某大型地采矿山的供配矿管理体系的构建与实践

李耀宗，冯新奇，蒋 浩

(首钢集团有限公司矿业公司杏山铁矿，河北 迁安 064400)

0 引言

某大型地采铁矿是公司第一家自主建设的地采矿山，于2011年7月底完成露天转地下完成基建施工正式投产，同年9月实现达产，10月份达到矿石320万t/a的设计能力。目前该铁矿地采铁矿已发展成集开拓掘进、回采爆破、提升碎运、通风排水、喷浆支护为一体的全流程现代化地采矿山，是矿业公司重要的原料基地之一。

做好高低品位矿石搭配，可充分回收矿石资源，提高矿石回采率；提高干选产率的稳定率，可稳定该地采铁矿的生产；保持输出矿石质量稳定，可稳定选矿生产，提升采选整体经济效益。因此提升供配矿管理，是提升企业经济效益和竞争力的有效途径之一，建立完善供配矿管理体系是稳定矿石质量的有效保证。

1 基本情况

1.1 矿床情况

该地采铁矿矿床属于鞍山式沉积变质贫铁矿床，赋存于太古代迁西群三屯营组黑云变粒岩、浅粒岩、斜长角闪岩及混合岩中。由于受F9断层破坏，矿床被分割为大杏山和小杏山两部分，大杏山矿体长440 m，平均厚度120 m，矿体呈上、下薄或尖灭，中间厚的杏核形；小杏山矿体连续长450 m，平均厚度30～50 m，矿体形态剖面上呈层状、似层状、大半个向斜状，矿体下部具分支复合现象，分为小杏山上和小杏山下两层矿。由于构造复杂，该地采铁矿矿床的矿石品位空间上分布不均匀，一期开采全铁品位TFe波动范围为21.13%～52.49%。

1.2 采矿方法

该铁矿采用无底柱分段崩落法进行回采，其特点是在覆盖岩层下放矿，崩落矿石均被松散岩石所包围，在放矿过程中，随着放矿的不断进行，椭球体不断发育，在放出矿石的同时，周边岩石也逐步移动并被放出[1]。

该铁矿采取的是截止品位放矿方式，即每个步距的放矿其放出矿石都要达到截止品位时停止出矿。随着矿石的不断放出，矿石回采率不断提高，混入放出矿石中的岩石比例也在增加[2]，采出矿石品位逐步降低(见图1)。

图1 该地采铁矿回采放矿曲线模型

1.3 生产工艺流程

该铁矿有一条主溜井(上部矿仓)、4条穿脉、12条采场溜井，采场每个水平有33～35条进路。

供矿流程：采场出矿→电机车运输→主井提升→干选提质→精矿(供选厂)/尾矿(生产道砟)。

2 建立完善供配矿管理体系

该铁矿出矿点位多，供矿流程环节复杂，并且由于矿床自身矿石品位分布不均匀，以及矿石品位在放矿过程中发生的变化，导致各出矿点位矿石品位差别较大，给矿石质量均衡稳定带来较大困难。结合矿床特点及生产工艺，将配矿环节分为采场配矿、溜井配矿、干选提质、筒仓配矿四个配矿环节，以计划编制和过程管控为主线，配备相应的考核制度，建立完善供配矿管理体系。

2.1 供配矿计划编制

2.1.1 基础数据

依据无底柱分段崩落法的特点，准确标定回采进路菱形块矿体的品位、可选性、尾品指标是整个供配矿工作的基础。该铁矿是沉积变质矿床，层理明显，层与层间的变化较大，大杏山矿体倾角60°，小杏山矿体倾角50°～56°，而菱形块矿体是竖直的，因此仅使用本分段的取样数据是不能准确代表菱形块矿体性质的。针对这一情况，将巷道编录取样数据重新进行整合，根据上下两个分段与菱形块矿体接触的3条进路取样数据对每排的矿石品位、可选性和尾品进行标定，提高了基础数据的科学性，为供配矿工作打下基础(见图2)[3]。

图2 回采进路菱形交错布置示意图

2.1.2 采场空间布局

制定年、季、月度矿石质量计划时，充分考虑检修影响、矿石贫化规律，回采过程中上分段残留矿石情况，矿石中夹石的数量及范围，上一期溜井及矿仓残存的矿量、品位情况，干选矿石提质等情况，为日常供配矿管理提供指导。同时，该地采铁矿运输分段共4条运输穿脉，确保每条穿脉有一条矿石品位高于25%的矿石溜井，为电机车均衡配矿创造条件，同时为每条溜井配备4条供矿进路，其中3条用于出矿，1条作为备用出矿点位，在出现特殊情况时，及时进行调整，确保供矿量及质量的均衡稳定。

