔爆破作業(yè)。

銅山口銅礦露采資源是有限的，但礦石損失量卻很大，僅2013年損失礦石78.9 kt。根據(jù)大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司提供的2013年底銅山口銅礦露天境界內(nèi)可采礦量為9502 kt，銅金屬量為49918.8 t(包括低品位礦石)。按實(shí)際采選綜合能力1300 kt/a計(jì)算，礦山服務(wù)年限只有7 a多時(shí)間。為了礦山可持續(xù)發(fā)展，降低礦石損失率，避免有限資源浪費(fèi)，從2013年開(kāi)始，銅山口銅礦采取一系列降低礦石損失的精細(xì)化管理，明顯降低了礦石損失率（見(jiàn)表1），最大限度利用了有限寶貴礦產(chǎn)資源，延長(zhǎng)了礦山生產(chǎn)服務(wù)年限，提高了礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

1 礦石損失產(chǎn)生源頭

在礦床開(kāi)采過(guò)程中，由于各種原因（地質(zhì)條件復(fù)雜、采礦方法不當(dāng)和運(yùn)輸問(wèn)題等）造成一部分工業(yè)儲(chǔ)量未能采出以及采下未能全部運(yùn)出而損失于露天坑或井下，稱之為礦石損失[2]。

表1 銅山口銅礦2013～2018年露天開(kāi)采實(shí)際綜合地質(zhì)品位與礦石損失率

1.1 礦石損失分類

（1）按開(kāi)采性質(zhì)分為：開(kāi)采損失和非開(kāi)采損失，開(kāi)采損失又分為：采下?lián)p失和未采下?lián)p失[2]。

（2）按損失合理性分為：合理?yè)p失和不合理?yè)p失[2]。

（3）按生產(chǎn)階段不同分為：開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割、采場(chǎng)回采、礦柱回采損失。

（4）按采礦方法及其生產(chǎn)工藝不同分為：崩礦（一次）損失、出礦（二次）損失。

（5）按損失性質(zhì)分為：不可避免損失與可避免損失[3]。

按開(kāi)采性質(zhì)中的開(kāi)采損失來(lái)分析銅山口銅礦露天產(chǎn)生礦石損失源頭，采取精細(xì)化管理措施。

1.2 礦石采下?lián)p失

（1）因礦巖分區(qū)分穿分爆措施不當(dāng)，混入廢石造成礦石損失；

（2）層間礦、夾石等接觸帶附近圍巖在開(kāi)采時(shí)大量混入礦石，廢石混入率超標(biāo)，使這部分礦石不能被利用造成礦石損失；

（3）處理根底爆破時(shí)，礦石飛入圍巖范圍內(nèi)造成礦石損失；

（4）裝礦時(shí)將極少部分礦石裝入廢石造成礦石損失；

（5）運(yùn)輸途中拋灑下礦石造成礦石損失；

（6）低品位礦石直接當(dāng)廢石造成礦石損失；

（7）穿孔前平場(chǎng)時(shí)，將采下礦石墊在未剝離廢石平臺(tái)上造成礦石損失。

1.3 礦石未采下?lián)p失

（1）因?qū)嶋H礦體出現(xiàn)延伸不在露天開(kāi)采設(shè)計(jì)境界內(nèi)而不能開(kāi)采的造成礦石損失；

（2）開(kāi)采時(shí)出現(xiàn)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害而不能開(kāi)采的造成礦石損失。

2 降低礦石損失率精細(xì)化管理

經(jīng)過(guò)效益測(cè)算，降低礦石損失的同時(shí)可以增加礦山的利潤(rùn)，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限。根據(jù)現(xiàn)采選綜合能力為1300 kt/a，Cu綜合地質(zhì)品位0.58%，Cu回收率84%，礦山Cu按大冶有色內(nèi)部?jī)r(jià)3.7萬(wàn)元/t；Ag地質(zhì)品位4.4 g/t，Ag回收率35%，礦山Ag 按大冶有色內(nèi)部?jī)r(jià)2300元/kg。計(jì)算礦石損失率下降1%，能多回收礦山Cu 63.336 t，多回收礦山Ag 20.02 kg，在成本不變情況下，能增加利潤(rùn)238.95萬(wàn)元；降低礦石損失意味多采出礦石，減少了單位礦石基建成本，延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限。

