露天礦山配礦優(yōu)化研究分析

摘要：為了提升西藏玉龍銅礦礦產(chǎn)資源的利用率，保證礦石品位的均衡和穩(wěn)定，對礦石質(zhì)量進行管理和規(guī)劃，對西藏玉龍銅礦礦山配礦的優(yōu)化方案研究分析，將其輸入系統(tǒng)程序中，使之成為一套完整的優(yōu)化方案。經(jīng)過實驗分析，其優(yōu)化方案將使露天礦配礦優(yōu)化變?yōu)楹唵斡行А⑴涞V效率高，對企業(yè)經(jīng)濟效益有明顯提升的可行性方案，以滿足礦石的質(zhì)量要求，增加礦石產(chǎn)量?？茖W合理的配礦能夠保證礦石品位的穩(wěn)定，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，使企業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：露天礦山配礦；礦石質(zhì)量規(guī)劃；品位經(jīng)濟效益在西藏玉龍銅礦礦山生產(chǎn)中，使用配礦來進行礦石質(zhì)量規(guī)劃和管理。配礦的使用在礦山經(jīng)營生產(chǎn)中占主導地位，其主要是用來提升礦產(chǎn)資源的利用率，在配礦過程中保證礦石品位的穩(wěn)定。因其在開采過程中的科學運用，從而達到使配礦提升經(jīng)濟效益的目的。不過在現(xiàn)階段的礦山企業(yè)中，配礦的使用存在著兩方面的工藝難題［1］。一是因為配礦所需數(shù)據(jù)量巨大，從而拉低了有效工作率，通過人工數(shù)據(jù)整理編程所需時間過長，技術(shù)難度大，所需的生產(chǎn)信息傳輸困難，導致了礦石品質(zhì)不均勻，品位浮動大。另一點是由于礦石組成元素復雜，其品位變化較大。因此，在近年來我國礦山企業(yè)科技進步過程中，不斷地產(chǎn)生了新的配礦使用工藝，通過不同的技術(shù)來實現(xiàn)提高回收率、提升礦石品位、降低生產(chǎn)成本等有助于企業(yè)發(fā)展的重要條件。

1基本原理與配礦流程

1.1基本原理

配礦的實質(zhì)是根據(jù)礦山生產(chǎn)條件和環(huán)境，進行礦石質(zhì)量均衡的系統(tǒng)工程，將高低品位各不相同的礦石按照一定的比例進行混合，達到礦石品質(zhì)均勻。

配礦的主要作用是對礦石的質(zhì)量進行控制，所以在配礦的使用上，對于礦石品位的精確掌握是這項技術(shù)的核心內(nèi)容。對于不同礦石區(qū)域使用DIMINE軟件對可布孔平臺進行地質(zhì)模型估值，待化驗結(jié)果出來后建立爆堆數(shù)據(jù)庫，利用爆堆數(shù)據(jù)庫對礦石品級的劃分是對爆堆品位結(jié)果有直接的影響，目前在玉龍銅礦中用到的取樣方法有“掏心取樣法”“斷面刮粉取樣法”。掏心取樣法是18 m孔深的礦粉堆（含超深2 m）的坡面角為∠37°～∠42°，堆置高度為57～62 cm；12 m孔深的礦粉堆（含超深1.5 m）的坡面角為∠37°～∠39°，堆置高度為51～54 cm。根據(jù)礦粉堆形態(tài)（圖1a、1b），確保每層（3 m）礦粉取出體積相近，確保取樣的均勻和準確，設(shè)計出“掏心”取樣工具的直徑為65 mm，長80 cm，斜切角度為∠5°的取樣工具（如圖1c、1d）。

本文主要是對爆堆礦石品級分布以及使用DIMINE軟件優(yōu)化模型來進行研究，并且通過使用DIMINE軟件來進行數(shù)據(jù)分析，從而使露天礦山配礦技術(shù)得以優(yōu)化［2］。配礦的流程順序為：首先將需要用到的爆破平臺進行布孔，再利用潛孔鉆機穿孔取樣，穿孔直徑Φ140 mm，孔網(wǎng)參數(shù)6.5 m×4.5 m。臺階爆破采用垂直孔，孔深16.0～16.5 m，其中超深1.0～1.5 m，采用矩形或梅花形布孔，爆破平臺取樣時精確記錄取樣點的坐標位置，然后對樣品化驗，記錄爆破點的樣品的品位數(shù)據(jù)，確定其實際位置，運用化驗結(jié)果進行炮孔二次圈定，同時建立炮孔數(shù)據(jù)庫，再將炮孔數(shù)據(jù)庫進行導出，對爆堆進行不同的品位劃分，接下來對以上內(nèi)容進行重復操作，一直到每一個爆堆都估算完成，最后利用DIMINE軟件進行網(wǎng)格估值，輸入配礦參數(shù)后把估值計算的模型及數(shù)據(jù)導出，綜合配礦參數(shù)，最后得到優(yōu)化的配礦結(jié)果。目前玉龍銅礦的主要配礦方法主要有：采礦區(qū)內(nèi)配礦、礦倉配礦、儲礦堆場配礦、聯(lián)合法配礦，其他還有洗礦配礦、均化配礦等。

