莱比塘铜矿堆浸场汽车筑堆超径矿石控制

2022-09-14侯彦君陈礼明宋伟韬

现代矿业 2022年8期

刘李侯彦君陈礼明宋伟韬

（1.中国水利水电第十工程局有限公司；2.中国水利水电第三工程局有限公司第二分局）

缅甸莱比塘特大型露天铜矿项目是亚洲在建最大的阴极铜生产项目，主要采用矿用自卸汽车运输，破碎后接皮带输送机运到堆浸场通过布料机筑堆。但是，矿山有部分高黏土矿石因地下水及降雨等原因易堵塞破碎机，或粘结在皮带上，不适宜采用破碎站接皮带运输机的方式运输，需自卸汽车直接运输至堆浸场筑堆。

对于自卸汽车直接筑堆的矿石，其要求的粒度包络线不能完全覆盖矿石的爆破粒度包络线，且在生产工艺流程中缺少坑口破碎站二次破碎环节，有10%～15%块度超过500 mm 的矿石需要进行破碎锤解小，否则将难以满足自卸汽车直接筑堆的粒度要求，影响浸出效率。

为了解决自卸汽车直接筑堆施工中的矿石块度控制难题，项目在采运筑堆生产实践中总结出了堆浸场汽车筑堆施工质量难点控制法，对控制矿块超径、提高铜金属浸出率取得了良好效果。

1 工程概况

1.1 堆浸场施工技术条件

缅甸蒙育瓦莱比塘铜矿为斑岩铜矿经风化淋滤和次生富集作用形成的高硫化型铜矿床，矿石穿孔爆破后采用堆浸场筑堆、硫酸溶液喷淋或滴淋浸出硫酸铜溶液，再电积萃取获得阴极铜成品的湿法炼铜工艺，部分矿石为高黏土矿（黏土含量＞15%），透水性差，遇水易粘结，不适宜采用皮带机运输［1］。因此，矿山规划了专门用于堆浸高黏土矿的3#堆浸场，采用汽车直接运输入场筑堆［2］。

3#堆浸场占地面积为2.7 km²，划分为37 个单元；因征地问题，目前实际使用面积为1.7 km²，可筑堆的单元为29 个，每个单元长度为500～1 000 m、宽100 m，每层筑堆高度为6 m，矿石边坡角度为37°，相邻2层间保留4.5 m 的安全距离，当完成最终堆高84 m（即14层）时，堆浸场最终边坡角度为26°。

由于堆浸场矿石筑堆面积大、划分施工单元多且筑堆矿石块度、筑堆段高、平整度及边线要求较高等特点，导致堆浸场汽车筑堆施工质量控制管理难度较大，一直制约着生产的顺利进行［3］。其中，对矿块超径的控制是堆浸场汽车筑堆施工质量控制的难点，对矿石的铜浸出率影响较大。

1.2 堆浸场施工物料特征

莱比塘铜矿设计要求矿石大于1.2 m 的比例＜5%，以满足铲装工序。而对自卸汽车直接筑堆的矿石粒度要求为 0～500 mm≥90%，500～1 000 mm＜10%，粒径超过1 000 mm 的矿石严禁上堆。粒径≥500 mm 的矿石原则上不允许进入堆浸场，须在采场内用破碎锤解小破碎后，才允许采装运输进入堆浸场；对于已混装运输至堆浸场的粒径500～1 000 mm的大块矿石，应在矿堆顶部临时堆存，在该单元筑堆完成前用破碎锤处理至300 mm 以下后再入堆，并不得影响后续布管作业。

因此，对于自卸汽车直接筑堆的矿石，其要求的粒度包络线不能完全覆盖矿山的矿石爆破粒度包络线，且在生产工艺流程中缺少坑口破碎站二次破碎环节，有10%～15%的超过500 mm块度的矿石需要进行破碎锤解小，否则将难以满足自卸汽车直接筑堆的块度要求，会导致堆浸场铜金属浸出率降低的问题。

1.3 堆浸场采装工作分析

莱比塘铜矿项目的矿石爆区穿孔爆破作业爆破孔间排距设计为8 m×6 m，台阶高度为15 m，配置的铲装设备为斗容12 m³的PC2000 液压挖掘机，载重91 t 的TR100 自卸汽车运输，采矿设备均体型巨大，特别是挖掘机的铲斗尺寸达到了3 m×2.5 m×2 m（长×宽×深），因此，采矿生产中对块度超过500 mm的矿石剔除控制难度非常大。

综上所述，莱比塘铜矿为特大型露天铜矿项目，其生产工艺均是按照大规模生产来设计的，高黏土矿石汽车直接筑堆施工反占一小部分，无法为其制定单独的爆破工艺流程来适应对矿石块度的质量控制要求，只有在后续的采、装、运、筑各环节中加强控制，降低筑堆矿石超径率，提高施工质量［4］。

