降低磁海铁矿矿石贫化率的措施

陈真，蒋睿卿

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

1 前言

磁海铁矿矿体赋存条件非常复杂,零星小矿体、盲矿体出现较多,很难做到对它进行“分穿分爆”，在开采过程中矿石贫化率居高不下一直影响着矿石的质量，同时提高了破矿成本及干磁选抛废的倒运费，造成磁海采选成本的增加。自露天矿山开采以来，通过近几年的生产实践看，受磁海铁矿复杂的地质构造影响，只有在主要的厚大矿体开采其间才可以完成矿石贫化率指标，对其它地段的矿体很难完成。所以降低磁海铁矿矿石贫化率，降低采选成本，是磁海地质专业技术人员解决的问题。

2 磁海铁矿矿区地质特征及工作现状

磁海铁矿是雅满苏铁矿的接替矿山，属于深凹露天开采。矿区位于新疆哈密市南186km处平坦戈壁滩上，距雅满苏铁矿110km（路距），与雅满苏铁矿公路相通，交通条件较好，100km范围内仅有雅满苏铁矿和乡镇企业，无其他永久性居民。该矿区地形起伏不大，切割不深，属微弱剥蚀的残丘戈壁区，气候特征为干燥、多风沙，夏季酷热，冬季严寒，具有降雨量少，自然温差大的特点。

该铁矿属于“火山-侵入热液交代矿浆充填矿床”。含矿带赋存于辉绿岩或辉绿岩与长英片（角岩）岩接触带附近，矿体受辉绿岩体内构造裂隙控制，裂隙断开发育，造成多矿体中夹层岩较多出现。矿体在形成过程中受到区域内小断裂的影响，矿体连续性非常差，使得矿体地质构造比较复杂，矿体出现频繁的尖灭再现，并具膨大收缩、脉状、及尖灭再现的现象，在生产过程中经常出现未勘探到的盲矿体、零星小矿体。再加上后期岩浆受到构造的变化，出现复试背斜、向斜构造，从而使矿体形成规律复杂，矿层以主要层状、脉状、条带状为主。矿体走向为东西走向，倾角60°～70°，平均倾角65°，矿石结构主要为半自形-它形粒状结构、溶蚀结构，矿石构造主要为块状、砾状、条带状、侵染状。主要金属矿物为磁铁矿，其次赤铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿。脉石矿物主要为辉石、石榴石。其次为辉绿岩、石英、长石、白云母。

含矿带顺背斜北翼，沿北倾方向延深。其中矿体因成矿前构造裂隙产状的控制，矿体产状南倾。矿体形成时受断裂构造的影响和岩浆活动的破坏，使得矿体的连续性较差，矿体在空间上被分离出繁多零星的不规则小矿体。矿岩穿插现象较多，节理及层面构造较发育，岩体结构破碎，矿体规模小，矿体数量众多，相互间距疏密不等。在开采中发现，矿体赋存状态与地质报告不相符，随着剥离的推进和延深，证明矿体倾向与报告不符，即从1120～1090m水平被揭露出来的矿体倾向总体都向南倾，这与地质报告相反，造成在采矿过程中损失率和贫化率难以控制。在探槽的编录过程中不仅是倾向发生变化，而且经生产验证矿体走向也发生了很大的变化，因此矿体产状、走向、规模均发生明显变化。其特点是矿体上、下盘无论在延伸和延深方向，总会呈现阶步或被岩体断开，并且矿体中夹层较发育，多呈似层状、透境状、不规则状，分布无明显规律。经过专家多次实地分析和勘查，磁海铁矿是国内罕见的复杂矿体群。

3 磁海矿石贫化率居高的原因

磁海铁矿较高的原矿贫化率降低了成品矿量、降低了原矿品位，增加了破矿、选矿成本，还增加了干磁选抛废的倒运费。通过现场实地编录、观察研究，综合分析，认为磁海铁矿矿石贫化率偏高有以下原因：

（1）由于矿体赋存条件非常复杂，在钻机进行穿孔工作时，地质人员在编录中发现有的盲矿体出现，这样使工作面的矿岩性质有所改变，导致在开采中造成矿石贫化率的提高。由于原地质勘探资料与实际情况有所偏差，使得现场地质人员对矿岩界限不十分清楚，这也是影响矿石的贫化率原因之一。