（1） 采礦區(qū)平臺配礦法

采礦區(qū)平臺配礦是指在同一采區(qū)平臺上，按照配礦規(guī)程，將高低品位礦石在平臺上一個接一個地爆堆成一定比例的配礦，并按照生產(chǎn)指標，將同一采區(qū)內(nèi)的礦石按月進行配礦，并將其送到粉碎站進行粉碎。此法操作簡便，生產(chǎn)效率高。但在實際應(yīng)用中，需要提供高精度的礦床地質(zhì)品位數(shù)據(jù)。

（2） 礦倉配礦

料倉配礦一般適用于距離礦山較遠、有配礦倉的情況。配礦倉和一般的礦倉不同，它的空間是根據(jù)配礦量和選擇的品位來設(shè)置和劃分的，根據(jù)不同的礦石品位來設(shè)置配礦倉的每一個空間的容量，根據(jù)開采的總需要來設(shè)置配礦倉的體積；根據(jù)不同的礦石等級，對其進行了二次配礦。

（3） 儲礦堆場配礦

儲礦堆場配礦方法適用于目前我國礦山開采中，一般都是低品位的，但為了實現(xiàn)選廠提供的優(yōu)質(zhì)資源的同時，又能使低品位的礦山得到充分利用，這時需要將相應(yīng)量的高品位礦石從采礦區(qū)輸送到較高品位的地區(qū)，并進行配礦，以保證提供的優(yōu)質(zhì)礦石的穩(wěn)定性。堆場通常設(shè)在離破碎工位較近的地方，將礦石按等級分類。按這種方法配礦，不僅可以保證出礦的質(zhì)量，而且可以保證出礦的產(chǎn)量。在采礦區(qū)中，通常有35%～40%的低級礦存在。

（4） 聯(lián)合法配礦

聯(lián)合配礦是指通過料倉、貯礦、堆場方式來實現(xiàn)的。在礦山初期，由于采出的礦石品位很高，可以達到所需供給的品位，適宜采取料倉配礦方式。

由于受礦山環(huán)境的影響，采礦區(qū)的礦石品位已逐步不能滿足生產(chǎn)需要，為了保證高品位礦石的產(chǎn)量，需要加速對高品位的礦石進行拓寬。在靠近礦倉的地方，不但可以存放高等級的礦石，還可以按照礦山的要求存放不同等級的礦石，當需要某種等級的礦石時，可以從堆場中調(diào)取。

通過多年的生產(chǎn)實踐，我們找出一套適合玉龍銅礦各系統(tǒng)配礦的方法：三選廠適合采用采區(qū)內(nèi)配礦法；一、二選廠采用采區(qū)內(nèi)配礦加礦倉配礦并行的綜合配礦模式（使用多平臺斑巖及角巖按采區(qū)內(nèi)配礦法形成混合礦備于礦倉內(nèi)，再使用高品位硫化礦與混合礦按礦倉配礦法供入選廠）。采礦區(qū)內(nèi)配礦流程見圖2。

1.2配礦原則

（1） 均衡生產(chǎn)，確保出礦質(zhì)量。在一定時期內(nèi)，各采礦點的采礦量受礦石儲量、生產(chǎn)設(shè)備和人員等因素的限制。在制定配礦計劃的時候，要對每一個工作平臺出礦位置的生產(chǎn)能力進行充分的考慮，這樣才能彼此之間進行協(xié)調(diào)，實現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)與生產(chǎn)能力之間的平衡，才能達到礦山產(chǎn)量的要求。

（2） 貧富兼收，確保品位平衡。在實際開采中，各個出礦點的品位存在著很大的差別，而且在同一出礦點，不同階段的品位也有很大的起伏，因此，在配礦時要考慮到這一問題。礦場配礦的終極目標是利益最大化，而礦場的利益又取決于礦場的品位，所以配礦方案既要保證礦場的產(chǎn)量，又要確保礦場的平衡。

（3） 精煉。隨著露天礦資源儲量的逐步減少，礦石品位的相對降低，采礦企業(yè)為追求更大的利益，其生產(chǎn)成本不斷提高；對每一道工序都有更高的要求。所以，礦石的配比必須要精確，要準確，要快速。

