玉溪矿业有限公司大红山铜矿水平衡研究

欧高敏，廖 萍

（云铜（集团）技术中心矿山研究院，云南 昆明 650200）

大红山矿区以曼岗河为界，分为东部的大红山铁矿和西部的大红山铜矿。大红山铜矿，是云南铜业的重要原料基地。矿山首采区位于曼岗河以西、F3断层以东的1号铜铁矿带。目前，大红山井下采矿能力达到13000t/d，井下采矿用水量约5980m3/d，其中一选厂3000m3生产调节水池和二选厂2400m3水池供水5480m3/d，生产新水中位水池供给500m3/d，包括井下作业及防尘用水量。一期、二期井下用水是由生产新水中位水池、一选厂3000m3生产调节水池供给，两根供水管Ф159×6分别从副斜井井口和东部750坑口下至各中段。西矿段：生产供水水源为二选厂2400m3生产新水池，供水管Ф273×8，经回风斜坡道进入井下，在500m转入充填进风斜井供到各水平。井下应急救护供水，与生产供水系统共用供水管网，在井口设置切换。井下排水，经泵提升至二选厂6000m3水池，沉淀后供至选矿流程和井下使用。清洗沉淀池污水进入30m浓缩机底流泵站，由站内渣浆泵扬送铜铁两矿865m结合池后，自流到龙都尾矿库。

1 选矿用水现状

2005年矿山对一选厂进行改造，使一选厂处理能力提高到10000t/d；为满足处理低品位矿的需要，提高资源利用率，矿山于2007年建成第二选矿厂，选矿处理能力5000t/d，选矿加工能力15000t/d。

一选厂新水用水量12161m3/d，回水量为75%。中细碎工段生产新水由生活区调节水池及生产新水高位水池供给。主厂房、脱水工段生产新水由生产新水中位水池及调节水池供给。回水包括尾矿回水、精矿回水、设备冷却及收尘回水。脱水工段冷却水回水泵站：用于将脱水工段设备冷却水扬送至铜、铁精矿回水泵站。精矿回水泵站：用于将铜精矿回水扬至磁选回水池，供磁选工艺使用；将铁精矿回水及脱水工段冷却水回水泵站送来的水一起扬送至尾矿回水泵站。尾矿回水泵站：用于将尾矿、铁精矿回水，收尘回水及设备冷却水汇集后扬送至回水高位水池。在全部回用尾矿浓缩池溢流水的情况下，扬送回水量为35833m3/d。选矿厂没有回用的水量，主要由尾矿带走，一部分尾矿（水量：15132m3/d）输送到充填制备站，一部分尾矿（水量：256m3/d）输送到尾矿库，在库内澄清、自然瀑气，达到排放标准后排入戛洒江或泵回二选厂4500m3水池、6000m3水池；小部分水量随铜、铁精矿带走。

二选厂新水用水量9303m3/d，回水量为75%。整个二选厂生产水由二选厂的4500m3水池、6000m3水池及5000m3回水池供给。二选厂的4500m3水池、6000m3水池由535井下回水和尾矿库回水、老厂水供给。5000m3回水池由选厂回水供给，回水包括尾矿回水、精矿回水、收尘回水。精矿回水扬至尾矿回水池，汇合尾矿回水一起扬送到5000m3回水池；在全部回用尾矿浓缩池溢流水的情况下，扬送回水量为27410m3/d。选矿厂没有回用的水量，主要由尾矿带走，一部分尾矿（水量：9044m3/d）输送到充填制备站，一部分尾矿（水量：17m3/d）输送到尾矿库，还有593m3/d的回水因为水池容纳不下，也输送到尾矿库，在库内澄清、自然瀑气，达到排放标准后排入戛洒江或泵回二选厂4500m3水池、6000m3水池。小部分水量随铜、铁精矿带走。