（2）地质人员对矿岩混杂爆堆进行取样时，有时存在取样不全，造成现场质检员对矿岩性质没有全面的了解，从而使得矿石贫失率提高。

（3）开拓、采矿方法的工程布设、设备的选型以及爆破方式需要进一步优化。合理布置采场工作面和选择推进方向对降低矿石的贫化具有至关重要的意义。穿孔、挖掘设备的选型以及合理的爆破设计对复杂矿体的分采也十分关键。矿区围岩普遍硬度大，使所布的探槽有时不能完全揭露矿岩界线，导致矿体的二次圈定提供依据不可靠，无法给采矿提供真实的资料，造成矿石的贫化。

（4）爆破作业后在采场形成的矿堆，需使用挖掘机装运矿车运出。由于爆堆为零星小矿体和岩石混合爆破，无法满足“分穿分爆”、“分装分运”，造成矿岩混合严重，是导致贫化率高的一个要因。炮孔布置不能够按照矿体倾角大小进行穿孔，而是采用大面积的直孔穿孔爆破，导致矿岩混杂，最终致使贫化率偏高。

（5）在实际编录和采掘过程中发现大部分矿体夹石多，无法单独剔除，从而造成矿石的一次贫化；局部地段均出现底部见矿或底部矿体尖灭现象，在原矿采掘中造成二次贫化。也是造成贫化率高的一个重要原因。

4 降低矿石贫化率地质工作所采取的措施

正确的勘探方法、合理的勘探程度尤为重要，它是采掘工作的基础，决定矿山生产计划、采矿生产设计。随着磁海铁矿露天采坑逐年下降，结合这几年大量的地质工作和对矿体赋存情况的勘探，通过“探采结合，探矿超前”的原则进行勘探工作，以槽探和生产潜孔钻探为主，结合矿山地质现场管理工作手段，更加详细、准确修正原勘查报告所圈定的矿体结构构造、品位、厚度、延长、延深等地质特征，对各水平矿体二次圈定提供重要科学依据，从而为采矿提供准确资料，同时也可以找到未勘探出的盲矿体，达到了探矿增储的目的，最重要的是降低磁海铁矿矿石贫化率。

4.1 地质技术工作

（1）对钻机所打每一个工作面都要认真编录，同时做好钻孔取样工作，编录中遇见的矿石孔，都应及时联系测量人员，将其孔位投在矿体图上，修改矿体平面图，对矿体平面图进行二次圈定，以使矿体平面图更加准确，为下平台工作提供地质资料。

（2）采掘时发现的盲矿体，如通过掌子面观察到的或工作面上有露头的盲矿体，要及时测出界线，在矿体图上描绘出来，进行二次圈定，以此控制下水平矿体赋存状态。

（3）加强地质工作，将钻探与槽探工作紧密结合，及时、客观掌握矿体赋存状态和品位变化，给采矿人员提供准确的地质资料，严格对矿岩进行“分穿分爆”，降低矿石贫化率。

（4）综合探矿的主要方法，对钻孔的地质编录及槽探的编录，通过这两种方法相结合可以比较准确的判断出矿岩界线，也是修改本水平的矿体平面图重要资料。如图1所示。

图1 潜孔钻探探矿现场编录图

（5）地质技术人员在进行潜孔钻取样时，根据矿化均匀程度、矿石类型复杂程度，进行爆区综合取样。每个爆区取样品数量不小于见矿孔总量的三分之一。取样原则是以矿石品级类型划分（磁铁贫、富矿），将同一品级的、相邻的炮孔进行每孔取样后现场混合，样品原始重量在2kg以上。探槽施工前应将设计端点坐标测设到现场，工程结束后以实际验收探槽端点为准，若中间有间断、障碍物或拐弯，必须对所有拐点进行测量。施工方必须按照《探矿施工通知书》的要求完成探矿工程，同时确保施工质量和进度。