（4） 成本控制。在制定露天礦配比方案時，既要兼顧礦石的產(chǎn)量，又要兼顧礦石的質(zhì)量，減少消耗，降低成本。在保證礦井安全的條件下，應(yīng)該選用費用最少的一種方法。

1.3配礦方案優(yōu)化取得成績

1. 品位波動幅度減少（詳情見圖3、圖4）。

2. 選礦、冶煉回收率有所提高，如圖5所示。

2工程應(yīng)用

這種配礦優(yōu)化技術(shù)在實際操作中也有著不俗的表現(xiàn)，使用配礦優(yōu)化技術(shù)從而實現(xiàn)礦山企業(yè)發(fā)展，在經(jīng)濟效益和生產(chǎn)中都貢獻了很大力量，本文所介紹的優(yōu)化技術(shù)是現(xiàn)在礦山行業(yè)中使用效果最好并且最具實用性的露天礦山配礦優(yōu)化技術(shù)［3］。

3結(jié)果分析

通過上述配礦使用，在結(jié)果中可以清晰地看到配礦優(yōu)化技術(shù)對于傳統(tǒng)技術(shù)有著巨大的進步，在DIMINE系統(tǒng)中的操作技術(shù)下，通過其操作過程，使得露天礦山配礦技術(shù)基于傳統(tǒng)配礦技術(shù)有著實質(zhì)性的提升。在計算、操作方面也更加簡單、快捷，不僅滿足生產(chǎn)需求，還極大地增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益，保證礦產(chǎn)資源質(zhì)量。另一方面，因為使用不同的爆堆對不同礦石區(qū)域有一定的作用，極大程度地降低了礦石品位的浮動變化，保證了出礦的礦石有著極高的品質(zhì)，縱觀整體結(jié)果來看，在礦體復雜爆堆，炮孔二次圈定根據(jù)平臺地質(zhì)編錄、炮孔現(xiàn)場測量等手段對礦體模型優(yōu)化，優(yōu)化后的礦體模型和DIMINE軟件結(jié)合使用對露天礦山配礦技術(shù)有極大的提升。4未來發(fā)展

通過以上說明和案例分析，優(yōu)化后的礦體模型和DIMINE對于露天礦配礦有實際作用。那么在未來礦山企業(yè)在露天礦生產(chǎn)過程中可以引用這種技術(shù)從而達到生產(chǎn)上的進步。在這套系統(tǒng)中，對于爆破堆形態(tài)穩(wěn)定和品位分布變化較小的情況下有著良好的作用，但是對于爆破堆穩(wěn)定性較差，品位分布范圍廣的露天礦山還達不到很理想的效果。還要將其拋擲情況、改進爆破堆品位設(shè)置計算、對爆破堆品位預(yù)算方法的深入探討等問題加入到研究項目中。所以在未來發(fā)展過程中，還需要通過不斷的研究，進一步提高模型數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)，對于爆破堆品位分布預(yù)算和爆炸形態(tài)、數(shù)據(jù)模型處理技術(shù)也將成為今后露天礦配礦優(yōu)化方案研究重點。使得這套露天礦配礦優(yōu)化方案更成熟，能力范圍更廣。

5結(jié)論

綜上所述，本文對于西藏玉龍銅礦露天礦山配礦優(yōu)化技術(shù)進行分析。在許多配礦優(yōu)化工藝中選擇優(yōu)化礦體模型和DIMINE軟件結(jié)合的優(yōu)化技術(shù)來作為主要內(nèi)容。而且找出實際案例進行說明，來體現(xiàn)這種配礦優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)越性和實用性，也驗證了這套配礦優(yōu)化方案在具體企業(yè)生產(chǎn)中的實際性能。通過案例的研究結(jié)果可以看到，本文中提出的露天礦配礦優(yōu)化方法有著清楚的數(shù)據(jù)展示能力、簡約的操作過程、快速準確的數(shù)據(jù)處理能力從而使得配礦技術(shù)變得簡單，大大地提高了露天礦山的生產(chǎn)能力。

參考文獻：

［1］于輝勝，朱文景，馮紅剛，等.露天礦山開采配礦方案的經(jīng)濟效益分析與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2021，37（6）：1416，22.

［2］劉思魯.大型露天鐵礦多目標配礦優(yōu)化模型及應(yīng)用［D］.西安：西安建筑科技大學，2022.DOI：10.27393/d.cnki.gxazu.2022.000666.

［3］孟倩倩.多金屬露天礦多目標生產(chǎn)配礦優(yōu)化研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2019.DOI：10.27393/d.cnki.gxazu.2019.000345.

作者簡介：陳學成，男，青海民和人，本科，研究方向：露天礦配礦優(yōu)化研究分析。