露天開采礦石的貧化與損失管理

楊忠初

（云南壯山實(shí)業(yè)股份有限公司，云南文山 663099）

0 引言

貧化損失管理作為礦山生產(chǎn)管理中的關(guān)鍵內(nèi)容，是衡量礦山開采技術(shù)與管理規(guī)范的基準(zhǔn)，且自身具備涉及面廣、綜合性強(qiáng)等優(yōu)勢特征。但如果礦石發(fā)生貧化現(xiàn)象則會增加礦石處理成本，損耗礦產(chǎn)資源。因此，應(yīng)該合理開發(fā)與利用礦產(chǎn)資源，不斷分析總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)對礦石貧化進(jìn)行有效預(yù)防，為礦石企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 礦山開采現(xiàn)狀及存在問題

1.1 開采現(xiàn)狀簡介

云南文山竽頭山石灰?guī)r礦于2001 年5 月開始建設(shè)，2002 年2 月正式開采。通過近二十年來開采生產(chǎn)統(tǒng)計和實(shí)地調(diào)查核實(shí)，采空區(qū)主要為南部III 號礦塊和II 號礦塊局部，標(biāo)高1420～1520m，局部采到 1410m，目前形成 1410m、1420m、1430m、1440m和1460m 五個開采平臺，并將礦區(qū)公路修至各平臺。露天礦山開拓運(yùn)輸采用直進(jìn)式公路開拓，汽車運(yùn)輸方式；采剝工藝方案為露天緩幫開采?，F(xiàn)結(jié)合該礦實(shí)際，就礦床開采技術(shù)條件對開采安全的影響作簡要分析

礦山自南向北推進(jìn)式開采，為了主廠區(qū)的安全逐漸轉(zhuǎn)向由西南向東北開采，目前礦山工業(yè)設(shè)施布置有：配電房、機(jī)修房、破碎車間等。礦山產(chǎn)品方案為水泥用石料，為優(yōu)質(zhì)建筑石料，開采方式為分臺階露天開采，開拓運(yùn)輸采用直進(jìn)式公路開拓，汽車運(yùn)輸方式。礦部、生活區(qū)、破碎站已形成，位于礦區(qū)范圍外及總廠內(nèi)，可延續(xù)進(jìn)行利用，基本滿足生產(chǎn)及生活的需要。

1.2 存在問題

通過十多年來開采生產(chǎn)統(tǒng)計和實(shí)地調(diào)查核實(shí)，實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模已超過為42 萬t/a，云南壯山實(shí)業(yè)股份有限公司決定擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模為 95 萬 t/a，采空區(qū)已形成 1394m、1410m、1432m、1454m、1474m 和1500m 標(biāo)高的 6 個開采平臺，采空區(qū)面積約達(dá)16.15hm2，歷年共采出礦石量為1614.80 萬t（統(tǒng)計量較年檢申報量增加了廢石土量），開采回收率95.25%。開采嚴(yán)格按設(shè)計進(jìn)行，除年開采量較設(shè)計的42 萬t/a 有增加外，未發(fā)生過安全、環(huán)保事故和礦石質(zhì)量不符等問題。

2 環(huán)境地質(zhì)條件對礦山開采的影響

主要污染源有噪聲、粉塵和廢渣，采礦對地質(zhì)環(huán)境影響和破壞程度較大。露天開采礦石和加工產(chǎn)生的粉塵、廢氣和廢水對周圍環(huán)境和地下水會造成一定的污染。

開采過程中應(yīng)加強(qiáng)加粉塵、廢氣排放的控制和管理工作，采取相應(yīng)措施，盡量減少粉塵和廢氣的排放量，減小對周邊環(huán)境的污染。礦產(chǎn)資源是不可再生資源，嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行開采，嚴(yán)禁亂挖、亂采，保護(hù)好礦區(qū)范圍內(nèi)的資源。對露天采場及破碎車間所產(chǎn)生的粉塵和廢氣，采用濕式作業(yè)，并配備灑水工對工作面、運(yùn)輸?shù)缆?、噴霧灑水。穿孔鑿巖采用濕式作業(yè)，在破碎設(shè)備的進(jìn)、排料口等產(chǎn)生粉塵較多、較集中的部位，設(shè)置密閉罩、機(jī)械抽風(fēng)、濕式除塵等措施。并加強(qiáng)個體防護(hù)，當(dāng)班作業(yè)人員一律配戴防塵口罩。要求治理后，產(chǎn)塵點(diǎn)粉塵濃度應(yīng)低于150mg/m3的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。

在采場生產(chǎn)時期還應(yīng)加強(qiáng)礦區(qū)周圍空地的植樹造林，以減少水土流失，粉塵飛揚(yáng)，凈化礦區(qū)周圍空氣，綠化、美化礦山環(huán)境。開采過程中對開采境界內(nèi)的高邊坡和失穩(wěn)邊坡實(shí)施工程和生物措施進(jìn)行加固，礦山服務(wù)終了后，對采場進(jìn)行土地再造工程，復(fù)土、植樹種草覆蓋或種莊稼，做好土地復(fù)墾工作。

