香炉山钨矿降低贫化的生产实践

高 涛

(江西省修水香炉山钨业有限责任公司，江西 九江 332400)

0 引言

受地质条件和采矿技术方法、设备等方面的影响，开采的矿石中混入废石(围岩、夹石与表外贫矿)造成贫化，这是所有矿山企业常见的生产难题，也是制约企业经济效益的重要因素。

贫化率的高低是衡量矿山采矿工作好坏的重要经济技术指标，是衡量矿山技术管理水平高低、分析采矿方法是否合理的基本考核指标。贫化是矿山生产的不利因素，尤其是偶然性贫化，是矿山生产管理的主要治理对象。降低贫化或控制其到合理范围是矿山技术部门的重要职责之一。

在实际生产过程中暴露出的问题，导致贫化管理工作难度大，因此总结贫化管理经验，提出科学管理贫化的措施，是保障矿山高质量发展的重中之重。

1 矿山地质概况

香炉山钨矿为地下矿，开采矿种为白钨矿，矿山年采矿量为55 万t，年产白钨精矿4 000 t。矿山位于江西省修水县城325°方向直距35 km处，矿体位于下扬子坳褶带和江南隆褶带中段接壤处，座落在瑞(昌)-通(山)褶断束、通山复向斜南翼之香炉山背斜西南倾伏部位。处于杨家山-大湖塘-白茶钨向-级钨矿带的交叉部位[2]。区域内主要出露有前震旦、震旦系、寒武系、奥陶纪和志留纪各时代的岩石地层，主要由香炉山背斜、寒武系中统杨柳岗组含碳硅泥质灰岩(已转变为角岩)、燕山晚期黑云母花岗岩组成[1]。香炉山钨矿是高湖钨矿田中已知的四个钨矿床中的一个大型白钨矿床，矿体产状总体与各矿区的地层产状相近，倾角较缓。

2 资源储量情况

香炉山钨矿是1987年由赣西北地质队开展普查找矿工作探获的，截至2019年12月底，矿山(122b+333)矿石资源储量为1 399 万t，矿床最低工业品位为0.15%，边界品位为0.08%。靠近顶板部位的矿石，因其夹石量较大，导致回采贫化较高。目前，该类型矿石储量为300 万t。在地质品位不高的情况下，保障出矿品位能达到矿山利用要求，是重要的贫化管理工作，也是矿山地质工作者面临的一项重要工作任务。

3 香炉山钨矿近6年来贫化率变化情况

由图1可知，近6年的矿石贫化率均呈明显下降的趋势。

图1 香炉山钨矿近6年的贫化率变化情况

4 降低贫化的主要措施

4.1 加强矿山地测工作，把好地质资料关

地质资料，特别是矿体产状特征，是影响矿体开采采矿设计和采矿工艺确定的重要依据，更是采矿方法选择的重要参考因素[3]。

目前开采的东部矿区处于残采阶段，其核心部分矿石已经回采结束，目前正在充填，剩余的保有矿石量主要集中在矿体的顶板部分，矿山正在使用充填采矿法回收顶板矿石。由于矽卡岩型白钨矿床的成矿特点，此矿矿体较为厚大，越靠近顶板围岩部分距离成矿母岩越远，其矿石品位就越低，且夹石层越厚，这都直接影响到矿石的贫化。鉴于顶板矿石的复杂性，通过对地质因素的分析，技术专业人员在实际工作中不断加强矿山基础地测工作，提高地质资料的准确性。通过施工探矿天井、上向钻孔等多种探矿手段，同时开展地质编录、矿石取样、化验，以此确定矿石的地质品位和夹石的厚度，正确圈定出矿体的顶板边界，为采矿设计提供准确可靠的地质资料，从而确定合适的采矿方法，根本上降低矿石贫化率。

4.2 选择合理的采矿方法，降低矿石贫化

4.2.1 改进采矿工艺，优化采矿方法

2013年之前，由于充填系统尚未启用，回采顶板矿石的采矿方法为浅孔留矿法，凿岩作业只能站在前一班爆破作业后的矿堆上进行。这意味着爆破作业后的矿石只能出完三分之一，要预留剩下的矿石作为下一步采矿的作业平台而无法全部出完。一方面，会造成多班次作业的废石混入矿石堆后剔除效果不佳；另一方面，在遇到较厚的废石夹层时将无法单独剔采，造成更大的贫化。香炉山钨矿留矿法采矿一般贫化率为12%左右。