礦石資源損失嚴(yán)重污染礦山企業(yè)內(nèi)部和周圍外部環(huán)境。有品位礦石當(dāng)作廢石運(yùn)到露天排土場(chǎng)經(jīng)風(fēng)吹雨淋，風(fēng)化氧化溶析流入河流湖泊和浸入地下，污染工業(yè)和民用水源[4]，直接威脅周圍農(nóng)田作物和河、湖、池塘生物，影響了山坡植被的生長(zhǎng)，破壞生態(tài)環(huán)境。

因此在礦山開(kāi)采中最大限度降低礦石損失率，是銅山口銅礦行之有效的舉措之一。

（1）建全礦石損失管理制度體系是降低礦石損失率的基礎(chǔ)工作。礦技術(shù)中心、露采車間技術(shù)人員既分工又合作履行各自職責(zé)。從2014年初，技術(shù)中心建立月度儲(chǔ)量臺(tái)帳、礦石損失率臺(tái)帳、規(guī)定計(jì)算方法、提供地質(zhì)平面圖等基礎(chǔ)資料，技術(shù)中心負(fù)責(zé)制定礦石損失管理制度、實(shí)施方案、流程、監(jiān)督分析執(zhí)行情況和考核績(jī)效，露采車間技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)跟蹤和收集礦石損失信息，并反饋到技術(shù)中心。

（2）合理布置生產(chǎn)探礦工程，提高炮粉取樣精度，是降低礦石損失率的關(guān)鍵工作。YZ-35型牙輪鉆、A7型潛孔鉆是銅山口銅礦生產(chǎn)探礦主要設(shè)備。Ⅱ號(hào)礦體分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)[4]較多，生產(chǎn)探礦布置合理，生產(chǎn)礦量計(jì)算準(zhǔn)確，為編制季度月度生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、礦石質(zhì)量和儲(chǔ)量平衡管理提供可靠地質(zhì)資料[3]。生產(chǎn)探礦設(shè)計(jì)時(shí)，厚大礦體用YZ-35型牙輪鉆探礦，網(wǎng)度(10～12.5) m×25 m；兩端尖滅礦體且厚度≤8 m時(shí)，用A7型潛孔鉆單孔探礦，間距10～25 m。一般間隔全炮孔十字取樣，每個(gè)炮粉重量≥2 kg；當(dāng)分支、夾石均多時(shí)，夾石高度≤2 m時(shí)，有礦段連同中間夾石炮粉只取一個(gè)樣；夾石高度＞2 m時(shí)，分二個(gè)取樣，并做好礦段高度記錄，每個(gè)炮粉重量≥1.5 kg。根據(jù)炮粉取樣化驗(yàn)結(jié)果，在每個(gè)平臺(tái)地質(zhì)平面圖上二次圈定礦體，利用礦山軟件，摸清臺(tái)階礦體產(chǎn)狀、走向、傾向、傾角、厚度，計(jì)算塊段品位、礦量，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和爆破設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（3）礦巖接觸帶上實(shí)行分穿分爆分鏟分裝分運(yùn)[5]是實(shí)施降低礦石損失率精細(xì)化管理具體措施。根據(jù)二次圈定地質(zhì)平面圖，在穿孔前分區(qū)插旗劃出礦巖界線，確定開(kāi)采礦石范圍，便于現(xiàn)場(chǎng)按分爆設(shè)計(jì)布孔穿孔爆破。當(dāng)開(kāi)采到礦體上下盤(pán)邊界或≥夾石剔除厚度2 m時(shí)，若礦體傾角10°～55°，兩者采用A7型潛孔鉆穿孔爆破；若礦體傾角≥55°或近似水平時(shí)，牙輪鉆穿孔爆破。采用孔內(nèi)微差逐孔松動(dòng)爆破[5]，為有效控制爆破地震、空氣沖擊波、飛石等危害，一次爆破牙輪鉆≤9孔，潛孔鉆≤16孔。礦巖接觸帶上禁止發(fā)生礦廢混爆現(xiàn)象，避免礦石混入廢石或大量廢石混入礦石而造成礦石損失。在爆堆現(xiàn)場(chǎng)上露采車間技術(shù)人員插旗分出礦廢分界線，鏟裝時(shí)盡量減少礦石混裝廢石中。合理現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理是降低礦石損失率重中之重環(huán)節(jié)[6]。

