某矿浅眼留矿法贫化与损失管理实践

高 进

(大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿， 湖北黄石市 435232)

某矿浅眼留矿法贫化与损失管理实践

高 进

(大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿， 湖北黄石市 435232)

通过对某矿所属Ⅱ号矿体开采过程中矿石损失、贫化的研究，找出矿石损失、贫化的主要原因，提出降低矿石损失、贫化指标的措施。实践证明:通过降低损失、贫化的措施，损失、贫化指标得到很大的改善，2015年矿石的损失率为5.1%，贫化率为11.1%，相较前两年的损失、贫化，分别降低了8.8个百分点和8.7个百分点，有效提高了企业经济效益和社会效益。

留矿法；损失；贫化

1 概 述

某矿所属Ⅱ号矿体，位于4～43线之间，主要为含钨矽卡岩和含铜、钼、钨矽卡岩。赋存于奥陶系中统(O2)与石英闪长岩接触带上。矿体顶板奥陶系下统(O1)，中统(O2)大理岩或矽卡岩，底板为石英闪长岩，中统(O2)大理岩或矽卡岩，局部为奥陶系上统(O3)角岩。矿体呈似层状，走向北东～南西，倾向101°～175°，倾角50°～70°；矿体长1200多米，倾斜延深227～597 m，赋存标高在230～-318 m之间；矿体厚度1.0～40.76 m，平均厚度5.316 m；钨平均品位0.248%。矿石和围岩稳固或基本稳固，矿石不结块，不自燃。

根据矿床地质条件等因素，该矿体用浅孔留矿法开采。因矿体厚度一般小于15 m，采场沿走向布置，个别地段大于15 m，考虑垂直走向布置，采场(阶段)高度50 m。采场沿走向布置时，矿块长度主要应考虑矿石和围岩的稳固程度，一般为40～60 m，开采薄矿脉为25～120 m，中厚矿体为20～80 m。在上世纪80～90年代，地表采用露天和平窿开采铜硫矿，留下许多采空区，直至近3年，某多金属矿才从＋100 m中段开始正式开采，目前＋100 m和＋50 m中段采矿，0 m中段继续探矿和开拓。生产能力600 t/d，即年生产能力20万t。

2 加强损失贫化管理的必要性

矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标，分别表示地下资源的利用情况和采出矿石的质量情况。在金属矿床开采中，降低矿石损失率、废石混入率和贫化率，对充分利用资源，延长矿山企业的寿命，提高企业经济效益和社会效益都有很大意义。矿石损失率高必然使采出的矿石量减少，进而导致分摊到每吨采出矿石的基建费用增加，并引起采出矿石成本的提高。废石混入率的增加，必然增加矿石运输、提升和加工费用。矿石品位降低也会导致选矿流程的金属实收率和最终产品质量的降低。另外资源损失还对矿山环境及矿区外围带来污染，损失在井下的矿石，其中大量金属被溶析于排出地表的矿坑水，地表废石场含有品位被雨水冲洗溶析废水，都将直接影响农田作物和河湖等水质。因此，加强损失贫化管理是非常重要的。

该矿山在开采过程中，矿石损失、贫化的原因主要有以下几点:

(1)局部地段的地质资料不够系统、完整，准确性程度不很高，储量级别不够，使采矿设计依据不充分；

(2)矿柱损失偏大，尤为底柱较明显；

(3)采场采幅控制较差；

(4)存窿矿石放矿困难，放矿时间较长；

(5)矿体宽度大于5 m时，大量放矿后，存留三角矿堆损失较多；

(6)东部矿岩稳固性较差，损失较大；

(7)掘进时，矿石、废石分出分运不严格。

3 减少矿石损失、贫化的措施

3.1 精心制定、实施探矿计划

根据原有地质队及已开采的0，＋50，＋100 m中段地质资料，认真进行地质综合研究，并参照其它类似矿山探矿经验，确定勘探工程的总体布置方式为水平勘探，沿矿体走向加穿脉布置探矿坑道，穿脉间距一般为20 m，方向在勘探剖面线上。根据具体情况，间距和方向可以灵活。为节约成本和更灵活探矿，并增加钻探工程。另外，增加了地质工，加强了地质取样、化样等工作。经过一段时间的工作，提供的地质资料，经实践检验，能准确地控制矿体边界及矿床赋存条件；查清矿石品位、工业品级等。采场的地质工作也更加细致。地质、采矿等技术人员深入采场，对采场进行全方位、全过程跟踪管理，采场矿体的二次圈定更加符合实际。地质工作取得了可喜成绩，改变过去局部地段地质资料不够系统、完整、准确性程度不高，储量级别不够的状态，为采矿设计，矿山生产提供可靠的地质资料，达到减少损失、贫化的效果。

3.2 采用无底柱底部结构

如上所述，该矿井下开采采用浅孔留矿法，底柱高度6 m，采场高度即为中段高度50 m，底部结构由原有漏斗放矿的有底柱改用小型铲运机或人工装矿的平底式底部结构，这种结构把拉底水平和运输水平合并在同一个水平上，没有底柱矿石损失。经计算，改有底柱为无底柱平底式底部结构，多回收矿石约占采场矿量的10%。同时改用平底出矿的无底柱结构，还解决了漏斗放矿大块堵塞漏斗，频繁爆破大块，崩坏漏斗口影响放矿的难题。

