裕新多金属矿基建剥离优化设计方案研究

白春晖

(湖南瑶岗仙矿业有限责任公司， 湖南 郴州市 410001)

0 引言

为实现瑶岗仙钨矿矿区及周边社会可持续发展，开发建设的裕新多金属矿作为瑶岗仙钨矿今后发展的接替矿山，被列为市重点建设开发项目。但在 2014年选矿厂基本建设完成后，因征地费用大幅度超投资，瑶岗仙钨矿出现资金问题，导致该项目停建，企业经济损失严重，且已建成的选矿厂无矿可选。同时裕新多金属矿在原基建剥离设计和生产中存在以下难题：①瑶岗仙钨矿资源好、开采条件简单，但林地征用手续因种种原因办理难；②原露天基建施工图设计仅仅考虑自上而下进行开采，基建剥离以岩土为主，几乎无原生矿采出，不能满足选矿厂试生产需要；③初期氧化矿泥化严重，已建选厂难以回收，且难以找到合适的、足够大的堆场堆存氧化矿；④瑶岗仙钨矿当前现金流紧张，资金要尽量用于关键工程。

因此，为解决上述问题，满足选矿厂调试生产需要，本文科学有效地提出露天采场基建推进的同时，副产原生矿前2年尽量不采或延后采剥氧化矿的基建剥离优化设计方案。该方案可满足露天采场正常采剥和供原生矿的需要，形成矿山生产的良性循环，为类似矿山生产及设计提供借鉴。

1 开采技术条件

1.1 矿体特征

矿区东部、北部以及西部均为高山。露天境界内地形最高标高为732 m，矿体出露标高为720 m，属较缓地形，平均倾角为20°～30°。表层存在较薄的第四系及风化岩石，主要为风化残积物。表土坡积物一般为0～6 m，且与矿体风化带界线较明显。裕新多金属矿床呈层状产出，走向大致北北东30°～35°，倾向南东，倾角为 30°～35°。

1.2 工程地质条件

白钨矿区内构造比较简单，岩石整体完整性较好。露天边坡上的岩石主要为花岗岩、石英斑岩、辉绿岩等岩石，岩石抗压、抗剪强度高，岩石致密坚硬，岩体稳定性好。矿区内断层主要为 NW、NNW。矿区岩体物理力学参数见表1。矿区内岩石可按稳固程度分为3组。

表1 岩体物理力学参数

（1）不稳固岩组，有氧化岩（土）和矿石。分布于矿体出露部分，氧化深度为10～20 m。此类岩（土）和矿石结构疏松、裂隙发育、湿度很大，易坍塌、崩落，在该类岩石地段采掘时，必须及时放坡或加固，在含水多，特别是疏松处，需进行超前支护。

（2）一般稳固岩组，有结晶灰岩及板岩、角页岩互层两种。根据地质资料，结晶灰岩在裂隙不太发育地段，不易发生坍塌；但在溶洞裂隙特别发育地段，常发生大块陷落现象，为不稳固岩性段。在板岩、角页岩互层岩组中，常见沿层面滑动现象，但不严重，采用较稀疏的支护即可，当遇到破碎带时，应及时支护。

（3）稳固岩组，有原生矽卡岩及石英砂岩。该类岩石强度大，且裂隙孔隙均不发育，勘探期间施工的5号、6号坑均未支护，至今保存完好，但是在破碎带掘进时，则必须注意支护。

1.3 水文地质条件

矿区存在NE-SW褶皱构造，且具有导水性良好的喀斯特垂直循环带。矿区从未发生大规模的山洪、泥石流、滑坡等地质灾害。故未来露天采场的主要水源为自然降雨，可利用自流排水。因此，矿区水文地质条件较为简单。

