某铁矿降低矿石贫化损失的采矿工艺优化

代俊杰

（鞍钢集团关宝山矿业有限公司，辽宁 鞍山 114000）

1 铁矿概述

某铁矿露天开采采用牙轮钻机进行穿孔，运用炸药爆破作业来将矿岩进行崩落，转载利用的是单斗挖掘机，运输方式为自卸式汽车。在该采场内，划分了众多水平台阶，由上自下的进行逐层的推进，台阶的实际高度为12-15m，推进到终极境界的时候，将每2台阶合并为24-30m；同时沿着矿脉的实际走向来对采剥的工作面予以布置，并沿着东西两侧方向进行推进；其中最小工作平台宽度为40-50m，台阶破面角度为75°；开段沟底宽度为45m。

露天开采运用的是大型电铲，且其斗容确定为10m3，穿孔则选用当前应用最为广泛的国产φ310mm孔径的牙轮钻设备，130t级以及180t级别的电动轮汽车作为运输车辆[1]。该铁矿在前震旦系粒岩之中形成，率属于鞍山时的沉积变质矿床。此铁矿露天境界内矿石总量已探测为19800.92万t，其中氧化矿量为5430.64万t，占矿石总量的27.43%，原生矿量为14370.28万t，占矿石总量的72.57%。整个矿化带南北长度为10km，其中北区长度为4km，在该区域内部，矿体呈现的为层状，其余部分还表现为透镜状或者是扁豆状，层位相对来说十分的稳定[2]。在地质构造和古地形的双重作用下，矿体的厚度较为平稳，变化不大，然形态却出现了十分复杂的变化，沿着走向以及倾向等均出现突然的尘灭、分枝复合和膨缩等问题。在矿体的东西方向上，分别包含的有4个矿体，细化编号为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#，各个矿体之间处于平行带状排列，走向呈现出南北方式，倾向为西，倾角为40°-50°。延长、延深、厚度和形态等方面变化不是很一致。整体而言，该铁矿矿体呈现出较为复杂的分布形态，矿带的宽度也集中在4-5m的范围内，因而在控制矿石贫化率及损失率方面具有一定困难[3]。

2 露天采场两率降低措施

造成该铁矿矿石开采损失的原因主要有以下几点：第一，由于开采矿石时，运用不恰当的分穿和分爆措施，致使在废石之中混进了大量的矿石，导致矿石的大量浪费和损失；第二，矿石之中混入了大量的矿体脉岩，导致矿石之中的混岩率太高，难以被有效利用，只能选择舍弃；第三，由于爆破参数设计不当造成矿石体积过大而又无法进行二次爆破被舍弃；第四，因矿石质量差，难以满足矿石开采标准；第五，管理措施欠缺，只是一部分矿石被回采出；第六，未能采取科学合理先进的采矿工艺方法，难以完全实现矿石的有效开采；第七，露天采场处于边坡防护需要而禁止回采的矿石[4]。导致矿石贫化的原因主要有下列两个方面：其一，矿石在开采的整个过程中混入废石导致品位下降；其二，探矿工作不充分，未能合理安排穿孔和爆破等作业。因此结合该铁矿的实际状况，探究矿石贫化以及损失的原因，提出了三项降低矿石贫化率及损失率措施，具体如下：

2.1 分穿分爆

在矿岩的交界位置，合理运用分穿分爆作业方式，合理进行矿石和岩石的穿孔和爆破作业，则可以显著降低大量矿岩混入到矿石之中。同时结合该铁矿场地的实际状况以及各个台阶断面的实际状况，对于分穿分爆作业的具体位置进行合理的确定，并在地质地形图当中标注各位置点，再由矿山地质探测部门提供位置点的详细地质资料。结合现场勘查数据，综合考量地质探测部门提供的矿山地质资料，来预测分析分穿分爆作业的预期效果及可能出现的问题。基于对矿体走向图等资料分析的前提下，在矿石和岩石交界线进行放线，并设计分穿分爆实施方案：首先，分穿分爆作业务必要运用相应的机械设备，应优先确定施工所需要运用的钻机型号，同时科学计算穿孔深度和孔网参数。特别是针对需要进行倾斜穿孔的地方，应严格遵循规范标准和设计方案，合理开展穿孔作业。其次，穿孔作业施工完毕，结合矿岩的属性，来最终确定爆破装药的结构和数量；最后，明确矿岩的挑选顺序，明确相关设备型号规格，做好相关记录工作。

