柿竹园井下科学配矿的探讨*

陈丙强

(长沙矿山研究院， 湖南长沙 410012)

柿竹园井下科学配矿的探讨*

陈丙强

(长沙矿山研究院， 湖南长沙 410012)

结合柿竹园多金属矿的生产实际，综合考虑其开采工艺、出矿方式、选厂布局等多因素对供矿的限制和要求，提出科学配矿的思路和策略，尽量减少原矿波动对选矿指标的影响，达到连续稳定、均衡协调供矿的要求，以解决选矿工艺难以适应原矿变化的问题。

配矿;影响因素;配矿策略;地质条件;柿竹园多金属矿

所谓科学配矿，即根据矿山采、掘、出、选的生产实际，从全局出发，以出矿控制与品位调节为中心内容，综合运用统筹学、系统论、信息论等知识，有计划、有目标地对采、掘、出、选全过程实施全方位实时监控管理，通过综合平衡，科学配比，将不同品位和质量的矿石进行搭配和混匀，力保供矿的长期均衡和相对稳定，以实现整体最佳选矿效果的一套动态管理方案。它始于采矿设计阶段，终结于获得最终选矿产品，贯彻于采、掘、出、选生产全过程［1，2］。以质量管理为核心，以信息、计划、目标、综合管理为重要手段，涵盖采矿设计、贫损管理、控制出矿、供矿调度、选矿调适、质检保证等多生产部门或生产环节［3～5］。

1 地质条件

柿竹园钨锡钼铋特大型多金属矿床属云英岩—矽卡岩型矿，矿体连续，西薄东厚，形如舌状或似层状。由上而下分大理岩网脉锡矿带(Ⅰ)、矽卡岩钨铋矿带(Ⅱ)、云英岩网脉—矽卡岩钨锡钼铋矿带(Ⅲ)、面状云英岩钨锡钼铋矿带(Ⅳ)4个矿带。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ矿石带矿量比为24.5%，46.7%，27.5%，1.3%。矿体顶板与大理岩渐变过渡，底板与细中粒黑云母花岗岩相接，界线清楚。其顶部多已出露地表，露头最高逾900 m，最低露头标高约500 m，最低埋深标高约300 m。矿床矿石基本是原生的，但在断层上下盘的个别部位，少量矿石被轻度氧化，另外其顶部有3～15 m的表土层［6］。各矿带矿石特点如下。

(1)大理岩锡矿石(Ⅰ矿带)。分布在矿床上部，锡矿物以锡石为主，黄锡矿和锡的硅酸盐矿物含量极微。锡石主要堆积在大理岩的云母、电气石、斜长石、萤石、绿泥石及硫化物细脉中。矿化以锡为主，铜矿化次之。其矿物组成大致为:方解石55%，萤石18%，电气石7%，磁黄铁矿6%，石英3%，长石2%，云母约2%，黄铁矿2%。另有少量锡石、木锡矿、黄锡矿、尼日利亚石、黄铜矿、闪锌矿、辉铜银矿，硫银铋矿、锑银矿和铅丹。此外还有微量的硬羟钙铍石、铍珍珠云母、日光榴石、金绿宝石、塔菲石及绿柱石等铍矿物。锡石的粒度细小，由0.01 mm到0.14 mm 不等，多数为 0.02～0.07 mm。黄铜矿粒度一般为 0.1～0.2 mm。锡的品位为 0.10%～0.28%。除回收锡石外，黄铜矿、黄铁矿(硫)和萤石可综合回收利用。

(2)矽卡岩钨铋矿石(Ⅱ矿带)。产于大理岩锡矿石带之下，云英岩网脉－矽卡岩钨锡钼铋矿石带之上。局部直接出露地表。这类矿石实质上就是微弱矿化的符山石－石榴石矽卡岩、石榴石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩和绿帘石石榴石矽卡岩。矿石矿物主要为白钨矿和辉铋矿，其次有黑钨矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、磁铁矿，自然铋和辉铅铋矿。脉石矿物以石榴石和萤石为主，其次有符山石、透辉石、角闪石、云母、绿帘石、绿泥石、方解石和石英。白钨矿主要呈浸染状，粒度一般为0.05～0.295 mm，部分达0.5～1 mm。黑钨矿主要分布在云英质脉和石英脉之中，但由于这种脉少而小，故其含量甚微。铋矿物主要为辉铋矿，其次是自然铋、辉铅铋矿和泡铋矿。锡的赋存状态与大理岩锡矿石不一样，约有35%～48%的锡是以类质同象形式分散在各种矽卡岩矿物中，其余以锡石形式呈细小的粒状分布于矽卡岩及其他矿脉中。钼矿物为辉钼矿，呈浸染状分布在矽卡岩及各类矿脉中。萤石分布均匀，矿石中含量一般为21%左右。