2 坑内排水处理

生产期坑内排水主要由尾矿充填渗透水、生产排水、坑内正常涌水等组成，水中有一定的颗粒悬浮物存在。坑内水在水仓汇集后，采用泵扬送至大红山铜矿本部，进入535m水仓后，扬送至地表二选厂6000m3水池，清洗水池污水用泵扬送至尾矿自流沟进入尾矿库沉淀，细泥留在尾矿库，澄清水再用泵扬送回矿区，进入选厂流程使用。

3 节水节能分析

大红山铜矿的回水设施和污水处理设施比较齐全，井下回水澄清后、生活污水处理后均用于生产。选厂是最大的用水单位，设计回水利用率为70%，回水利用率现在已达到75%，就连打扫卫生用的也是回水。绿化用水，考虑到预防环保风险，不使用回水。

但是还有两个方面节水节能工作可以做：①井下生产用水供给地点的选择。②冲填站底流浓度提高，具体分析如下。

4 节水节能工程措施

根据上述的节水节能分析，需要实施的工程有：建设井下回水沉淀池和冲填一站增设底流浓缩机。经过现场调研，选择530采准干线B8-14线巷道建设沉淀池。大红山铜矿井下自然涌水量很小，绝大部分是尾矿充填渗透水、生产排水，各个中段的回水均输送到535水仓，能保障沉淀池的用水。

（1）地质概况。530采准干线B8-14线巷道，该区域矿体产出层位为大红山群曼岗河组第三岩性段（Ptdm3）中下部，含矿岩性主要为：变钠质凝灰岩和黑云片岩，主要矿石矿物有：黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿。矿体走向N55～76°W倾向SW倾角15°～19°。该区域主要构造为FI-01断层，走向N60°～70°W，倾向SW，倾角60°～68°，该断层穿过530采准干线B8-B12线位置，充填物为围岩角砾、石英方解石碎屑等。

（2）矿井巷道通风。该巷道内在B8线和B12线有两口回风井通550采准干线，考虑到行人安全和通风需求，在550采准干线两口回风井边施工两堵混凝土风墙，防止高坠事故的发生。并在B8线回风井风墙里面安装两棵φ150mm的风管，保证530采准干线和550采准干线两个通风口，满足后期清理沉淀池淤泥工作时通风所需。

（3）沉淀池容积。530采准干线回水沉淀池，因通风需要，巷道顶板以下预留部分空间，故巷道高度按照3m计算，由于巷道标高不一样，保守估算：沉淀池容积=底面积622m2×3m=1866m3，分 成200m3、100m3、1566m3三 个部分，澄清水从最大容积部分引出。

5 建设井下回水沉淀池预期效果

5.1 年节省电费

年节省电耗量W（度/年）：W=QHPSg/（3.6×106η1η2η3）

式中Q—沉淀池年供水量，取井下采矿用水量的60%，365×5980×60%=1309620（m3）。H—地表水池与水仓标高之差，829.5-529=300.5（m）。PS—井下水的密度，取103kg/m。g—重力加速度，取9.8m/s2。η1—泵的效率，取0.8。η2—电动机效率，取0.92。η3—电网效率，取0.95。

代入数据计算得：W=1532188（度）

年节省电费：1532188度×0.47元/度=720128元。

5.2 年节省水费

建设井下沉淀池后，约有3600m3/d的井下回水不占用二选厂6000m3水池，就有足够空间容纳冲填二站底流浓缩回水367m3/d和二选厂泵到尾矿库的回水593m3/d，减少来自尾矿库的补充水量960m3/d。

年节省水费：365×960m3×1.05元/m3=367920元。

5.3 投资回收期计算

117/（72.0128+36.7920）=1.07（年）。

所以投资回收期为1.07年。

6 结语

建设井下回水沉淀池，作为井下生产用水供给地点，澄清水作为沉淀池以下中段井下生产用水，投资回收期短，效益大；冲填一站增设底流浓缩机，浓缩底流，利用回水，投资较大，投资回收期较长，玉溪矿业有限公司在生产经营情况允许的情况下，可以立项实施。