露天采场配矿技术在管理中的应用

侯艳涛

摘 要： 露天采场配矿管理技术方法。若能合理应用，可提高入选矿石的均匀性、稳定性，降低入选品位的波动程度，提高产品质量、降低生产成本和稳定工艺指标，从而达到充分利用不可再生矿产资源之目的。紫金山金矿采用配矿技术组织矿石生产，控制矿石质量，取得良好效果，实现了矿山的持续生产与不断发展。这是紫金山金矿21世纪初期的管理情况，现在把當年的技术经验总结出来，以飨读者。

关键词： 紫金山金矿； 矿石质量； 采场配矿； 生产管理

前言

紫金山金矿床是我国一座特大型低品位氧化矿床，地处福建西部，经过多年不断地开发和研究，在采、选、冶方面有重大进步和创新。在21世纪初期的2000年采矿工艺从地下开采转变成全面露天开采，并在黄金矿山中率先采用先进的高陡帮开采技术，现已形成一套与大型生产规模相配套的开拓运输系统和采剥工艺，入选品位从原设计的3.8×10-6降至0.3×10-6左右，采选规模和黄金产量一跃成为全国同类矿山之首。2004年生产能力1600万t/a，产金超过10t。2003年，紫金山金矿“含金固体废弃物”的综合开发利用工程启用后，根据生产的需要设立了3个选矿厂。因各选矿厂的选矿工艺流程不同，对矿石的质量要求也不同，而提高矿产品质量关键在于控制矿石品位及杂质等指标的稳定性。紫金山金矿在生产过程中通过应用配矿技术控制金矿石质量，取得良好效果。

1. 地质概况

紫金山金矿床属高硫浅成低温热泉氧化矿床，主要发育于北西向构造—隐爆角砾岩密集带及其上下碎裂花岗岩构造破碎带中。金矿体产于蚀变花岗岩及穿插于其中的隐爆角砾岩、构造碎屑岩、英安玢岩脉内，位于潜水面以上的氧化带中，矿体与围岩之间没有明显分界线，工业矿体靠系统采样化验圈定。

紫金山金矿矿石的化学成分简单，以SiO2为主，含量一般均在90%以上，其次为Fe2O3、Al2O3，其它组分含量甚微，其矿石多元素分析见表1[1]。

矿石中主要有益组分为金，金矿物为自然金，主要赋存于孔隙、裂隙中，赋存状态以裂隙金为主，占77%；晶隙金占15%，包体金占8%，伴生有害组分含量极低。金含量一般为0.5～8×10-6。紫金山金矿的采场高差大、品位悬殊，从各个中段平硐、露采平台的资料对比可见，在910m～670m标高之间具有明显的富集趋势，不仅品位高，而且储量也大，自上而下品位呈跳跃式。670m～600m标高，金含量自上而下有逐渐降低趋势。910m～1138m标高，金含量自下而上则呈跳跃式缓慢降低。

2. 紫金山金矿的采选工艺

紫金山金矿属高山型矿床，采用国际上先进的开采工艺技术—陡帮开采，[2]经过多年来不断的开发和拓展，露天采场现已形成了772m以上为山坡露天，最高标高1050m，垂直高差达278m；772m以下为凹陷露天，设计坑底标高616m，垂直高差为166m。露天开采工艺穿孔设备孔径Ф165mm的潜孔钻机，孔网参数6m×5m，用粒状铵油炸药爆破，非电导爆管系统起爆。铲装用PC400、VOVAL360等挖掘机承担，采场内用汽车运输，吨位20t～60t。

由于紫金山金矿矿石品位低，具有氧化程度高、杂质少等的特点，属易浸易选矿石。目前紫金山金矿有3个选矿厂，第一选矿厂和第二选矿厂处理原矿石品位在0.5×10-6以上，采用两段开路破碎、一次筛分、洗矿和两次分级预处理矿石后进行重选、细粒炭浸、粗粒堆浸的联合工艺；第三选矿厂是一个固体废弃物综合利用与环境治理系统工程，处理品位为0.3～0.5×10-6的矿石，采用不破碎，直接筛分洗矿、重选、分级后细粒炭浸、粗粒堆浸工艺。

