华银铝矿一体化配矿回顾与新思考

韦乾昭

(广西华银铝业有限公司，广西 德保县 533700)

1 华银铝矿地质特点及开采工艺

华银铝矿为堆积型铝土矿，赋存于第四系更新统（Qp）岩溶堆积红土层中，分布于峰丛洼地、峰林谷地及斜坡地带。矿区范围内矿体大小相差悬殊，单个矿体面积最大1.131 km2，最小0.006 km2，一般0.05～0.5 km2。矿体平均厚度3.02～13.46 m，一般厚度5～12 m。矿体含矿率334～1433 kg/m3，平均807 kg/m3。矿体的平面形态复杂，呈不规则长轴状、短轴状、等轴状、树枝状、弧形状、瘤状、岛状及哑铃状等，剖面上呈层状、似层状、透镜状，产状平缓，为5°～10°。

矿山为露天开采，矿区为平面堆进型矿山，采用公路开拓-汽车运输的开拓方案。主要采矿设备为液压挖掘机，运输设备为铰接式卡车。含泥铝土矿（原矿）经过回采-洗矿-破碎后输送到氧化铝厂，含泥铝土矿品位、含矿率等起伏变化大，因此，配矿工作是矿山生产中的重要组成部分。

2 华银铝矿一体化配矿方法

广西华银氧化铝一期工程于2007 年12 月投产，目前已形成年产氧化铝200 万t。华银铝配套矿山年需供合格铝土矿600 万t。由于原矿含矿率、可洗性等较平果铝差，因此，矿山在供矿量以及供矿质量方面面临新的问题和挑战。华银铝矿在总结平果铝早期的配供矿的基础上，创新和发展了一体化配矿技术，开发出矿山自用的生产管理系统。生产管理系统将采场配矿、洗后矿堆场配矿、合格铝土矿堆场配矿进行统一管理，通过生产管理系统，综合考虑作业计划期内的生产要素，进行采场配矿、洗后矿堆场配矿、合格铝土矿堆场配矿模拟。

2.1 采场出矿阶段配矿

（1）采场配矿类型。采场配矿主要包括5 年规划、年度采剥计划、季度采剥计划、月度采剥计划。生产管理中的采场出矿阶段配矿主要是针对月度计划进行分解，以3～5 d 的滚动作业周期，结合洗矿生产能力（含设备现状）、浓密池处理能力（含设备现状）、洗后矿堆场、合格铝土矿堆场的堆存情况等对各采区采掘带的回采矿量和回采工作面个数做出合理安排。外部原因导致原有作业指令无法执行时，根据新的条件进行生产要求模拟，对计划进行动态调整。

（2）采场配矿计算方法如下。

式中，AS采为采场采出平均铝硅比；Q采i为第i个采掘带采出净矿量，t，Q采i=Wi×Ni×γ原i；Wi为第i个采掘带运矿汽车台班运输量，t·班/辆；Ni为第i个采掘带运矿汽车派车数，辆；γ原i为第i个采掘带含矿率，%；A采i、S采i分别为第i个采掘带采出净矿Al2O3、SiO2含量，%。

采场配矿过程中，根据月度采剥计划以及各堆场实际库存矿量，明确在滚动作业周期内采场出矿量、出矿铝硅比以及洗后矿堆场、铝土矿堆场的配矿要求，通过调整出矿工作面（采掘带）以及各工作面的派车数来实现配矿的准确性。

2.2 洗后矿配矿

（1）配矿场地和设备。华银铝矿洗后矿堆场采用高架胶带机堆料方案，洗后矿堆场储矿量约为9 万t，洗后矿堆场按铝硅比高低划分为5 个矿堆。通过调整高架胶带上的布料小车，将洗后矿布置在指定矿堆。堆场底部每个矿堆配有3 台电振给料机放矿并通过地下纵向皮带廊运至细碎筛分车间，为确保堆场范围内能够卸料通畅，堆场另设有装载机或推土机用于辅助放矿。

