淺談礦山企業(yè)控制和降低采礦損失率與礦石貧化率

楊國華

（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦，山東 萊州 261400）

就目前的情況來說，我國礦山存在的兩個(gè)主要問題還是可開采的礦山資源較少，缺乏周邊礦體探礦，第二個(gè)是礦山開采的時(shí)候，產(chǎn)生了大量的礦石損失以及礦石浪費(fèi)現(xiàn)象，導(dǎo)致開采量不高。這種情況對(duì)部分中小型礦山來說更為明顯，使得其面臨著較大的資源危機(jī)。一些礦山的地質(zhì)資源利用率也不高，一般的綜合回收率都在50%左右，因此幾乎一半的資源都被浪費(fèi)了，而且也無法在進(jìn)行回收利用。由于我國可供使用的礦產(chǎn)資源變得越來越少，為了供給國家各方建設(shè)的需求，提高礦山的利用效率就變得非常重要了，主要包含兩個(gè)方面，一個(gè)是降低采礦的損失率，另一個(gè)是降低礦石的貧化率。對(duì)于礦山來說，損失率和貧化率是決定一個(gè)礦山是否管理合格的標(biāo)準(zhǔn)之一，這兩個(gè)因素也會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成影響。雖然這兩個(gè)問題是急需解決的問題，但是一些礦山企業(yè)并沒有真正的做到落實(shí)下去，主要是因?yàn)閾p失率和貧化率是在開采的時(shí)候產(chǎn)生的一種無形的東西，他看不見摸不著，經(jīng)常遭到忽視。若是管理不得當(dāng)，就會(huì)使得礦石貧化的廢石流入到需要的礦石中，就會(huì)使得采礦的成本變高，若情況嚴(yán)重，還可能把礦石變成廢石。不但造成礦山企業(yè)的損失巨大，還會(huì)使得國家的礦山資源都浪費(fèi)掉了。

1 礦山開采過程中的概念、基本指標(biāo)及計(jì)算方法

在礦山開采的時(shí)候，把采石場(chǎng)沒有采得的礦石以及采得的礦石但是存在損失情況，將這部分稱為礦石的損失，所占的比例稱為礦石損失率，一般用百分?jǐn)?shù)來表示。將因廢石流入到原礦石中而使得礦石的品位下降的部分稱為礦石貧化，所占的比例用貧化率表示，貧化率通常為百分?jǐn)?shù)。廢石混入率說的是采到的礦石或者放出的礦石中廢礦石所占的比例。在礦石開采的過程中，產(chǎn)生損失的主要方式有兩種，分別是未采得的損失和采得的損失。礦石貧化也有兩種不同的貧化，分別是不可免貧化和可免貧化。在礦石的生產(chǎn)階段中，對(duì)礦石的貧化類型進(jìn)行分類時(shí)，可分為采礦貧化和放礦貧化兩種，或者也可以叫做一次貧化和二次貧化。礦石開采的時(shí)候，計(jì)算其損失率和貧化率時(shí)，有很多不同的方法，例如，在某個(gè)礦山開采的時(shí)候，抽得一部分的出礦車，將車內(nèi)的原礦取出來，對(duì)取出來的礦石和廢石分別進(jìn)行稱重處理，得到各自的重量之后，根據(jù)公式計(jì)算出礦石的貧化率。不同指標(biāo)的計(jì)算公式如下：

（1）假設(shè)礦石損失率為Po，則其計(jì)算公式為：Po=Qo/Q×100%，在計(jì)算公式中，Qo是采礦場(chǎng)沒有采得的礦石量，Q是采礦場(chǎng)圈定的地質(zhì)儲(chǔ)量。

（3）假設(shè)貧化率為r，其計(jì)算公式為：r=(C-Cb)/C×100%，其中，C為采礦場(chǎng)圈定地質(zhì)的品位，Cb為采礦場(chǎng)采得礦巖的混合品位。根據(jù)這些公式就可計(jì)算得出每個(gè)不同的指標(biāo)參數(shù)值，據(jù)此進(jìn)行礦場(chǎng)評(píng)估與管理。

2 貧化與損失產(chǎn)生的原因及后果

礦山企業(yè)管理礦場(chǎng)的過程中，礦石數(shù)量的損失與質(zhì)量的貧化技術(shù)指標(biāo)關(guān)鍵還是在于自然條件和人為因素，也就是礦體的賦存條件和礦石場(chǎng)開采所使用的科學(xué)技術(shù)與礦石生產(chǎn)管理的水平有關(guān)，各個(gè)影響因素如下文所述。

