凉山矿业露天矿山矿石损失与贫化控制探讨

何名声

（凉山矿业股份有限公司， 四川 西昌市 615000）

凉山矿业露天矿山矿石损失与贫化控制探讨

何名声

（凉山矿业股份有限公司， 四川 西昌市 615000）

矿石损失和贫化是评价矿床开采的主要指标。介绍了凉山矿业股份有限公司落凼矿床地质简况和开采概况，针对该矿床的特点，分析了开采过程中矿石损失和贫化的影响因素，并从采矿工作面推进方式、采剥技术参数优化和技术管理等方面探讨了降低露天矿山矿石损失和贫化的途径。

露天矿山；矿石损失；矿石贫化；影响因素；技术措施

1 地质简况及开采概况

凉山矿业股份有限公司东露天采矿场1984年开始基建，1986年形成500t/d的生产能力，1992年再经扩建至1000t/d，1996年达到 1500t/d。2001年在拉拉铜矿的基础上组建成立凉山矿业股份有限公司，通过改扩建，2008年出矿能力达到5000t/d（165万t/a）。

1.1 地质简况

凉山矿业股份有限公司露天矿山所采矿床主要由1～5号矿体组成（占矿区总储量的97%），平均铜品位0.86%，矿体埋藏浅，一般呈似层状、透镜状，以重叠－叠瓦式形态产出，胀缩形象明显，分枝复合严重，有尖灭再现现象。矿体产状与围岩产状基本一致，受岩性和层位的控制，并随矿体褶曲弯曲。总体走向近东西或北西西，倾向南或南南西，倾角一般在20°～30°。

1.2 开采概况

根据落凼矿床地质条件等因素确定采用公路开拓、汽车运输，以2034m总堑沟口标高为界分为山坡露天部分和凹陷露天部分，山坡露天采用外部直进式公路开拓，并采用南北山头交替进线的布置方式。从最有利于开沟和从上盘向下盘推进的角度出发，凹陷露天部分的开拓公路，采用端部折返接下盘坑线的方案。采剥工艺为上部陡帮组合台阶剥离，下部缓帮采矿。

下部缓帮采矿时，沿矿体走向布置工作面、由南向北纵向推进，开采顺序由上往下分台阶开采，台阶高度12m，工作台阶坡面角55°～70°，最小工作平台宽度30m，安全超前距离100～150m。穿孔作业用KQ－200型潜孔钻及YQ－200型牙轮钻，铲装用4m3电铲配推土机，运输用32t和42t贝拉斯自卸汽车。

2 影响矿石损失和贫化的因素

凉山矿业股份有限公司露天开采过程中损失率和贫化率比较大，影响矿石损失、贫化的因素很多，归纳起来主要有以下几个方面。

（1）矿体产状复杂。极薄矿体和部分缓倾斜薄矿体（≤2m）无法采出造成损失，部分夹石太薄（≤3m）无法剔除造成贫化。因地质资料欠准确或矿岩界线不清，矿岩分爆线与矿岩分界线相差较大，会增大矿石损失或贫化。由于矿体不规则，在采用标准台阶作业时，一些边角矿石无法采出而损失，一些边角废石无法清除、部分围岩连同矿石一并采出造成贫化。

（2）开采技术条件。矿山开拓方式、采剥方式及采剥技术参数等是根据落凼矿区矿体埋藏较浅、矿体条数多而又相互重叠、表内外矿互相穿插、倾角缓、矿石品位中等、生产规模较大等确定的，开采过程中不可能严格按矿岩界线进行分爆分采，造成损失和贫化。随着生产规模的扩大，采矿强度越来越大，采矿台阶高度逐步改为12m，这也是造成损失和贫化增大的主要原因之一。

（3）施工图设计、生产组织、施工技术管理等。在实际工作中，由于设计中没有充分考虑现场施工的难度，或者施工过程中未严格按设计施工，造成台阶高程、矿岩分爆线或分爆面误差太大，增大了损失和贫化。由于采矿组织管理不善，将工业矿石当作废石倒入排土场造成矿石损失，或将废石混入矿石中造成贫化。