对于该铁矿而言，在-52m水平4#矿体的北侧区域，矿体的宽度为45m，走向为10m，倾向为西，倾角为40°。基于上述数据事实，最终选取φ310mm型号的牙轮钻机、电铲和钩机和φ120mm潜孔钻机。

依据自西向东的顺序来进行穿孔作业，首先穿孔前两排，待炮孔返渣见到矿体之后停止穿孔作业，此时分穿分爆的炮孔深度则可以确定为穿孔的深度。当上述炮孔施工作业完成后，仅需要依据正常的深度对其他所有的炮孔进行穿孔作业，按照向南的方向进行爆破作业。完成爆破作业后，铲装设备的矿体开始上盘作业，待矿石出现后即可停止作业，然后运用钩机来将矿体上盘的岩石进行剥离，并运用潜孔钻来处置出露的根底。

2.2 矿岩挑选

对于该铁矿矿体分布情况及作业设备特点，合理利用小型设备来挑选矿岩对于降低矿石贫化率和损失率有着积极的意义。

首先，基于露天采场实际来对小型设备选矿作业区域加以确定；其次，矿岩的挑选方法，诸如直接利用小型设备装车或者利用小型设备甩出挑选好的矿岩到掌子面下部，然后再用电铲进行装车等，主要是依据矿岩的具体分布状况和道路的实际情况。对于该铁矿而言，-91m水平西帮的上部为矿石，下部为岩石，且矿石的整体厚度为1-4m。同时该区域作业面十分狭窄，爆破区域外边存在的有高压电缆，如果直接运用钩机进行装车，需要进行道路的临时修筑，且难度较大。因此最终确定为钩机将上部的矿石甩到掌子面的下部，然后利用电铲来装出矿石。

2.3 完善现场生产组织

为了进一步完善采场现场生产组织，在基于分穿分爆、矿岩挑选的基础上，还可采取如下措施：首先，做好地质资料的收集整理工作，诸如探槽开挖、炮孔取样等数据，务必要仔细收集，详尽记录；其次，若需要在采场内进行道路的临时修筑或者是进行道路路挡的设置，需要综合考虑设置位置的岩体分布状况，严格遵循“矿石位置用矿石料修垫，岩石位置用岩石料修垫”的原则；最后，因该铁矿主体铲装设备较为庞大，铲装顺序则十分关键。因此不断优化采场布局，做好临时道路修筑，确定矿体上盘至下盘的顺序为电铲作业顺序，能够显著降低矿石损失和贫化现象。

3 成效分析

在该铁矿综合运用多种措施后，矿石损失和贫化现象得到有效遏制。据相关统计数据表明，矿石损失率从2015年的7.9%下降为2016年的7.23%，贫化率从2015年的9.58%下降为2016年的9.18%。在2016年，综合运用分穿分爆作业和小设备矿岩挑选工作后，将矿石之中的夹岩得到有效剔除，实现了大部分矿石的有效回收，累计多回收矿石达到4.8万t，剔除了大约3.9万t的岩石。依据小设备装运矿石成本3.3元t计算，多于回收的矿石，能够直接增加224.16万元的经济效益；依据破碎处理矿石的成本为3.55元/t，选矿处理矿石成本为30.11元/t(均为变动成本)计算，剔除掉的岩石，致使矿石的选矿成本下降了131.27万元，综合经济效益高达355.43万元。总之，文章结合某铁矿采矿实际，认真梳理了矿石损失和贫化的原因，结合矿体实际状况，采取分穿分爆、小设备矿岩挑选，进一步完善现场生产组织等措施，切实降低了矿石损失率和贫化率，实现了综合经济效益355.43万元，值得同类型工程借鉴参考。