2013年，随着充填工作的推进，充填系统建立完全可以对井下空区实施充填，因此矿山采矿方法也改进并推广应用上向水平分层充填采矿法，见图2。根据凿岩作业方式确定每层回采高度2～3 m，回采结束后立即安排充填，充填高度与上一分层回采高度一致，充填结束并经过一定周期养护后即可进行下一循环的回采作业实现了对矿体的多分层回采。由于每一分层在回采结束后可立刻安排出矿作业无需留矿。这样就有利于及时对崩落的矿石堆中的废石进行剔除，减少了混入贫化。同时，对于矿体中的夹石层较厚的情况，可以对整层夹石进行回采然后剔除，避免了和矿石一起回采而导致的贫化。近年充填采矿法的应用有利的控制香炉山钨矿的贫化率。

图2 上向水平分层充填采矿法

4.2.2 实行矿石和废石分层回采，降低矿石贫化

一般矿体中矿石与灰岩夹石呈互层状，其中矿石层厚度与灰岩厚度比例为1∶0.5，见图3(a)，在回采作业时可以一起回采，此部分贫化无法避免。但也常遇到这样的情况，如图3(b)所示，夹石部分的厚度远超矿石层的厚度甚至接近2∶1，对于这种情况下的顶板矿体就需要实行分层回采，分层出矿。先回采废石等废石出完后再开始回采矿石，避免了废石混入大幅度降低了矿石贫化。另一方面在部分采场暴露面积较大的情况下，为了确保顶板安全需要留设矿柱以加强对顶板的支撑，对于出现图3(b)的情况时，可以将该部分矿石留作矿柱避免采出。

图3 矿体中矿石与夹石特征

4.2.3 爆破控制，优化爆破参数控制贫化

采场边界线的控制是控制贫化的重要部分，尤其是边界处的爆破质量的好坏，减少爆破对围岩的破坏甚至不产出废石围岩是降低矿石贫化的有效手段。凿岩时钻孔已经穿过矿体边界线至围岩时，可依据地质资料适当预留孔底距并且在该段不装药，这样可以起到爆破后不会将围岩混入矿石,减少贫化。当围岩有矿化时且地质品位达到可采品位时，炮孔深度可以适当超深，但一般会控制在0.3 m以内，同时通过在孔网参数、装药结构和起爆顺序上合理控制爆破[4]，降低矿岩混合程度实现降低贫化的目的。

4.3 加强现场管理，减少废石混入

现场管理是贫化管控的重要环节，是落实好技术方案的核心。香炉山钨矿贫化现场日常管理主要措施有以下几个方面：1)技术人员要对各采矿作业点和出矿工作面的矿石品位及时掌握，通过定期取样和不定期的抽查取样化验分析掌握地质品位和出矿品位，做到对废石混入率精准把握；2)严管采切工程、开拓工程等巷道掘进的渣石，技术人员应及时掌握渣石特性，废石一律不得做副产出，另针对采场废石较多、且能做到分选的情况下，将废石与矿石分选出来；3)降低贫化率的关键是加强对废石的管理。废石管理不善会使得二次贫化增大，降低废石产生率。对于采矿和掘进过程产生的废石应集中堆放至指定地点，并用于井下充填；4)地质技术员应每天到采场现场回采作业面喷油漆划线，不允许凿岩回采时超过此接线，同时要注意观察凿岩中炮眼、炮孔的渣水颜色，判断是否到界，坚决杜绝回采围岩。

技术措施落实到位取决于技术工作者的执行力度是否到位，因此，根据需要应建立健全贫化管理制度。在采出矿的生产流程中，香炉山钨矿就建立健全了相关制度，由生产技术部牵头，调度、安全管理部门和生产单位参加，不定期的对采矿的各生产环节进行质量检查，督导各个工作岗位上人员积极参与贫化管理，保证出矿质量。

5 结语

矿石贫化管理是伴随着矿山生产的一项长期基础工作，贫化率的高低是矿山生产管理水平和经济技术的一项重要指标。造成矿石贫化的原因是多方面的，矿山应根据实际情况，从地测资料的收集到采矿方法的优化，再到最后的出矿管理的各个阶段、环节，制定切实可行的技术措施和管理制度，并认真贯彻执行，努力降低矿石贫化，提高经济效益。