2 基建剥离优化设计

2.1 露天边坡基本技术参数

采用经验类比法，结合国内外矿山开采经验以及原基建剥离设计方案，对该露天矿边坡进行优化设计，优化设计的主要技术参数见表2。

表2 边坡主要技术参数

2.2 基建剥离优化设计方案

所有的采剥境界方案均在已征地范围内，但只有南588 m以上大采境界及北部排土场局部林地的征用手续已办理好。因此，当前的采剥只能在南588 m以上大采境界内开展工作。故基建剥离优化设计的重点在 588 m及其以上标高，具体为：①南部588～660 m标高、3-1-0-2和6号勘探线间开展基建剥离，以满足生产需要；②北东部 540～624 m标高、6-8-10-14号勘探线间开展基建剥离工作。经3Dmine建模分析，基建采剥分 3个境界方案开展施工，由南向北依次命名为南588 m以上大采、北小采、北东部剥离。其优化后的3Dmine俯视图及征林范围如图1所示。

图1 优化后的3Dmine俯视图及征林范围

（1）南 588 m以上大采。指露天开采588～732 m，3-1-0-2号勘探线间矿体，其矿岩采剥量见表3。由表3可知，南588 m以上大采采出总矿量99.26万m3，约229.23万t，出矿品位为0.451%，占总矿量的85.1%。且标高672 m以上原生矿与氧化矿体积比相对较低，氧化矿较多，甚至在708 m以上无原生矿开采。根据现场矿体揭露情况可进一步减少672 m以上氧化矿的剥离量，以达到不采或延后开采氧化矿，尽量开采原生矿的生产目的。

表3 南588 m以上大采矿岩采剥量

（2）北小采。指露天开采588～624 m，6号勘探线附近矿体，其矿岩采剥量见表4。

表4 北小采矿岩采剥量

由表4可知，矿岩剥离量为5.94万m3。采出总矿量3.96万m3、出矿品位为0.414%，其中原生矿为3.74万m3、出矿品位为0.399%，氧化矿为0.22万m3、出矿品位为0.741%。剥离岩体总量为1.98万m3。

（3）北东部剥离。指对北东部排土场附近山体的540～612 m标高、6-8-10-14号勘探线间重点开展基建剥离工作，其矿岩采剥量见表 5。由表 5可知，矿岩剥离量为109.8万m3。采出氧化矿量0.42万m3、出矿品位为0.485%。其中由于氧化矿难选，副产的氧化矿可暂时留存于排废的576 m道路周边平台，基建期可暂不回采。

表5 北东部剥离矿岩采剥量

3 优化设计注意事项

（1）基建剥离期，氧化矿尽量留存于台阶，推迟回采或不回采，优先副产原生矿以满足选矿厂试生产需求。

（2）尽快形成588 m、600 m、612 m生产作业平台，确保向选矿厂稳定提供1700～3500 t/d的原生矿供选矿厂试生产。

（3）利用新修建的临时道路，其余设备重点转向标高624～660 m间修建临时通道，铲装剥离松散的表土和氧化矿，大部矿岩推排至624 m平台并用卡车转运，形成624 m、636 m、648 m、660 m平台雏形。

（4）抓紧落实北东部剥离境界及排土场林地征用手续的办理工作，北东部剥离境界下部抢救性开采，尽快协调停采和完善北部排土场初期坝及防排水措施工程的施工，确保北东部剥离境界剥离和排土的作业安全，防止滚石、泥石流等伤害事故的发生。

4 结论

本文结合瑶岗仙裕新多金属矿地质地形资料以及原基建剥离设计方案，为满足已建成选矿厂调试生产需要和解决氧化矿难以选别及无合适堆场堆存问题，提出露天采场基建推进的同时，优先副产原生矿，而氧化矿尽量留存于台阶，推迟回采或不回采的基建剥离优化方案，可为类似矿山提供借鉴。

（1）优化后南588 m以上大采境界位于征地、林地使用范围内，比原南588 m以上大采境界少采原生矿3.03万m3，少剥离氧化矿5.73万m3，少剥表土4.12万m3。显著减少表土与氧化矿的剥离量，降低剥离标高32 m，有利于边坡的整体稳定性。

（2）在北东部剥离时，氧化矿可暂时留存于排废的576 m道路周边平台。

（3）该基建剥离优化方案充分考虑了风化成土、含泥高的氧化矿难以选别，且难以找到合适的、足够大的堆场堆存氧化矿的生产难题，可优先生产原生矿80万t，从而满足选矿厂试生产需求。