3.3 严格控制采场回采边界

采场回采边界控制的好不好，是矿石损失贫化指标高低的重要环节。一段时间以来，由于采场平场很不到位，作业条件差等原因，采场某些地段，技术人员不易到达，不能近距离观察和进行地质工作，辨认矿石废石条件受到限制，对划分矿石和围岩界线的准确性受到影响；另外，有些凿岩工责任心不强，不按矿岩界线进行作业，回采边界控制不好，上述原因均造成矿石损失和贫化。例如，有些采场，矿体水平厚度3 m，却采下4～5 m，多采下不少废石；有些采场，矿体水平厚度6～7 m，却只采下5～6 m，浪费了不少矿石。后来，认真按留矿法的回采工艺要求进行作业，采场平场作业得到改善，为技术人员工作和凿岩爆破工的作业创造了良好条件。技术人员能到所要到的地方，采用钨灯照射辨认矿石品位和取样相给合的办法，搞清矿体边界，为采矿提供准确的矿岩界线，指导凿岩工凿岩。同时凿岩工也发放钨灯，让操作人员也能识别清楚矿体边界。

3.4 提高存窿矿石放矿强度

浅孔留矿法采场采完后，暂留在矿房中的矿石，应及时地全部放出，并要提高其放矿强度，缩短放矿周期，减少矿石因氧化或压实而结块，防止围岩、废石垮坍，最终达到顺利放矿和减少矿石损失贫化指标。影响存窿矿石放矿强度的一个主要原因是采场大块多，不仅使局部出矿不能顺利进行，更重要是使大量放矿时困难重重，经常要破大块，延长了大量放矿的时间，加大了上下盘垮塌的机会，过去的一段时间内，大块多，甚至有些矿块尺寸大于800 mm× 800 mm，1000 mm×1000 mm。采用从源头控制大块的办法，即在凿岩爆破时，要求炮孔按交错排列，炮孔间距0.8～1 m或更小，炮孔长度不超过2.8 m，结果崩落的矿石，块度均匀，大大降低大块产出率，大块率不超过5%。已有大块在采场及时爆破处理，不下到出矿口，不仅局部放矿顺利，最终放矿也很顺利。对新旧两个矿岩性质、大小基本相同的采场作比较，据统计，放矿时间缩短约一半；经现场观察，上下盘围岩垮坍明显减少；计算表明，贫损指标都分别有明显提高。

3.5 减少存留三角矿堆的损失

大量出矿到最后，有一个存留三角矿堆的损失问题，因为安全问题，作业人员不能在高约50 m的采空区中出矿，只能在出矿口以外的出矿道中出矿。矿体厚度越大，损失越大，厚度不大于5 m时，用小型铲运机装矿，司机位置在出矿道，铲斗基本能铲到矿石，存留三角矿堆损失较少；厚度大于5 m时，司机位置在出矿道，铲斗基本就不能铲到矿石，存留三角矿堆损失较多。根据现场实际情况，采用在上盘掘进脉外巷道及出矿口，回收存留三角矿堆的矿石。或用电扒把矿石扒到下盘出矿口，再用人工或小型铲运机在出矿道出矿，可减少三角形矿堆损失。

3.6 加强支护破碎矿岩

23线以东矿体，矿石和围岩稳固性较差，矿石品位较高，为了能多回收这些矿石，上下盘局部不稳固围岩，采用水泥砂浆螺纹钢锚杆支护，锚杆长度1.8～2.5 m，Φ18 mm，网度1.0 m×1.0 m～1.5 m×1.5 m。此外使用了施工方便、施工后即可起到支护作用、但成本较贵的水泥卷螺纹钢锚杆支护。必要时采用喷锚网加固技术，使用锚杆加金属网支护或再加喷射混凝土联合支护。除此之外，还实行“三强”采矿，即强采矿、强局部出矿、强最终放矿，大大缩短了回采时间。实行局部支护和“三强”采矿，实践证明达到了两个预期的目的:一是保证了采场安全，能顺利采矿，二是确保了能在大量放矿时，上下盘围岩不垮落或少垮落，减少贫化率。

3.7 掘进巷道矿石、废石分出分运

探矿、开拓、采准、切割巷道掘进时，采用钨灯照射识别、取样化验等手段严格区分矿石和废石界线；出副产矿石或废石时，做到矿石和废石分出、分运，并建立奖惩制度，尝罚分明，取得了明显的效果。

4 结 论

通过近两年来对矿石损失、贫化的研究与实践，找出其矿石损失与贫化的主要原因，并采取了降低矿石损失、贫化率的措施取得了良好的效益。根据2015年消耗地质矿量、地质品位、出矿量、出矿品位，经计算，2015年矿石的损失率为5.1%，贫化率为11.1%。与两年前的矿石损失率13.9%，贫化率19.8%相比，矿石损失、贫化指标得到很大提高。目前矿山年产量20万t，可多回收矿量1.76万t，少出废石2.43万t；企业经济效益300万元以上；社会效益也很好，减少环境污染。

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2016-02-23)

高 进(1976-)男，工程师，主要从事采矿工程设计与矿山技术管理，Email:476074705@qq.com。