3. 矿石品位指标的确定

临界品位指标确定是配矿过程中一项必不可少的程序，其方法很多，而该矿采用的是价格法。它是根据从矿石中提取单位最终产品的生产成本不超过该产品销售价格的原则来确定工业品位的方法。现以价格法来分析。

3.1 吨矿临界品位的公式推导

F总=F采+F选+F冶+F综 （1）

式中：F总-矿石的总成本，元/t；

F采-采矿成本，元/t；

F选-选矿成本，元/t；

F冶-冶炼成本，元/t；

F综-矿山企业的综合管理成本，元/t。

F总=C临ε选ε冶（1-r）k （2）

式中：C临-矿石的品位，×10-6；

ε选-选矿综合回收率，%；

ε冶-冶炼回收率，%；

r-开采贫化率，%；

k-黄金当前价格，元/g。

3.2 吨矿临界品位的计算

以2003年为例，经济技术参数如下：

选矿回收率ε选=80.4%；冶炼回收率ε冶=97%；采矿贫化率r=19.3%；黄金价格k=98元/g；处理1t矿石的总成本F总=38.49元/t，根据上述公式计算可得C临=0.624g/t。

2003年，紫金山矿床的临界品位C临为0.624g/t，实际上，临界品位指标是动态的，随各选矿厂的回收率、生产成本不一样及市场黄金价格等技术经济指标的变化而变化。2005年，紫金山金矿根据生产过程中的各项技术经济指标，确定第一选矿厂和第二选矿厂供矿的临界品位指标为0.5×10-6，第三选矿厂处理的矿石品位指标为0.3～0.5×10-6。

3.3 配矿后平均品位的计算公式

采矿管理人员根据各选矿厂的品位指标要求，对各出矿点矿石品位进行配比计算，公式如下：

配矿后的平均品位：

C平=∑Ci×Qi/∑Qi （3）

式中：C平-配矿后的平均品位，×10-6；

Ci-各出矿点矿点的品位，×10-6；

Qi-各出矿点矿点的矿量，t。

3.4 出矿品位要求

C出=C平≥C临

4. 配矿技术的应用

4.1 配矿要求及模型

及时准确地提供各出矿点及各选矿厂的品位和矿量需求信息，当实际出矿品位高于选矿厂的品位指标要求时，要配入低品位矿石，相反，配入高品位矿石。[3]

配礦模型。采用按比例要求同时混入法，根据选矿厂要求的品位和矿量及出矿点实际的高、低品位数量按式（3）计算，现以两个出矿点为例计算其配矿比K：

K=（C1-C出）/（C出-C2） （4）

式中：C1-出矿点1#的平均品位，×10-6；

C2-出矿点2#的平均品位，×10-6。

例：二选矿厂要求的品位指标是0.5g/t，而856平台出矿点1#的品位0.86g/t，844平台出矿点2#的品位0.35g/t，其高、低品位矿石的配矿比K=2.4，即每入堆矿石出1车856平台矿石，要入堆844平台2.4车矿石。

4.2 配矿的管理

采场配矿要以矿石的各主要组分的分析结果为依据，包括出矿点的计划、运输组织、出矿点的出矿管理等环节。

4.2.1 出矿点的计划

地质人员应用最新生产勘探资料、地质勘探资料重新进行储量计算，综合研究矿体赋存规律，根据采矿车间提供的穿爆区域，按公司下达的品位要求进行圈定矿体，现场划分界线，提供IDS操作系统所绘制的矿块品位投影总图给采矿车间，有计划地组织生产，在有条件的地方尽量安排分穿分爆，为配矿提供更准确的资料。