（2）洗后矿堆场存矿量及品位计算方法如下。

式中，Q洗i为第i个洗后矿堆场总净矿量，t；Q洗布i为第i个堆点洗后矿布矿量，t；Q洗存i为第i个堆点洗后矿存矿量，t；A洗i、S洗i分别为洗后矿第i个堆点Al2O3、SiO2含量，%；A洗布i、S洗布i分别为洗后矿第i个堆点布矿Al2O3、SiO2含量，%；A洗存i、S洗存i分别为洗后矿第i个堆点存矿Al2O3、SiO2含量，%；AS洗i为第i个洗后矿堆场平均铝硅比。

（3）洗后矿堆场配矿计算方法如下。

式中，Q洗i为洗后矿第i个堆点取矿量，t，Q洗i=q×ti×Ni，q为单台放矿机放矿产能，t/h；ti为第i个堆点放矿时长，h；Ni为第i个堆点放矿台数，台；A洗i、S洗i分别为洗后矿第i个堆点Al2O3、SiO2含量，%；AS洗为洗后矿配矿平均铝硅比。

2.3 合格铝土矿堆场配矿

（1）合格铝土矿堆场场地和设备。华银铝矿合格铝土矿堆场同样采用高架胶带机堆料方案，共有3 条长137 m 的高架胶带机堆料。每条高架胶带机下方均设置3 个矿堆，堆场储矿量约为25 万t，通过调整高架胶带上的布料小车，将破碎后的合格铝土矿布置在指定矿堆。合格铝土矿堆场采用落地式多点供矿配矿方案，堆场配备了1～3 台装载机用于配矿，以保证配矿作业。

（2）合格铝土矿堆场配矿计算方法如下。

式中，Q合i为合格铝土矿第i个堆点取矿量，t；A合i、S合i分别为合格铝土矿第i个堆点Al2O3、SiO2含量，%；AS合为合格铝土矿配矿平均铝硅比。

3 影响一体化配矿的主要因素

3.1 采矿临时用地

铝土矿采矿用地是采用临时用地的方式进行“租地”，需在3 年内完成采准、剥离和开采等工作。堆积型铝土矿存在矿体分布广、矿层薄、埋藏浅、占地面积大等特点，每年新增用地面积大，临时用地工作受外界不可控因素影响大，新增用地能否按计划落实，将直接影响采场配矿，并影响后期堆场配矿。

3.2 雨季采场出矿受阻

广西西部地区雨季时间长，华银铝矿含泥率高达40%～70%，雨季采矿工作面受设备扰动易出现泥浆地面，设备无法长时间作业，且雨后恢复时间长。目前主要采用的方法是增加原矿堆场，在非雨季储备适量原矿，同时，在具备条件的情况下多生产铝土矿储存在堆场内，可缓解雨季一体化配矿困难。但在实践过程中，原矿堆场所存原矿来自不同的采场，其品位等录入无法达到精准，数据可靠性不足，会影响后期配矿的准确性。

3.3 基础地质数据

含泥铝土矿主要采用浅竖井工程揭露控制矿体厚度。勘探阶段以50m×50 m 网度控制探明资源量、100m×100 m 网度控制资源量。生产探矿阶段按25m×25 m 网度布置浅井工程。受各种因素影响，生产探矿工作未能按计划执行，部分采场仅达到勘探阶段就投入使用，采场品位、含矿率、矿石量数据与实际相差较大，最终导致月度计划可执行度低，生产计划临时调整次数增多。

3.4 运距逐年增大

华银铝矿已开采多年，矿区开拓已向纵深发展，采场平均运距越来越大，不同采场之间调用履带式采矿设备的成本将会越来越高、效率会越来越低。因此，当某个采场由于其他原因无法正常出矿时，采场出矿品位容易出现大波动，将导致洗后矿堆场、铝土矿堆场存堆混乱。