(3)云英岩网脉－矽卡岩钨锡钼铋矿石(Ⅲ矿带)。以云英质为主的各类矿脉相互交截构成格子状及不规则网状，有时密集平行分布。单脉宽1～2 mm至40～50cm不等，多数为几到十几厘米。除云英质脉外，还有石榴石矽卡岩脉、符山石矽卡岩脉、黑钨矿石英脉、长石脉、花岗质岩脉等。本类矿石品位最富，在整个矿床中，相对储量也最大。其矿脉中的矿石矿物主要为黑钨矿、白钨矿、辉钼矿和辉铋矿，多呈浸染状或条带状出现。黑钨矿矿化最强，多呈小板状、毛发状产出。白钨矿或呈细粒浸染状产出，或以交代黑钨矿的形式出现，常分布在黑钨矿的周围或者呈黑钨矿的假像。辉钼矿主要分布在长石脉和萤石脉中。有的长石石英脉中局部还有少量绿柱石。辉铋矿主要呈浸染状出现在矽卡岩及各类小脉中。

(4)云英岩钨锡钼铋矿石(Ⅳ矿带)。上部主要与云英岩网脉－矽卡岩钨锡钼铋矿石相连，有时可直接与矽卡岩钨铋矿石或大理岩锡矿石相接。其接触界面较其它矿石类型清楚，但规模不及其它三种矿石类型大，矿石带亦不连续。在云英岩中还常叠加有石英细脉和云英质细脉，它们往往伴随有钨锡矿化。云英岩钨锡钼铋矿石主要分布在花岗岩体内接触带，其标高490～536 m。云英岩化的强弱与矿化强弱基本一致。主要有用矿物为黑钨矿、白钨矿、辉铋矿及锡石等。脉石矿物主要有石英、黄玉、黑鳞云母、白云母、绢云母和萤石。白钨矿常交代黑钨矿。黑钨矿与白钨矿含量之比为1∶0.86。

2 采掘出系统的重大变化及其影响

柿竹园多金属矿原由长沙有色冶金设计院设计，以平硐加斜坡道进行开拓，阶段矿房加嗣后充填法进行开采;首采范围仅限于Ⅲ矿带富矿体的中心地段，上采高度为69 m，南北长315 m，东西宽312 m。以电耙出矿为主;日生产能力不到1000 t。

而近几年来，其开采范围垂向上从490 m扩大到558，586，610，620，630 m 等上部区域，平面上从中部扩大到西部、北部及东部，原有的三级矿量平衡也被严重打破;开采方法也由原有的阶段矿房法为主，变为现在的崩落法为主;原矿构成由基本上开采Ⅲ矿带富矿石，变为以Ⅲ矿带为主，兼有部分Ⅱ矿带和Ⅳ矿带的矿石，并含一定的风化、氧化带及泥水矿石，又因穿通地表，地表水也渗透其中，矿石结构也由致密块状和浸染状，变化为含断裂构造，这种矿源构成给选矿工艺带来种种困难;原有的以电耙为主的出矿工艺，已完全不能满足大规模供矿要求，取之以铲运机出矿为主，铲装机配汽车及电耙配汽车为辅，多进路、多平面、多方式立体交叉出矿格局;随着出矿构成的大幅变化，给选矿工艺也带来了很大的影响，原有的选矿工艺流程已不完全适应现有的原矿变化。

3 科学配矿策略及措施

以上种种变化对柿竹园公司的采掘、出矿和选矿等各方面提出新的挑战。但单从具体的某一方面着手又远远不能解决问题的全部。比如采出量满足了，选矿指标却不一定合乎要求，或一时的选矿指标合乎要求，下一阶段的选矿指标却不一定合乎要求，或一个选厂的选矿指标合乎要求了，其它选厂的却不一定合乎要求。诸如此类的问题，给生产和经营带来极不利的影响。因此，建立一套科学合理的调控机制，是迫在眉睫的紧要工作。

3.1 工作基础和条件

现多金属矿区连续开采方案已确定并实施，矿源分布已清楚，总的出矿系统及出矿方式也已确定，选厂规模和布局也已定型。整个采、出、选系统的基本生产条件和生产工艺已趋成熟。现最为重要的是对系统的进一步优化管理，特别是加强对配矿工作的全面质量管理工作。着重进行贫损管理，出矿控制，供矿调配3大工作。

3.2 主要工作内容

(1)收集整理现有地质资料，对各采场现有矿源和下步拟出矿源，特别是近地表Ⅱ矿带含泥难选矿，就矿量、矿带、地质品位、贫化程度、泥水混入情况及各类矿石的选矿性能作全面分析研究及必要的工业试验，提交各阶段出矿计划表和三维控制出矿图表。

