印尼红土镍矿开采工艺技术的完善与优化

李庆荣，张建辉

(印尼金川WP有限公司)

WP红土镍矿位于印尼北马露姑省OBI岛，矿权面积为1725.54Ha，保有资源量为3986万t，镍平均品位1.47%。2018年WP公司引进二家采矿承包商—PT.SKA、PT.JCI MINING承担矿山的开采和装运，WP矿山部负责矿山的整体设计与规划、矿山生产的监督、管理和服务协调，这是金川第一个海外红土镍矿项目，相关的技术和管理经验需要在实施中探索和完善，需要解决以下问题：

（1）红土镍矿的不连续、不均质性，影响着地质资源模型的准确性；

（2）矿区为海洋季风型气候，雨量大（年平均降雨量在3000mm以上）严重影响生产；

（3）原矿水分高（水分为37%～46%），严重影响矿石的装运和销售；

（4）矿石品质复杂多变，稳定控制矿石品质难度较大；

（5）中、印双方管理、技术和生产人员急需相互融合，生产管理体系需要完善。

针对以上问题，矿山部调动本部门及二家采矿承包商的中、印双方的管理和技术力量，通过实践-总结-优化的路径，不断完善和优化采矿工艺技术和管理流程，出色地完成了各项生产指标，为企业创造了可观的经济效益：2018年，出口销售矿石199.48万t，采矿回收率93%以上，矿石贫化率7%以下；2019年，出口销售矿石220万t，采矿回收率94%以上，矿石贫化率6%以下。

同时，矿山在环境保护、社会福利、健康卫生等方面都通过当地政府的验收和优级评价，2年矿山生产中无一次重大安全事故。

本文将2年的印尼红土镍矿开采实践作一浮浅的总结，旨在为公司在红土镍矿的开采提供一定的借鉴价值。

1 地质勘探流程的完善

地质勘探数据（钻孔坐标、品位分析等）是进行采矿设计、指导采矿、评估生产指标的最重要和原始数据，数据的完整性和准确性是确保矿山生产的关键，按印尼红土镍矿开采技术的要求，钻孔间距需要达到25m×25m，而现矿区的勘探资料仅有30%的区域达到了这个标准，另40%区域的钻孔间距为50m×50m，其余的钻孔间距为100m×100m。对此，在不增加钻探费用的前提，充分利用矿山现有条件，补充完善地质勘探资料：

（1）在钻孔未控制区，用挖掘机挖浅井（test pit）采集数据（图1）。

图1 补充勘探浅井

（2）在已开挖的采场断面，刻槽取样，采集数据（图2）。

图2 刻槽及取样

（3）充实和修正测量数据。

开展的主要措施有：对原有钻孔数据重新测量，进行修补；对日常采矿的地形状态进行跟踪测量；准确标定所有采集数据的位置。通过以上大量的现场基础工作。取得了二个显著成果。

（1）不断充实和完善地质数据库，建立了比较精确的地质模型（表1），为准确指导采矿和评估生产指标，提供了科学依据。

表1 南区I采区地质模型对比

（2）探明的新矿体富集区，增加了矿区的资源量。2019年，在南区矿区外围新增开采区域1.87Ha（图3），回采有价值矿石约15万t，镍平均品位1.72 %；在北区矿区外围新增开采区域1.2Ha（图4），回采有价值矿石5万t，镍平均品位为1.59%。

图3 南区外围新增开采区域

图4 北区外围新增开采区域

2 采矿工艺技术的优化

2.1 采矿技术的优化

印尼红土镍矿开采有近50年的历史，已形成完整的采矿工艺技术、流程和规范，但该工艺技术是在PT.Inco和PT.ANTAM二大矿业公司开采经验上形成的,其矿体厚大,相对连续均质，原工艺技术可称为分层模块化连续回采，即将一个拟在矿区，以25m×25m的钻孔数据，分成12.5m×12.5m的储量模块,再以2m～3m的厚度向下分层连续回采,见图5。该采矿方法对厚大均质矿体具有效率高、成本低、回收率高的优势。

图5 印尼红土镍矿采矿的模块式

WP的资源条件是不连续和不均质的，且在多雨的自然条件下，如继续采用原有的采矿技术，会遇到以下问题：

（1）在矿体上部多轮回修建运输道路，不仅增加修路的工作量，且会造成雨天恢复生产困难、矿石贫化和损失率提高等问题；

（2）同一平面采矿，采区的雨水不能尽快排走，大量的雨水在矿体上面聚积，并向下渗透、提高了矿石水分；

（3）在采矿的同时，会同时回采出许多夹石和废土，提升了采剥比。

针对上述问题，聘请了具有10多年红土镍矿采矿经验的专家对采矿工艺技术进行了改善，提出了“山坡露天台阶进路式采矿方法”。这一方法的实施基本上解决了上述问题，采矿效益大为提高，矿石品质也大为改善，详见表2。