2 汽车筑堆超径矿块管理要点

2.1 汽车筑堆质量控制施工工艺流程

莱比塘露天铜矿3#堆浸场自卸汽车直接筑堆施工主要包括矿石圈定、矿石物料辨识分类、矿石铲装、自卸汽车运输及堆浸场筑堆等工作，在施工过程中贯穿了对块度≥500 mm超径矿块的辨识、剔除和解小处理措施，是施工质量控制的难点。莱比塘铜矿堆浸场汽车筑堆施工全流程质量控制工艺流程具体见图1。

2.2 质量控制要点

（1）圈矿施工。进行爆区矿石圈定作业时，地质工程师根据现场炮孔岩粉样品取样试验结果，确定爆堆矿石的边界并绘制出圈矿图，测量工程师根据圈矿图标识的矿石爆堆拐点坐标，采用GPS 测量仪器进行现场放样，在爆堆上放点拉线并使用圈矿胶带对矿石爆堆边界进行标定以确定物料类型［5］。

（2）高低黏土矿石分类标识。对高、中低黏土矿石爆堆采用不同颜色的标识旗进行标识，采用蓝色旗表示高黏土矿石（黏土含量＞15%）；红色旗表示中低黏土矿石（黏土含量≤15%）。

（3）铲装前的爆堆超径矿块检查。爆区爆破后，质量管理员及时对完成圈矿的矿石爆堆进行目视检查，在爆堆下部及坡脚发现有超径矿块时，立即通知生产作业部门调度破碎锤进行解小处理，对爆堆中、上部发现超径矿块破碎锤不能直接破碎的，及时向生产作业部门现场管理人员进行交底，在铲装施工过程中，使用铲装设备将超径矿块集中堆放到铲装施工点附近，并安排破碎锤进行破碎解小，然后再铲装。

（4）铲装施工中的超径矿块剔除。质量管理员对所有进行采矿作业的挖掘机操作手进行培训，根据挖掘机铲斗的尺寸特点，以挖掘机斗齿的齿间距等为参照尺寸进行超径矿块的识别。挖掘机操作手在铲装施工中，发现超径矿块时，将超径矿块集中堆放到铲装施工点附近不影响采装施工的空地，现场质量管理员及时安排破碎锤进行破碎解小，然后再将其进行装车。

（5）堆浸场筑堆单元入口指挥手检查及超径矿块处理。在堆浸场筑堆单元入口处配置指挥手，对入场自卸汽车运载的矿石物料块度进行目视识别，当存在超径矿块，指挥手指挥汽车到筑堆单元顶部指定区域，卸料于单元顶部平台，并采用破碎锤将超径矿块解小后再用推土机推料入堆。

（6）堆浸场入堆卸料点超径矿块处理。通过堆浸场筑堆单元入口检查的自卸汽车直接倒入堆卸料点进行卸料后，如卸料点指挥手发现有超径矿块的，立即暂停该卸料点筑堆并临时变换后续车辆入堆卸料点，同时立即报告堆浸场管理人员，安排指挥破碎锤下到该卸料点坡下，将已经滚下卸料点坡面的超径矿块进行破碎解小，处理完成后再恢复该卸料点的卸料筑堆施工。

3 施工质量提升措施

3.1 人才队伍建设

（1）配置圈矿和物料判别人才队伍。以项目技术部门地质工程师、测量工程师为主建立矿石物料圈定和判别工作组，以炮孔岩粉细度和取样试验数据为依据，在每个爆区爆破后，及时对爆堆物料进行圈定和对矿石物料进行高低黏土判别，确定需要采用自卸汽车直接筑堆的爆堆。

（2）挖掘机操作手矿石块度辨识培训。对所有进行采矿作业的挖掘机操作手进行培训，讲解如何从挖掘机驾驶室的角度快速分辨出超径矿块，教会他们根据挖掘机铲斗的尺寸特点以挖掘机斗齿的齿间距等为参照尺寸进行超径矿块的快速识别。

（3）配置堆浸场指挥手并进行矿石块度辨识培训。在堆浸场筑堆单元入口配置指挥手，对入场自卸汽车运载的矿石物料块度进行目视识别培训，车斗内可见矿石块度有明显大于其它较小粒度矿石的即可视为超径矿块。对筑堆单元内入堆卸料点指挥倒车卸料的指挥手进行矿石块度识别培训，卸料时超径矿块的块度大于其它物料因而势能较大，会在自由滚落过程中从细料中分离出来顺自然堆积坡面快速滚到坡下聚集。