（1）自然因素。就我國的實(shí)際情況來看，大部分礦床的礦體形態(tài)都比較復(fù)雜，形狀不規(guī)則，呈現(xiàn)各種不同的形狀，尤其是金礦。此外，礦化也非常不均勻，很多靠刻槽化驗(yàn)來決定邊界，且每個(gè)獨(dú)立的礦體規(guī)模也不盡相同，出現(xiàn)了大小不一的情況較多，還非常容易發(fā)生變化。另外，極薄的礦脈和薄礦脈體基本占地質(zhì)儲(chǔ)量的一半以上，礦體的傾角變化幅度非常大，礦巖的穩(wěn)固程度不夠好，一半以上的礦巖都不穩(wěn)固。正是由于這些自然條件，使得開采礦石變得非常困難，造成開采者在設(shè)計(jì)和施工過程中產(chǎn)生了損失和貧化，導(dǎo)致我國的礦山損失率與貧化率非常高。

（2）其人為因素。礦山企業(yè)損失率和貧化率較高的因素主要還是人為因素。而人為因素也包含了各個(gè)不同的方面，例如采礦的方法、回采的工藝、采石場(chǎng)的施工質(zhì)量等都會(huì)造成以上兩個(gè)問題。人為因素主要有如下幾個(gè)：①采礦的方法選擇不合適，進(jìn)行礦山開采的時(shí)候，根據(jù)賦存的條件和礦巖的條件來看，很多采礦方法已經(jīng)不在適應(yīng)于現(xiàn)在的礦場(chǎng)條件。一些礦石開采單位因?yàn)榈V石管理技術(shù)的水平不夠高，不管是何種地質(zhì)條件，都使用了同一種采礦方法，這就導(dǎo)致礦山開采過程變得非常被動(dòng)，因此使得礦石損失率和礦石貧化率變高。比如說，一個(gè)礦場(chǎng)的傾角范圍是40到60度，礦體的厚度是兩條1和0.95的礦脈，這兩條中間有存在一個(gè)脈石，使得上下盤圍巖的構(gòu)造非常不穩(wěn)定，在這種開采條件下，若采用留礦法開采礦石，則會(huì)使得一次貧化率接近于三分之一，而損失率接近于五分之一，這就造成了大量的資源浪費(fèi)。但是，如果采用干式充填采礦法，那么就會(huì)使得采礦損失率和貧化率得到明顯的降低。②采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)不夠合理，主要變現(xiàn)就是選取的尺寸基本都是較大的，而且采場(chǎng)的暴露面積非常大，導(dǎo)致回采的周期變得更長，此外由于頂板的滑落還會(huì)致使礦石的貧化率更大。③回采的工藝不夠完善，一些礦山在開采的時(shí)候，經(jīng)常采用尾礦膠結(jié)充填的采礦方法，這種方法的缺點(diǎn)之一就是充填的工藝還不成熟，充填的料漿濃度不太高，使得水泥發(fā)生了離析過程，這就導(dǎo)致充填體的強(qiáng)度不高，造成礦柱的回采麻煩，加重了礦石的貧化率和損失率。還有部分礦山使用的是削壁充填采礦法，這種方法開采時(shí)由于充填鋪墊不太好，使得高品位粉礦滲入到充填料里，引起了富礦損失，進(jìn)而加劇了礦石的貧化率。此外，采礦場(chǎng)在回采的時(shí)候，其爆破參數(shù)的選擇也是加劇損失率和貧化率變高的主要因素。首先是因?yàn)楣?jié)理裂隙這些不連續(xù)界面以及爆破震動(dòng)作用，施工過程中采場(chǎng)的上盤與頂板挖的太過深入，導(dǎo)致超出了礦體的回采界限圍巖會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，這些坍塌的雜物混入到礦石中，使得礦石貧化率升高。其次，由于采場(chǎng)內(nèi)一些非常窄小的夾石層難以清除干凈，當(dāng)爆破發(fā)生后，這些東西就會(huì)混到礦石中，從而加劇了礦石貧化率。

（3）其管理方面因素。管理是否得當(dāng)將直接影響著礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，大部分礦山企業(yè)在一些比較明顯的主要部位都設(shè)有標(biāo)語，但是管理不完善也是導(dǎo)致礦石損失率和貧化率升高的主要因素。部分礦山在管理的規(guī)章制度建設(shè)方面不夠完善，或者監(jiān)督管理過程不夠仔細(xì)，在礦石開采過程中職在乎數(shù)量，不在乎開采的質(zhì)量，且開采的秩序混亂，導(dǎo)致很多壓礦無法及時(shí)回收礦柱，這就極大的加劇了礦石的損失。還有部分礦山的技術(shù)人員不多，很多管理工作都跟不上進(jìn)度，無法及時(shí)的圈定礦巖界限，因此采礦的過程就非常盲目，而且采空區(qū)也沒有及時(shí)的進(jìn)行處理，這些都會(huì)使得礦石的損失率和貧化率變高。

3 解決礦石貧化與損失的措施

根據(jù)礦石開采過程中造成損失和貧化的因素，思考如何降低其比例，如何解決分析的上述問題，盡最大可能的減小損失率和貧化率，是每個(gè)礦山企業(yè)需要考慮的問題，本章結(jié)合現(xiàn)有礦石開采存在的問題以及前人給出的經(jīng)驗(yàn)，給出解決礦石損失與貧化的相關(guān)措施。