表2 X采区采矿技术优化对比

2.2 设备配置的优化

设备效能的发挥对红土镍矿的开采有关键的影响，矿山初期，许多设备多集中在1-2个采点作业，不仅设备效益低，且设备相互打架，极易造成设备碰撞的安全事故，为此，矿山部与采矿承包商经多次实践，探索到最优的设备配套作业方案，如JCI MNING是“二个剥离点、三个采矿点”的配置是最佳的方案，详见表3。

表3 JCI设备配置方案800

合理的采矿方法，优化的设备配置，极大在提高了采矿效率，如JCI的单日产量从4000t/d提高到7000t/d。

2.3 雨季作业流程的优化

矿区不仅多雨，且天气多变，雨天道路泥泞，雨后短时间内根本无法进行采矿，有时雨后花了多个小时将道路修好后准备作业或刚作业，又一场大雨，所有的努力白费，这不仅严重影响出矿量，且增加了采矿成本。对此，采取了三个措施改善了雨季的开采状况：

（1）将雨后的全面恢复，改为分阶段、分区域恢复。如JCI有3个采矿点，雨后将运输条件较好的采矿点先恢复，然后视天气情况逐步恢复其它作业点；

（2）将全流程作业分为单一流程作业。雨后在具备条件较好的区域的先作业，难度大的等天气稳定后再作业，如雨后挖掘机先对采点进行排水和清理后，进行采矿，将矿石按规范在采矿点口进行堆放，待天晴一定时间后，再安排运输。

（3）在路况条件较好的主运输路附近事先安排一个采区，此采区尽量安排雨后进行采矿。

3 品质控制流程的优化

红土镍矿的品质控制指标主要为镍品位和水分。

3.1 镍品位控制

红土镍矿体有上层的低品位褐铁矿、中间夹层的废石和下部的基岩层，矿体无论在横向和纵向上复杂多变，在采矿-运输-筑矿堆-装船的每个环节中都容易造成矿石的贫化，为此，建立了以品位控制为中心的地质-化验-采矿一体化的管理体系，对从剥离-采矿-运输-筑堆-装船全流程进行品位控制。

（1）地质-化验-采矿一体化管理体系

以地质和测量数据指导采矿。在剥离、采矿及闭坑前的每个阶段，将采区内的钻孔坐标用彩色旗的标志在现场准确标定，对现场采矿提供及时、准确的指导，即地质要起到事先指导的作用。

化验是数据的保障和信息交流的桥梁。为确保化验数据的准确性和及时性，WP化验室做到以下几项：

①严格遵守红土镍矿的化验规范，建立严格的操作规范流程，制定分析标准；

②样品加工和数据分析要及时，正常情况下，化验室在接收到样品后1天内提交分析结果；

③建立信息交流平台，化验负责人要第一时间将分析数据同时通报相关责任人。

（2）全流程品位控制

全流程品位控制做到采矿前—采矿完成后的全流程控制，抓住流程的关键结点进行采样分析：

①勘探钻孔取样和采场断面取样，建立地质模型，指导采矿；

②采矿阶段，将剥离土、废石、矿石分采分出，为防矿石贫化。

③出矿取样，2车一个样，确保矿石质量的准确和合格；

④矿石销售取样，2车一个样，确保矿石在销售环节中的品质稳定；

⑤采矿完成后取样，在一采区采矿完成后，再进行系统取样，确保不浪费资源。

通过严格的品位控制管理，取得了显著成效，如SKA在H区采矿中，开采初期的贫化率持续在9%的高位，加强品质控制后，降到5%以下，并持续稳定。

3.2 水份控制

矿石水分控制是红土镍矿开采中的一个难题，为此，采取了多项综合治理措施：

（1）改进采矿工艺，办求采场的雨水尽快排放，不能积水；

（2）完善矿石堆场排水系统，将原平面型堆场，改为斜坡形，并多设排水沟，快速排水；

（3）尽可能避免矿石在开采、运输、存放环节中被雨水淋湿。

4 环境保护

矿区临近海洋，生态环境的保护不仅是企业的责任，并倍受当地政府和民众的关注，这关系着金川在印尼的企业形象。在环境保护方面，重点做好两个方面的工作。

（1）建立完善的排水体系，将矿区的流水全部引到沉淀池中，废水经三级沉淀变清后，再排放到海中，经2年的采矿，矿区周边的海水一直保持清澈，对矿区周边的珍珠养殖和渔民作业没有造成负面影响。

（2）植被恢复。有效地将采矿和植被恢复相结合。在一个采区完成采矿后，利用相邻采区的废土对回采区进行回填，并按严格的规范种上树，恢复植被，见图6。

图6 北区SQ3植被恢复

5 结语

WP矿山部在2年的印尼红土镍矿采矿实践中，坚持科学求实、吃苦实干的“金川精神”，从采矿实践中学习知识，从工作总结中积累经验，逐步完善科学规范、实用有效的红土镍矿开采工艺技术和管理流程，为金川在印尼红土镍矿的战略发展尽微薄之力。