2.1.3 采场配矿数据集成

合理的制定采场的供配矿计划首先要掌握出矿点位矿石的地质品位、可选性、尾品、爆破量及累计出矿量。每天约有13个点位回采出矿，需要大量的台账、图纸查询和数据计算工作，目前使用的技术管理平台，将地质基础数据、爆破数据和出矿数据进行了整合，选择好出矿进路，即可获得该点位的爆破排号、地质数据、爆破量、矿量、岩量及已出矿量的数据信息，为供配矿计划提供准确详尽的基础数据，计划人员可根据各点位贫化情况安排出矿量，形成采场配矿计划，提高采场供配矿计划精准程度[1]。

2.1.4 供配矿计划优化

溜井配矿是配矿环节中的重要一步，溜井配矿是否能够科学合理，是否能够根据溜井存矿量及品位的变化情况及时进行调整显得尤为重要，它直接影响着矿石产品的质量。影响溜井配矿的因素有采场甩矿量、溜井储矿量、溜井内矿石品位、目标计划指标与生产计划指标。该地采铁矿共有12条采场溜井，制定计划时要综合考虑各项影响，计算和调整工作量较大，目前使用的技术平台中是利用计算机技术，采用线性规划原理，建立数学模型，利用计算机技术自动计算出合理的配矿计划，使得溜井配矿计划的编制更加的快速和准确。

2.1.5 掘进岩石量化管控

该地采铁矿的掘进岩石虽然每日量较小(150～750 t)，但每100 t岩石影响矿石品位0.5个百分点，保证矿岩点位搭配掘进，根据开拓车间月计划掘进带岩量，设定开拓车间每日带岩量的量化区间，开拓车间每天安排掘进计划时按照旬计划日平均带岩量合理搭配矿岩点位，确保矿岩均衡搭配，避免集中掘进岩石点位造成矿石品位波动。

2.2 供配矿过程管控

2.2.1 采场配矿管控

该地采铁矿为了加强供矿源头的管理，提出了在铲运机上安装行车记录仪。根据现场实际，经过多次试验，最终确定分体式行车记录仪安装使用，实现了采场配矿的全流程监督，加强了供矿源头的供配矿管理。结合试验过程中行车记录仪的使用情况的实际情况，制定了《采矿车间行车记录仪使用管理实施细则》，确保行车记录仪的稳定运行，充分发挥监督管理作用。

2.2.2 溜井配矿管控

采用蚁群算法和分布式计算自动形成最优的放矿顺序；结合电机车无人操控模块，实现电机车按照溜井放矿顺序自动运行，达到自动配矿、自动派车的目标，降低了人为因素造成的质量波动。溜井配矿的稳定率，较前期人工配矿，有了较大的提高，相邻配矿单元的最大差值由前期的4.56%降低至2.5%以下[4]。

2.2.3 干选提质管控

通过干选试验，建立影响干选提质效果因素关系数学模型，为质量控制提供科学依据。2019年和2020年别进行了两次干选试验，摸清了皮带速度、隔板位置、混岩率等因素与干选提质效果的对应关系(见表1)。制定了《干选机参数调整措施》，对干选机参数进行调整，提高对入选矿石品位的掌控精度[5]。

表1 干选机参数与干选提质效果的关系

2.3 考核分析体系

建立采场、溜井配矿和干选提质控制等供配矿各环节的管控标准、质量考核和分析体系。根据入选矿石质量完成情况，并结合生产进行反推，对负责各环节管控责任单位按日进行分析考核。同时每月对全月的供配矿工作进行一次全面性总结分析，内容包括：本月质量完成概况；本月质量与去年同期、上月及累计比较；指出本月供配矿存在的问题，提出改进措施和建议，分析下月供配矿工作的重点和难点，提出相应的对策。

3 取得效果

通过上述工作的逐步开展，该地采铁矿供配矿管理水平不断提高，2019年至2020年回采率由79.53%提高到82.15%，提高了企业的经济效益；干选产率日达标率由78.65%提高到95.32%，保证了该地采铁矿的生产顺稳；日入选矿石品位达标率由78.07%逐步提高到 95.91%，稳定了选厂的经营生产，提升企业整体经济效益。

4 结语

对某大型地采铁矿近年来建设和完善供配矿管理体系方式方法进行了简要介绍，在日常实际配矿过程中还涉及到其他许多影响因素，比如刻槽取样的样品准确性、采场溜井容积变化对放矿质量预测的影响、各环节配矿工作的检验等许多需要深入研究的课题，可进一步提高该地采铁矿的供配矿管理水平。