（1）選擇合理的采礦方法。根據(jù)已有的實(shí)踐和其他企業(yè)的開采過程可知，采礦方法的選擇是否合理是決定礦石損失率和貧化率關(guān)鍵所在。對(duì)每一種采礦方法來說，都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及相應(yīng)的適用范圍，在選擇采礦方法時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選取。就算是某一個(gè)具體的采礦方法，它也存在很多的形式，例如削壁充填法。而在實(shí)際工程設(shè)計(jì)和開采過程中，通常都是使用取長補(bǔ)短的方法來優(yōu)化組合。就目前的情況來看，還沒有一個(gè)適用于礦脈的采礦方法，基本都是采用各種方法的組合以及變形，給出一個(gè)較為合理的方法。但是，這個(gè)組合過程一般都比較麻煩，經(jīng)常需要綜合考慮各個(gè)方面的因素，例如，礦巖的穩(wěn)定性、礦體的形狀、賦存的狀態(tài)以及礦石的性質(zhì)等等因素。這種通過組合不同的方法來進(jìn)行開采方法優(yōu)化的途徑已經(jīng)成為了采礦方法的發(fā)展方向，而且它也是減小損失率和貧化率的最有效方法之一。比如說，一些礦山以前采用的是淺孔留礦，它的損失率和貧化率分別在5%-10%以及40%-50%之間，通過一些工藝的改進(jìn)，采用充填法就可以將它們減小降到3%和25%以下，這樣的效果非常明顯。

（2）采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇要合理。在礦石開采過程中，要選擇一個(gè)合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，這樣能夠較好的控制采場(chǎng)的暴露面積，最大限度的減少了頂板脫落情況的出現(xiàn)，最終減小了礦石損失率和貧化率。

（3）完善回采工藝，加強(qiáng)采場(chǎng)技術(shù)管理。一般礦石的回采工藝包括：采準(zhǔn)、切割、鑿巖、爆破和出礦等步驟，這些步驟之間的聯(lián)系都是非常緊密的，任何一個(gè)步驟發(fā)生故障，都會(huì)影響采場(chǎng)的礦石指標(biāo)。在鑿巖過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，將炮孔的長度、角度和位置盡可能的設(shè)置到與設(shè)計(jì)值一致，在爆破時(shí)要選用一個(gè)合理的參數(shù)。在出礦的時(shí)候，一定要做到科學(xué)管理，在放礦的時(shí)候，單斗放礦量和粉礦的處理都要遵循要求和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。對(duì)一些經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常高的礦山，必須做好礦石底柱和人工假底的經(jīng)濟(jì)分析，以便最大限度的減少底部礦石的損失。

（4）加強(qiáng)地壓管理和采空區(qū)的處理工作。如今，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越快，很多比較先進(jìn)的采礦機(jī)械已經(jīng)投入到采礦工程中了，大部分地下礦山都是采用長錨索短錨桿，然后采用與金屬網(wǎng)聯(lián)合護(hù)頂?shù)募夹g(shù)。大力推廣簡(jiǎn)單易操作的爆破技術(shù)，采用小直炮孔高爆能技術(shù)，這些技術(shù)的使用和措施的采取基本改善了頂板的維護(hù)工作。而對(duì)采空區(qū)的處理工作來說，由于礦柱的合理處理，就會(huì)減少生產(chǎn)過程中的隱患，也減少了殘柱的損失，可以將資源進(jìn)行回收利用，不僅提高了礦石開采的安全性，還可以減小礦石的貧化率。

（5）強(qiáng)化施工質(zhì)量。礦山企業(yè)要加強(qiáng)經(jīng)營管理，完善與開采相關(guān)的規(guī)章制度，對(duì)兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)的考核力度要加大，在回采的時(shí)候，如若發(fā)生與設(shè)計(jì)不符的現(xiàn)象，一定要派相關(guān)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，對(duì)礦石進(jìn)行取樣分析，然后進(jìn)行整改。采場(chǎng)的整個(gè)過程都要進(jìn)行質(zhì)量管理，設(shè)置質(zhì)量監(jiān)測(cè)小組，加大采場(chǎng)的考核力度，發(fā)揮企業(yè)員工的工作積極性，盡可能的將損失率和貧化率減到最小。

4 結(jié)語

對(duì)礦山生產(chǎn)企業(yè)來說，礦石的損失率和貧化率一直都是企業(yè)管理的兩個(gè)重要指標(biāo)，它是反應(yīng)礦石質(zhì)量的關(guān)鍵，這是一切礦山都存在的共同問題，也是每個(gè)礦山必須要解決的問題。而解決這些問題方式都大同小異，根據(jù)文中所給的措施，能夠在一定程度上減小礦石的損失率和貧化率，有利于礦山企業(yè)的管理工作，也可以極大的保護(hù)國家的礦產(chǎn)資源，提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。