(2)完善井下出矿系统，增强配矿调控能力。

(3)结合各选厂选矿工艺流程及现有矿源分布，确定各选厂最优原矿构成，根据需要调整采矿、出矿工作面，提出最优供矿方案。

(4)做好内部质检、计量工作，及时反馈相关信息，并建立完善的信息资料管理系统，便于统计、预测和调控。

3.3 措施和方法

3.3.1 贫损管理

就科学配矿而言，贫损管理是一项最为重要的工作。该矿的技术力量相对较强，建立了基础的VF钻孔数据库，地质样品EXCLE数据库，同时又建立了基础地质图件库，地质、测量、采矿资料也全部采用了电子化管理，为技术管理提供了良好的基础，相应的贫化、损失技术工作在内容和质量上有了较好的保证。在此基础上，地质采矿人员便能认真分析地质矿量、设计开采矿量和存窿矿量等间接矿源和直接矿源的具体供给情况，提供准确的基础数据，制订出切实可行的采矿、出矿计划方案。

另一项重要工作是地表剥土，就该矿区而言，表土剥离是解决贫化的关键。实施连续开采方案以后，开采工艺以崩落法为主，矿区的西北角已进行了放顶处理，井下与地表大面积贯通。地压问题虽得到了妥善解决，随之却不可避免地出现了表土和泥水混入。大量的泥水对选矿将造成严重的后果。对此，设计中考虑了大面积的表土剥离，现多已实施，各出矿当头、出矿点以及整个铲矿平巷，完善了相应的排水措施。

其次，采场设计中进行可剔除夹石的避采工作;掘进中加强副产矿石的转运管理，严禁将废石倒入溜矿井。

3.3.2 出矿控制

出矿控制是进行自然配矿的重要一环，实际上是基于覆盖岩层下放矿理论，对放矿进行系统管理和调控，使矿石进行初步混匀，并对上部覆盖层加以保留的一种技术手段。由于属大空区，大采场，高覆盖层下的多漏斗放矿，重要的是建立好放矿椭球体模型，根据邻斗松动体相交情况等量多循环放矿，使上覆界面始终保持水平下移。使矿石损失最少，将矿石贫化控制在允许范围内。如何利用数字矿山模型对放矿进行有效管理，是值得进一步研究的重要工作。

3.3.3 供矿调配

各选厂技术人员收集整理好选矿统计资料及必要的试验结果，做好阶段性的总结分析工作，给生产技术部门提交各选厂相应的最佳入选品位和最佳原矿构成，并及时反馈相关信息。在此基础上，依据地质、采矿及选矿部门编制的出矿计划，就变得切实可行。各选厂的矿源组合及保障方式，铲装安排和主溜井的原矿分配等问题，在生产组织安排上由专人组织管理。

3.3.4 综合管理

计划、执行、检查、调整，再循环这个PDCA工作方法，是保障全面质量管理顺利进行的有效途径。各部门各生产单位的协调一致和有机配合，是做好科学配矿工作的一个重要前提。矿山已加强了这方面的考核工作，基层单位加强了专门力量，总体上已进一步加大了管理力度，取得了一定实效。

4 初步效果及不足

通过前期的探索，现组织机构已具雏形，项目目标任务已经明了，实际效果令人满意，2008年3月，当月便扭转了选厂指标下滑局面，此后选矿回收率指标基本保持稳定。当年综合回收率比年初计划提高了2个百分点，比实行科学配矿前提高5个百分点以上，其经济效益非常可观。

但是，全局观念仍有待加强，条块分割、各自为阵的现象并未根除，信息管理不够顺畅也造成技术服务不能及时到位;再者，应建立专门组织机构或部门，进行专人专管，提高实效。

［1］ 卢会军，宋长葆.浅析配矿管理［J］.黄金科学技术，2006，(1):45－47.

［2］ 金晓云，张林友，惠世和.配矿在提高某铅锌矿山选矿回收率中的作用［J］.资源再生，2010，(1).

［3］ 王漪靖，朱永安.金堆城不同类型矿石选矿工艺及选别方法探讨［J］.中国钼业，2002，(4):7－10.

［4］ 刘 玮.加强矿石性质对比研究提高多个成矿区域的矿石综合选矿回收率［J］.有色冶炼，2002，(4):130－131.

“十一五”国家科技支撑计划(2006BAB02B05－1).

2011－01－11)

陈丙强(1968－)，男，湖南湘潭人，工程师，现从事工程咨询地质技术工作，Email:chenbq163@163.com。