4.2 地质管理工作

地质现场管理工作是矿山企业不可忽视一项工作，它贯穿于采矿的整个工序，采准期间地质人员随时到现场指导和观察。加强现场质量监督管理工作力度，重点解决磁海矿石贫化率。

（1）地质人员应把钻孔编录资料及取样化验的结果及时提供给现场管理人员，以指导对矿石堆放点的准确选择，同时做到将岩石爆堆中出现的矿石尽量单独回收，以降低矿石贫化率。

（2）当钻机进行工作时，地质人员要及时对钻孔地质编录、取样，掌握工作面的地质品位及矿体的赋存状况。将现有地质资料进行修改，对矿体重新圈定。进一步控制下一水平的矿体。

（3）通过不定期对操作工按照作业指导书进行培训和学习，再加上施工单位对熟练掌握操作人员进行管控，极大降低了人员流动性，从而使贫化率明显的降低。

（4）完善磁海铁矿地质各项技术规定和管理制度,建立有关矿山生产的责任追究制，强化管理职能，加强地质管理工作。深入现场加强地质技术指导工作，及时向质检工下发“爆破指令挖掘单”。细化地质工作，将各项地质数据及时的进行对比分析，精确矿体平面图。

（5）进一步完善和规范地质数据的采集、测定、计算等工作。

4.3 降低贫化率的措施

为了使地质工作有条不紊的进行，对现场存在的不足之处采取以下措施解决：

依据矿石贫化率的行业标准要求，地质专业技术人员在生产中对两矿层间大于2m的岩石层严格做到“分穿分爆”，为避免对混杂的矿石爆堆进行分装造成的矿石损失，要求加强爆堆的取样与化验工作，使矿石的分装更加科学。

采场存在许多矿岩大块，未及时处理，这对同一地段的下一爆破工作带来不便，可能降低地质品位，使贫化率升高，为此，要求及时处理大块，并严格执行穿孔爆破地段下台阶地面残余的矿堆或岩堆要清挖干净，做到不让采出的每一吨矿石遗留损失，杜绝矿岩混装。

现场管理人员对落地矿矿岩比例没有准确的地质资料，这样会一定程度造成贫化率的升高，为了解决这种状况，地质人员要及时把钻孔编录资料及取样化验的结果提供给现场管理人员，以指导对矿石堆放点的准确选择。

误将矿石倒入排土场的原矿，要求发现后用铲车进行回收，避免人为的遗漏，要求地质现场管理人员，对矿岩混杂较严重的爆堆进行实时监管，对误倒入排土场的矿石必须及时的回收。

日常生产中矿石贫化的数据采集、测定、计算工作，直接反映出资源的利用程度高低、矿床开采经济效果好坏,对指导矿山生产有很重要的意义。需要利用科学的数据采集测定以及计算方法，将磁海铁矿的地质管理和监督工作纳入科学轨道,有效地开展降低矿石贫化工作,提高回采率和原矿入选地质品位,使矿产资源得到最大限度的利用，才能取得最佳经济效果。

通过两年多的实践，磁海铁矿地质贫化率大大的降低。

采取措施前后贫化率对比见表1。

表1 采取措施前后贫化率指标对比表 %

5 结束语

磁海铁矿地质构造比较复杂，在开采的过程中也常发现磁海矿体连续性较差，直接影响着矿石的贫化。尽管在开采中矿石的贫化率是不可避免的，但只要进一步完善地质技术工作，将槽探与钻探工作相结合，做到边探边采，及时对矿体进行二次圈定，就能更准确认识矿体的基本形态。同时加强现场管理工作，现场质量监督工做到严格进行交接班，做好现场的监督、调配和记录工作，技术管理人员不定期对采场、排土场及落矿堆进行检查，严格按照公司矿山质量管理规定进行考核，使矿石的贫化率降到最低，达到对矿石的综合利用的目标。在生产中及时发现问题，多分析研究总结，及时进行完善，才能确保矿山工作的顺利进行，实现矿产资源的可持续发展。

[1]陈国山，戚文革.矿山企业管理.北京：冶金工业出版社.2008.

[2]张虹，刘东升.爆破工艺对矿石损失与贫化的影响.矿业快报，2007，（06）.