矿岩分采技术在云浮硫铁矿的应用

王义成

(广东广业云硫矿业有限公司)

矿岩分采技术在云浮硫铁矿的应用

王义成

(广东广业云硫矿业有限公司)

云浮硫铁矿地质构造比较复杂,部分地段矿岩上下分层界线明显,采用常规采挖工艺,矿石贫化较严重。为了降低贫化率和生产费用,认真分析地质资料,在不采用分层爆破,不改变原有台阶参数的前提下,根据台阶矿岩分布情况,采用矿岩分采技术,减少了矿石贫化,取得了良好的分采效果和经济效益。

分采技术 矿石贫化 台阶参数

云浮硫铁矿探明地质储量为2.08亿t,平均含硫31.04%,是我国重要的硫铁矿生产基地。矿区位于广东省云浮市高峰大降坪,由北向南分为长排岭、大降坪和尖山3个区段,目前仅有大降坪区段采用露天方式开采。设计年处理原矿300万t,1988年建成投产。矿山自2001年以来就提出采用分爆分采的方法[1]，即在采矿生产过程中,实现矿岩时间上、空间上的分离,从而达到减少矿石贫化损失的目的[2]，针对矿山矿床部分地段矿岩上下分层界线明显的特征,在不分爆、不改变台阶参数的情况下,做好分采技术与管理，可以减少废石混入引起的矿石贫化,从而降低生产费用。

1 矿山概况

云浮硫铁矿处于吴川—四会断裂带中段北西侧的大降坪旋卷构造中。矿床地质构造比较复杂,断裂、破碎带发育。黄铁矿体主要赋存于AnDd层,围岩主要由变质粉砂岩、千枚岩、泥质结晶灰岩、石英岩等岩石组成。矿体产状与围岩产状基本一致,倾向一般为15°～20°,矿体基本形态大致呈层状、似层状、透镜体状产出。矿岩坚硬,挖掘机不能直接铲装,采用水平台阶松动爆破采剥法。目前设计台阶高12 m,最小工作平台宽36 m,工作台阶坡面角为65°～70°。根据矿岩的物理力学性质和生产规模,目前穿孔设备采用衡阳YZ-35D型牙轮钻机,铲装作业采用WK-4C型4 m3电铲、PC650液压挖掘机,运输采用TR50/45 t载重自卸汽车。

2 分采技术应用

2.1 爆破设计方案

目前穿孔设备钻孔直径为250 mm，选用装药车散装炸药和2#岩石乳化炸药，爆破采用电+非电起爆方式,中深孔逐孔起爆技术,根据所需爆破量、台阶高度、爆破器材以及采场周围构筑物安全距离的要求,合理设置爆破警戒及最大单孔装药量。结合地质条件、开采要求、爆破量等因素,将310 m台阶1～5线分为1～3线和3～5线2个爆区。

1～3线爆区主要参数：孔深12 m，超深2 m，孔距为7.5 m，排距为6 m,堵塞长度为5.5～6 m,炸药单耗为0.85～0.91 kg/m3，单孔最大装药量为554 kg,底盘抵抗线为6～11 m。

3～5线爆区主要参数：孔深12 m、超深2 m，孔距为7 m，排距为6 m,堵塞长度为6～6.6 m,炸药单耗为0.9～0.95 kg/m3，单孔最大装药量565 kg，底盘抵抗线为6～11 m。

2.2 分采方案设计及施工

对2个爆区牙轮钻炮孔分层取样分析,编制322 m水平1～5线综合地质图,绘制牙轮钻炮孔剖面,测量分采前现状,见图1。台阶高12 m,310 m台阶下部5 m为SⅠ矿石,上部7 m为岩石,矿岩界线明显,具备大型设备分采条件。

矿山正常采装作业在310 m标高进行,分采设计主要在322 m水平开挖一条斜坡道,按315 m标高进行岩石分采,见图2。开挖斜坡道便于采装设备在台阶移动并将上层岩石运到排土场。利用电铲实施分采，分采过程中有专人在现场指挥,对在分采岩石过程中出现的矿石全部回收,共计4.97万t,避免了矿石损失。分采岩石结束后,现场进行了验收,绘制分采后的现状图(图3)。根据分采前、后测量图纸计算,电铲的采矿剥离量为34 488 m3,其中岩石19 823 m3,约4.3万t。315～310 m矿石在 310 m 标高用电铲正常采装。

图1 322 m水平1～5线综合地质图

3 应用效果

310 m台阶1～5线分采范围内资源量见表1,地质品位为37.07%。在没有实施分采前经炮孔孔屑取样分析,矿石情况如表2所示,出矿平均品位为26.46%；利用电铲分采岩石量4.3万t。经过统计，分采后实际出矿品位为34.20%,贫化率由28.6%降至7.74%。

图2 310 m台阶1～5线分采计划图

图3 310 m台阶1～5线分采验收图

表1 310 m台阶1～5线资源量估算结果

表2 310 m台阶1～5线分采前矿石情况

按目前采矿成本80元,选矿成本220元测算,由于台阶高度降低,采挖效率降低,采矿成本增加20%～25%,暂按100元计,310m台阶分采4.3万t岩石,采矿费用增加约86万元,选矿费用降低约946万元,不考虑矿岩运输距离差异,分采后实际减少生产费用约860万元。采用分采技术后贫化率由28.6%降至7.74%,贫化率降低明显,减少费用860万元,经济效益显著。

4 管理措施

(1)地测部门对台阶相关地质资料进行分析,利用上、下水平地质断面图将矿体上色,绘制台阶地质简图。选取台阶矿岩界限分层明显的地段，结合穿孔孔屑取样分析结果,进行分采前现状测量,编制分采前地形地质图、剖面图。

(2)生产组织部门根据测量现状图、地形地质图和生产矿块资料进行分采设计，绘制分采计划图。经审核批准后按计划组织电铲、勾机、推土机等设备实施分采。根据矿岩厚度选用不同设备,垂直厚度在2～3 m的用推土机集堆后装车,厚度在3～4 m的用液压挖掘机，厚度在5 m的可用电铲装车[1]。

(3)生产指挥部门组织协调采挖部门、运输部门、生产辅助部门、地测部门密切配合。在分采工作现场,安排专人指挥采挖作业,按生产指令运岩或运矿。在分采过程中加强现场管理,减少矿石损失。

(4)地段分采结束后,组织地测、采挖、技术等部门进行现场验收并绘制分采后的现状图。

(5)地测部门根据分采情况及效果进行分采总结,按管理部门制定的分采奖罚管理制度操作,提高分采工作积极性。

5 结 语

硫铁矿开采中加强地质资料的利用,在不分爆情况下,选取矿体与围岩界线明显的地段,运用分采技术,减少废石混入引起的矿石贫化,提高出矿品位,降低生产费用,分采效果明显,经济效益显著。对于跨台阶分采和分爆的技术方案还需进一步验证其可行性。

[1] 杨学敏，黄铁平.云浮硫铁矿分采技术提高出矿品位[J].有色矿山，2002(3) ：34-35.

[2] 刘金明,史秀志,罗周全.铜山口铜矿矿岩分采分爆的试验研究[J].采矿技术，2002(1)：43-45.

2015-03-27)

王义成(1973—),男,工程师,527343 广东省云浮市星岩四路51号。