3 降低损失和贫化的途径

3.1 加强基础地质工作

加强生产探矿，结合已揭露的地质情况，综合分析拟采矿石块段的空间形态，以指导采矿设计。

凉山矿业股份有限公司近几年每年投入4000 m左右的探矿工程进行加密勘探，加密到25m×30 m，有些块段仍无法控制。这就要求根据矿山的具体情况，进一步加强地测资料的管理。为掌握矿体形态变化和开采情况，地测技术人员及时提供准确的生产地质资料。主要采取以下措施：加强台阶编录，整理和充分利用分台阶验收测量与地质取样编录资料；以采矿台阶为单位建立矿量台帐，及时准确地掌握各个采矿台阶采出矿量、损失矿量及存窿矿量的变化情况；根据矿床地质条件和采矿方法的特点，按月份、季度对开采过程中产生的矿石损失与贫化进行计算和统计。力求获得准确的地质资料，摸清矿体厚度、顶底板标高的情况，掌握矿体产状变化规律，为采矿设计提供更可靠的依据，为降低损失和贫化奠定基础。

3.2 选用合理的采矿工作面推进方式

采矿工作面推进方式对矿石损失贫化有很大影响。矿床地质条件相同，采用不同工作面推进方式，产生的矿石损失率和贫化率差异很大。以倾角30°、水平厚度25m、台阶高度12m、工作台阶坡面角60°计算，采矿工作面由矿体上盘向下盘推进（见图1），矿石损失率和贫化率为13.84%；由矿体下盘向矿体上盘推进（见图2），损失率和贫化率为27.91%；在矿体中沿矿体走向推进（见图3），矿石损失率和贫化率分别18.55%和22.77%，如果考虑设备因素，开段沟最小宽度25m，此时虽然损失率较小，为9.18%，但是贫化率却高达38.07%。当然根据矿体产状的不同，开采损失率和贫化率会有所不同，但不管矿体产状如何，采矿工作面由上盘向下盘推进比其它两种方式均能有效地降低矿石损失与贫化，只是降低的幅度不同而已。所以，正确选择工作面推进方式，也是降低损贫指标的主要手段之一，在采矿设计中应该优先考虑工作面由上盘向下盘推进的采矿方式。

图1 由上盘向下盘推进

图2 由下盘向上盘推进

图3 从矿体中沿矿体走向掘开段沟

凉山矿业股份有限公司露天矿山现在由于南部剥离的滞后，在实际施工过程中偶尔还存在从矿体中掘开段沟的情况，甚至采用工作面由下盘向上盘推进，这些无疑加大了损失和贫化。近两年施工图设计尽量按从矿体上盘向下盘推进（如图4所示，矿岩分爆面为AC、BD）设计，比采用由下盘向上盘推进（矿岩分爆面为AE、BF），矿石贫化和损失明显降低。

图4 实际推进方向与设计相反

3.3 优化采剥技术参数

采剥技术参数，如台阶高度，矿岩分爆线位置及分爆面倾角选取得合理，将会大大降低损失和贫化。如果根据矿体不同赋存状态选取不同的台阶高度，可以大幅度降低损失和贫化；最理想的矿岩分爆线位置就是矿岩分界线；最理想的矿岩分爆面就是矿岩分界面。这时候损失和贫化都是最小的。但是实际施工过程中是不可能达到的，所以只能尽可能选择最合理的参数。

在其他条件一定的情况下，露天开采矿石损失率和贫化率与台阶高度近似成正比，降低台阶高度可大幅度减小矿石损失与贫化。但台阶高度与其它参数也有联系，如工作帮坡面角、工作面推进速度、矿山工程的下降速度、采矿强度、生产剥采比均衡、采矿设备型号和生产成本等。凉山矿业股份有限公司在2001年前采矿台阶高度采用6m、剥离台阶高度采用12m，随着规模的扩大，考虑各种因素制约，现在台阶高度统一为12m。