（4）平場(chǎng)和汽車運(yùn)輸途中，盡量避免礦石損失。穿孔前平場(chǎng)時(shí)，電鏟、推土機(jī)司機(jī)不能將礦石平場(chǎng)在未爆圍巖臺(tái)階上，亦不能用礦石鋪路；防止運(yùn)輸途中上坡拋灑下礦石，鏟裝礦石時(shí)，運(yùn)輸汽車裝載系數(shù)≤85%，以免造成礦石損失。

（5）破坡回采礦石，廢石回填。因?qū)嶋H礦體出現(xiàn)少量延伸不在露天開(kāi)采設(shè)計(jì)境界內(nèi)而不能開(kāi)采的，為了減少礦石損失，在確保臺(tái)階邊坡穩(wěn)定條件下，編制回采方案，采取減震光面預(yù)裂控制爆破回采礦石，礦石回采后用大理巖回填，壓實(shí)。+26 m、+14 m臺(tái)階累計(jì)回采礦石53 kt。

（6）建設(shè)超低品位礦石堆場(chǎng)，開(kāi)展礦產(chǎn)綜合利用，節(jié)約礦產(chǎn)資源。超低品位礦石主要綜合品位在表外礦以下0.2～0.3%廢石，2015年為了實(shí)現(xiàn)超低品位礦石變廢為寶，高效回收利用，在露天采場(chǎng)內(nèi)非生產(chǎn)區(qū)域+14 m平臺(tái)建設(shè)超低品位礦石堆場(chǎng)。該堆場(chǎng)面積5500 m2，高約12 m，堆至+26 m平臺(tái)的標(biāo)高，堆放礦石約195 kt，作為高品位礦石配礦調(diào)節(jié)。2015～2017年銅山口銅礦為大冶市礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用示范項(xiàng)目企業(yè)之一，累計(jì)實(shí)際完成綜合利用低品位礦石1354.8 kt；礦山銅2877.37 t，實(shí)現(xiàn)銷售收入約8915.78萬(wàn)元。加強(qiáng)副產(chǎn)品銀回收，共回收礦山銀5856.77 kg，實(shí)現(xiàn)銷售收入約1347.055萬(wàn)元。3年總計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入約10562.835萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)1892.115萬(wàn)元；能延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限1.04 a。

3 結(jié) 論

礦石損失率是礦山生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。降低礦石損失率，就是避免有限資源浪費(fèi)，合理合規(guī)開(kāi)發(fā)、節(jié)約與有效綜合利用有限礦產(chǎn)資源，延長(zhǎng)礦山生產(chǎn)服務(wù)年限，提高礦山經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，保護(hù)了周圍生態(tài)環(huán)境，為礦山可持續(xù)性發(fā)展提供了資源保障[7]。2014年初至今銅山口銅礦采取降低礦石損失率精細(xì)化管理后，按表1，2014～ 2018年礦石損失率與2013年分別降低0.15%、0.31%、0.43%、0.47%、0.49%，按當(dāng)年實(shí)際露采生產(chǎn)能力計(jì)算，共計(jì)多回收礦石22.22 kt；增加礦山銅105.12 t；增加礦山銀33.75 kg；按大冶有色內(nèi)部計(jì)價(jià)，累計(jì)增加產(chǎn)值396.71萬(wàn)元，給企業(yè)創(chuàng)造一定經(jīng)濟(jì)效益?；厥盏V石22.22 kt，加上實(shí)際完成綜合利用低品位礦石1354.8 kt，總計(jì)利用礦石1377.02 kt；按實(shí)際采選綜合能力1300 kt/a，可延長(zhǎng)礦山生產(chǎn)服務(wù)1.06 a。特別是資源枯竭的老礦山企業(yè)，降低礦石損失率尤為重要。

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[6] 李奔騰.河南省鋁土礦地下開(kāi)采降低損失貧化的措施和方法[J].采礦技術(shù),2018,18(5):4-7.

[7] 孫祺年.降低采礦損失率和貧化率的研究與實(shí)踐[J] .采礦技術(shù), 2009,9(3):7-9+18.

(2019-02-28)

朱先艷(1966—)，男，湖北仙桃人，高級(jí)工程師，采礦工程專業(yè)，主要從事金屬礦山開(kāi)采技術(shù)管理工作，Email: 781630808@qq.com。