3 礦石產(chǎn)生貧化與損失的主要原因

影響礦石發(fā)生貧化損失的原因有多種，例如礦體賦存條件、開采方式、管理及技術(shù)水平等因素都能夠引發(fā)礦石貧化。如果存在礦石生產(chǎn)勘探力度缺失、爆破方式不合理、采剝作業(yè)不規(guī)范等現(xiàn)象，一會導(dǎo)致礦石貧化損失，降低采礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益收入[5]，如表1 所示。

4 減少礦石貧化與損失的措施

4.1 穿孔爆破

根據(jù)礦巖物理性質(zhì)、巖石完整性特點(diǎn)及礦山生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)計采用3 臺潛孔鉆機(jī)（H00110）作為穿孔設(shè)備。露天采場采用中深孔爆破，爆破參數(shù)為最小抵抗線4.8m，孔間距5.0m，排間距4.0m，鉆孔傾角75°，孔深17m，鉆孔直徑為110mm，炸藥平均單耗為0.17kg/t。采剝作業(yè)面采用多排孔微差爆破，炸藥采用2＃巖石炸藥，塑料導(dǎo)爆管起爆。每個作業(yè)面每周爆破1 次，采場每周爆破2 次。處理大塊礦石采用液壓破碎錘破碎。炸藥年總耗量為76.5t，一次爆破藥量不超過5t。爆破后的大塊要求控制在1000mm 以下，大塊率應(yīng)控制在5%以內(nèi)。

表1 露天開采礦石的貧化與損失

4.2 提高露天礦采礦裝備水平

根據(jù)礦山年剝采量要求，露天采場采用的準(zhǔn)備水平如下：穿孔采用3 臺H00110 型潛孔鉆機(jī)，鏟裝采用2 臺KD320D 型挖掘機(jī)配合1 臺ZL-50 型輪式裝載機(jī)完成；運(yùn)輸由6 臺25t 自卸式載重汽車完成。主要設(shè)備配置見表2。礦山采用公路開拓，自卸汽車運(yùn)輸。根據(jù)礦山產(chǎn)量，需配備25t 自卸汽車6 臺。采出礦石集中到運(yùn)輸平臺，由挖掘機(jī)或輪式裝載機(jī)裝入汽車，直接運(yùn)往破碎站的破碎卸料平臺。根據(jù)礦床埋藏條件、礦山生產(chǎn)規(guī)模，選擇公路運(yùn)輸開拓方案。首采區(qū)定于礦體北東部，總出入溝口設(shè)于現(xiàn)已關(guān)閉的采石場內(nèi)，采礦整平至1425m 標(biāo)高水平形成裝礦運(yùn)輸平臺，上部1455m 水平布置基建采準(zhǔn)工作面，對1470m 標(biāo)高以上進(jìn)行削頂采礦，1455m 水平裝礦運(yùn)至自破碎卸料平臺；1455m 水平以下采出礦石倒至1425m 水平運(yùn)輸平臺裝礦運(yùn)至自破碎卸料平臺。

5 露天礦排土

礦體直接出露地表，僅有少量零星覆土層，露天采場內(nèi)共剝離出廢土石實(shí)方體積約9 萬m3，松方體積約15 萬m3。根據(jù)建設(shè)方要求，不再設(shè)專門排渣場，初期剝離的廢渣土用于場地整平和摻料搭配利用，后期剝離的廢渣土作摻料綜合利用，礦區(qū)屬巖溶峰叢洼地地貌，地勢總體中部高，四周低，礦山開采最低標(biāo)高（1410m）均處于洼地以上。礦區(qū)內(nèi)充水主要為大氣降水，來源有限，另外，礦區(qū)內(nèi)地形起伏高差較大，坡度較陡，有利于自然排水，礦床中無地下水，地表及地下水對采礦活動無大的影響，所以露天采場境界外無需再設(shè)置防排水溝，露天采場主要通過自流排水。礦區(qū)無放射性鈾異常，也不存在對人體有毒的氣體，礦山在爆破、鏟裝、運(yùn)輸過程中會產(chǎn)生對人體有害的粉塵，礦山在開采過程中必須采取灑水降塵、工人佩帶防塵口罩等措施以降低粉塵對人體的危害。對環(huán)境地質(zhì)方面必須采取工程治理和植樹種草、復(fù)墾等生物治理相結(jié)合的措施對礦山進(jìn)行綜合治理。

表2 露天采場主要設(shè)備

6 結(jié)語

由于礦石貧化損失受多種因素所影響，應(yīng)該對礦山開采生產(chǎn)技術(shù)及管理水平進(jìn)行科學(xué)管理，選擇最為恰當(dāng)?shù)谋萍夹g(shù)與采礦工藝，保障相關(guān)工作人員具備較強(qiáng)的綜合素養(yǎng)與專業(yè)能力，能夠?qū)ΦV石貧化損失進(jìn)行妥善解決與治理。此外，礦山生產(chǎn)技術(shù)工作人員應(yīng)該對礦石貧化損失問題予以高度重視，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段，保障礦產(chǎn)資源質(zhì)量安全，為采礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供保障。