矿山配矿前要通过爆破钻孔超前取样，通过分析等手段弄清矿块分布和出矿点矿石的种类、品位及有害杂质等指标，并根据各钻孔品位与其地质构造、形态、厚度等地质资料绘制成出矿点品位布置图，把图反馈给采矿车间进行生产组织。

提高穿孔爆破质量，减少因采挖高度变化引起的供矿点品位误差。爆破后由测量人员进行实测，在出矿点上用明显标识（用小红旗和小绿旗，插入出矿点）圈出各单元矿块的界限。

4.2.2 配矿的运输组织

采场配矿关键在于矿石生产过程中的运输组织。实质是通过控制出矿点的产量来调整出矿品位，根据紫金山各选矿厂实际情况，结合采场运输成本控制要求，其矿岩的运输路线（见表2所示）。

4.2.3 出矿点的管理

（1）通过矿石出矿管理来控制矿石的质量。采矿车间根据所掌握的出矿点资料并结合回采顺序、采掘、工作平台宽度、铲装线长度等开采条件制定配矿计划或方案，安排相应的铲装设备、铲装方向和顺序、矿石去向、运输线路等内容。

（2）掌握出矿点的质量指标，确保采装质量，紫金山金矿采用固定配比调车配矿，即根据矿块资料和现场经验判断相结合取值，计算配比值，分别向各出矿点的挖掘机派车。铲装作业人员根据要求进行铲装，输出矿石必须达到产品质量标准，采装过程中如目估矿石品位与预期品位有较大的差异应及时反馈。

（3）在矿石运输过程中，运矿司机严格执行指令，出矿车辆挂牌作业，且内容与实际相符，严禁窜平台或窜堆场作业，并按不同品级和配矿要求的指定地点分别进行卸矿。

（4）对于出矿点中的大块用钩机挑出后集中堆置，若是低品位大块，则安排排弃，对于高品位的大块，则进行二次破碎，其破碎方式有凿岩爆破或液压碎石机破碎两种。

（5）各选矿厂要密切配合，根据入选品位和粉泥矿比例及时反馈相关信息等。[4]

6. 结语

紫金山金矿通过矿石的合理调度与配比，矿石的配比符合性大大提高，矿石的入选粒度、品位波动极值大幅下降，矿石合格率达到90%以上，主要体现在溜井运行顺利，不易堵塞；选矿炭浸工艺的泥浆浓度降低；在不增加选矿处理量的情况下，满足了选矿厂对高品位矿石的要求，并消化了现场许多的低品位矿石及粉矿，实现了采场各平台的均衡下降等。

配矿是一项细致复杂的工作，配矿目的是控制矿石质量的均匀性和稳定性。虽然紫金山配矿技术取得了良好的效果，但矿块钻孔取样的代表性和矿层比较复杂的矿段实行分爆分采等方面还应该进一步改进和完善。

总之，配矿是一个不断实践的过程，每个露天矿山应根据自身特点，对影响配矿效果的诸多因素逐一进行分析，并找出关键性因素，然后采取相应的技术措施，才能制定出更加严格、周密的配矿方案，确保矿山的持续稳定健康发展。

参考文献：

[1] 福建紫金矿业集团股份有限公司编.福建省上杭县紫金山铜金矿区西北矿段金矿地质勘探报告[R].福建省上杭县，2000.

[2] 福建紫金矿业集团有限公司.紫金山露天采场陡帮开采工艺的研究与应用[R].福建上杭，科技成果鉴定资料，2003.11.

[3] 陈景河.从矿床地质向经济地质的跨越[J].黄金经济地质，1999年4月：18～20.

[4] 李逢瑞，孔凡琼·紫金山金矿露天开采境界与资源利用方案综述[R].内部文献，福建省上杭县，2005.

[5] 尚东汇，温强.浅谈鄂尔多斯煤炭资源利用及存在的问题[J].西部资源，2014（1）.