3.5 难洗胶泥矿占比大

华银铝矿区含泥铝土矿与平果铝矿区含泥铝土矿相比，难洗胶泥矿占比大。目前的圆筒加槽洗的二段洗矿工艺流程对于胶泥矿的处理，无法将洗后矿的含泥率控制在3%以内，且处理效率仅为正常易洗矿的50%左右。对于胶泥矿占比大的采场、采矿工作面，采场配矿计划完成度低，需频繁调整班生产作业计划，这对设备调整、后期洗矿、堆场布矿都造成较大的压力。

3.6 生产数据采集的滞后性

当前，采矿工作面的出车数、每班各采场实际出矿量、原矿仓倒车数、洗后矿堆场堆存量等一体化配矿所需要的基础数据大部分还是由当班作业人员进行手工记录，数据更新也以班或是天为周期，期间若出现严重影响一体化配矿的因素，配矿作业指令编制人员未能及时有效掌握，导致错误累积，影响配矿作业的准确性。

4 确保持续稳定供配矿新思考

华银铝矿经过多年开发，对矿山配矿模型已有较为深刻的认识，经过多年的配矿实践也掌握了较为丰富的经验。从前期配矿的实践来看，影响矿山配矿的不可预见因素多，要进一步优化一体化配矿，减少其他因素对配矿的影响，实现更精准化，需要利用新的技术对现有一体化配矿进行补充，具体有如下几个方面。

（1）做好前期生产探矿工作，构建矿体三维地质模型。通过可视化的三维地质模型，更能准确地编制年度采剥计划、季度采剥计划、月度采剥计划。

（2）建立基于整个矿区的三维地理信息平台。利用无人机航测技术，进行露天采空区快速、精细化测量，通过构建的模型，以便配矿作业指令编制人员能快速全面地了解各采场的现状。利用无人机航测技术，精准掌握原矿堆场、洗后矿堆场、合格铝土矿堆场等实时数据，以便在编制配矿作业指令时能全面统筹考虑矿山各环节制约因素，编制出更符合实际、可执行度高的配矿作业指令。

（3）建设矿山大数据分析平台，利用5G 等新技术，建设基于GPS 的采掘设备、铰接式卡车等采运设备的调度数据采集系统。进一步优化采矿阶段配矿模型和调度算法。设计采运等设备的调度数据通讯系统，实现调度语音化；构建基于GPS 采运设备全方位可视化生产监控调度系统。建立基于GPS的采运设备作业量自动统计系统，实时全面掌握设备状况、位置、装车位置、卸矿位置、采掘带班运输功、设备台时作业量等基础数据，以便实时跟踪配矿作业指令的完成度，实现采运设备的科学调整。通过数据采集系统，更准确掌握原矿堆场的存矿情况，建立更准确的原矿堆场三维模型，有效地指导后期原矿堆场二次倒运配矿的准确性。

（4）进一步完善生产数据实时监控系统。利用实时上传的原矿处理量、洗后矿处理量、破碎生产量、供矿量等，实时统计生产量及各环节的矿石品位等，快速统计作业指令完成度，及时发现异常并进行调整。

（5）开发智能移动平台。通过开发专用的移动端APP，给予不同管理人员不同的使用权限。减少信息传递环节、提高指令响应时间。通过上述平台建设，进一步减少配矿指令执行的管理层级，实现扁平化管理，提高指令的完成度。通过移动端APP，实现采矿技术人员、挖掘机操作人员在采场能实时了解回采工作面矿体厚（距离底板距离）、胶泥矿占比等，有效控制中夜班作业因光线不足导致的开采贫化，提高采场配矿作业的准确性。

5 结论

配矿工作是华银铝矿开采的重要组成部分，采场配矿、洗后矿堆场配矿、合格铝土矿堆场配矿相统一的一体化配矿是关键。采矿临时用地、雨季采场出矿、基础地质数据、运距、难洗胶泥矿占比、生产数据采集等是影响配矿工作的主要因素。构建矿体三维地质模型、建立矿区的三维地理信息平台、建设矿山大数据分析平台、完善生产数据实时监控系统、开发智能移动平台等新技术是进一步提高一体化配矿质量的重要途径。