设计院设计的台阶坡面角是55°～70°，但是到底是用55°还是用70°或者之间的某个角度，这就需要在实际生产中研究。多年实践和测量数据表明，露天矿山工作台阶坡面角接近60°。用70°圈定的矿岩分爆线和分爆面是不合适的，无形中增大了损失和贫化。按70°圈定矿体，按照贫损各半的原则，矿岩分爆面为AB、CD（见图5），理论损失率和贫化率均为16.49%，但是实际施工的台阶坡面角为60°（小于理论值70°），矿岩分爆面为AE、DF，实际贫化率和损失率比理论值稍小，为14.35%。现在设计中按60°对矿体进行圈定，设计和实际的矿岩分爆面均为GH、JI，则实际损失率和贫化率就更小，为13.84%。

图5 不同台阶坡面角的矿岩分爆面示意

3.4 加强现场施工管理，提高操作人员操作水平

生产单位要严格按照设计施工，并进行严格的技术监督指导，防止因台阶高程误差造成不必要的损失和贫化。

在施工到矿体顶底板时，采矿技术人员利用地质资料对穿孔、爆破进行指导，控制穿孔方向（潜孔钻可穿斜孔）和矿岩抛掷方向；地质技术人员充分利用潜孔钻（牙轮钻）穿孔取得的矿粉进行取样化验，进一步弄清矿体赋存情况；爆破后，地质、采矿技术人员依据钻孔取样结果和台阶编录资料对爆堆进行认真观察，绘制工作面草图，标出矿岩分界线，为采矿过程中降低矿石损失贫化提供技术保障。

加强对操作人员的教育培训，提高其操作水平，使他们具备识别矿岩的能力。加强采矿作业的技术组织管理，力求做到不让采下的矿石遗留在采场，尽可能剔除废石三角。当大型机械化作业难以达到目的时，可以临时改用小型机械和采用人工捡矿捡废等辅助措施。加强对各个生产环节的指导与管理，做到“清帮到位，采矿到边，剔除夹石，减少废石混入”。

4 结 论

近几年来，通过合理选择采矿工作面推进方式、采剥技术参数优化和加强技术管理等，凉山矿业露天矿山开采过程中损失率和贫化率逐年有所降低。2008年损失率9.04%，贫化率9.68%；2009年损失率8.71%，贫化率9.53%；2010年损失率8.65%，贫化率9.32%。

降低矿石损失和贫化是矿床开采过程中永恒的主题。矿山企业要根据自身矿体的特点，选择合理的开拓方式和开采方法，以最大限度地降低矿石损失和贫化。当然，也不能仅以损失率和贫化率指标数值的大小来判定矿山生产管理的优劣。矿石损失率往往随矿石贫化率的增加而降低，随矿石贫化率的降低而增加。在生产实践中，要从效益最大化和金属矿产资源的综合利用等方面综合考虑，经济合理地划定损失和贫化指标。

凉山矿业股份有限公司露天矿山目前损失和贫化都较大，还有降低的空间，所以应当把降低矿石损失、贫化作为改进矿山工作及提高经济效益的重要环节，结合矿山自身特点，从加强基础地质工作、采用先进开采技术、优化采剥技术参数和加强科学管理等方面开展工作，将矿石损失和贫化控制在经济合理的尽可能小的范围之内。

［1］ 刘德华，王和道，等.四川省会理县拉拉铜矿落凼矿区详细勘探地质报告［R］.成都：四川省地质局攀西地质大队，1982：99－100.

［2］ 张富民，潘 燮，常林彝，等.采矿设计手册（矿床开采卷上册）［M］.北京：冶金工业出版社，1999：272－278.

［3］ 彭辉宇，盛正岳，等.凉山矿业股份有限公司拉拉铜矿4500 t/d改扩建工程可行性研究报告［R］.昆明：昆明有色冶金设计研究院，2001：18－19.

［4］ 毛荐新，张传舟，曹祖武，等.开采技术因素对露采矿石损失与贫化的影响［J］.金属矿山，2002（10）：10－13.

［5］ 闫云忠.露天开采矿石损失贫化的探讨［J］.采矿技术，2001，1（1）：22－24.

2011－12－16）

何名声（1977－），男，湖南永兴人，工程师，从事采矿技术管理工作。