攀鋼礦業公司石灰石采場開采境界方案比選

蔡定國

(攀鋼集團礦業有限公司石灰石礦)

攀鋼礦業公司石灰石礦于1970年5月建成投產，經過40多a的開采，目前開采平臺已下降到1 255 m 標高處。2017年5月，蘇鐵保護區提出石灰石采場位于其紅線范圍內，須在2024年末前退出蘇鐵保護區，由于現有境界內保有資源量遠大于退出蘇鐵保護區前需求資源量，為在有限時間內減少采場剝巖量，最大限度地利用優質礦石資源，結合開采現狀，對石灰石采場開采境界方案進行了優化探討，使采場的開采在當前形勢下更趨于合理、經濟。

1 現開采境界及資源量

目前石灰石采場執行的是攀鋼礦業公司設計研究院2004年12月完成的《攀鋼集團礦業公司巴關河石灰石礦中深部開采初步設計》[1]，2017年6月對設計境界進行了局部調整。當前開采境界為1 267～1 183 m，境界內礦巖總量為1 855.41萬t，其中礦石為1 392.61萬t，巖石為462.80萬t，平均剝采比為0.33，東采場邊坡坐落在P1Y2+3礦層上。采場開采境界見圖1，邊坡位置見圖2，各臺階礦巖量見表1。

圖1 當前采場開采設計境界

圖2 臺階邊坡位置示意

2 石灰石采場境界優化原則

本次石灰石采場境界優化遵循以下原則：

(1)采場出礦以采礦權證最大允許開采礦石量120萬t/a排產。

(2)根據政府相關部門的要求，石灰石采場須于2024年末退出蘇鐵保護區，開采服務年限為7 a，圈定境界內礦石量不低于840萬t。

表1 境界內1 267～1 183 m結余礦石量

(3)在滿足出礦的前提下，剝巖最小化。

(4)充分利用礦權范圍內優質P1Y5礦資源。

(5)所圈定的境界最終邊坡安全、穩定。

3 開采境界方案比選

結合采場礦體賦存條件及當前開采現狀，在現有開采設計境界基礎上，提出3個境界優化方案[2]，并對圈定礦量進行計算，為開采方案優化提供依據。

3.1 方案一

方案一為開采純P1Y5礦，東采場不開采P1Y3礦。在原設計開采境界基礎上，西采場開采境界及東采場南部邊坡境界不變，變更東采場北幫邊坡及東端幫。北幫靠幫邊坡平臺坐落在P1Y4巖層中，不開采東采場P1Y3礦，僅開采采場內純P1Y5礦，靠幫爆破切割的P1Y4三角體22.77萬t全部與P1Y5配礦利用。方案一的開采境界優化見圖3，靠幫臺階邊坡位置見圖4，圈入境界內礦巖量計算結果見表2。

圖3 方案一開采境界優化

由表2可知，方案一優化后境界內結存礦石資源855.36萬t全部為優質資源P1Y5，低品位P1Y4層位為22.79萬t，全部配礦利用，境界內共結存礦石資源量878.2萬t，平均剝采比為0.08 t/t。

根據該方案優化后境界的邊坡，對P7、P8、P9、P10剖面采用摩根斯坦法和畢肖普法進行穩定性驗算，終了邊坡各剖面、段高穩定性計算結果均滿足規范要求，終了邊坡整體穩定。

3.2 方案二

方案二為開采P1Y5礦和東采場部分P1Y3礦。在當前開采設計境界基礎上，西采場開采境界及東采場南部邊坡境界不變，變更東采場北幫邊坡及東端幫，調整F5～F9斷層境界，開采P1Y5礦和F5～F9斷層中的P1Y3礦。北幫靠幫邊坡平臺坐落在P1Y3礦層中，靠幫區域損失部分P1Y3礦。F5～F9斷層的P1Y4巖層全部與P1Y5、P1Y3礦配礦利用。境界調整見圖5。圈入境界內礦巖量計算見表3。

圖4 方案一靠幫臺階邊坡位置示意

臺階標高/m礦石量/萬tP1Y3P1Y5P1Y4(配礦利用)小計巖石量(H2+3)/萬t剝采比/(t/t)1267～12550．0041．681．5443．223．060．071255～12430．00156．882．91159．794．880．031243～12310．00172．234．53176．7615．940．091231～12190．00178．596．23184．8216．320．091219～12070．00168．473．54172．0115．710．091207～11950．05137．514．04141．6018．150．13合計878．2074．060．08

由表3可知，方案二優化后境界內結存礦石資源為P1Y5礦700.28萬t，P1Y3礦78.81萬t，低品位P1Y4礦89.8萬t，境界內共結存礦石資源量868.89萬t，P1Y4層位全部配礦利用,平均剝采比為0.18 t/t。對該方案優化后境界的邊坡進行穩定性驗算，終了邊坡各剖面、段高穩定性計算結果均滿足規范要求，終了邊坡整體穩定。

3.3 方案三

方案三為開采東采場P1Y3礦，放棄部分P1Y5礦。在方案二的基礎上，回收變更東采場東部境界，東端幫境界設置在F6～F9斷層采空區西部，邊坡坐落層位與方案二一致，在P1Y4巖層中。方案三境界調整見圖6，圈入境界內礦巖量計算見表4。

圖5 方案二境界調整示意

臺階標高/m礦石量/萬tP1Y3P1Y5P1Y4(配礦利用)小計巖石量(H2+3)/萬t剝采比/(t/t)1267～125510．6957．1410．7878．6118．330．231255～124312．21174．1216．58202．9135．090．171243～123114．28140．2917．27171．8445．690．271231～121914．96124．6515．52155．1331．130．201219～120711．51113．7314．44139．6819．690．141207～119515．1690．3515．21120．723．340．03合計868．89153．270．18

方案三境界內共圈定礦石量為827.89萬t，但低品位P1Y4礦配入量達131.52萬t，配入比達到15.9%，對整個境界內開采礦石的綜合品位影響較大。經對終了邊坡穩定性驗算，邊坡整體穩定。

3.4 開采境界方案比較

各開采境界方案對比見表5。通過對3個方案進行綜合對比[3]，方案一最優，在120萬t/a的開采量情況下，能滿足2024年末退出蘇鐵保護區的開采服務年限要求，并有約38.19萬t的礦石富余，同時平均剝采比僅為0.08 t/t，剝巖量較少，適合當前石灰石排土場受限的開采局面。

4 結 語

結合當前石灰石采場面臨形勢，經3個開采境界方案綜合對比確定方案一最優，滿足開采量要求，采場剝采比在原設計基礎上，由0.33 t/t降至0.08 t/t，剝巖量減少了388.74萬t，節約了剝巖費用約500萬元，減少排土場占用空間,節約新建排土場的征用費用，方案經濟合理。此外，按照方案，開采需要剝離巖土74.06萬t，600 mm×900 mm破碎系統加工塊礦也將產生大量尾料，當前東排土場因紅線問題已停排，需繼續找尋、建設新的排土場，解決采場排土問題。當前開采標高已下降至1 255 m 水平，采場境界外600 mm×900 mm破碎機碾口位置為1 275 m水平，結合《石灰石礦逐步退出蘇鐵保護區開采方案》，以120萬t/a的規模出礦，采場開采至1 231 m水平時，600 mm×900 mm破碎系統供料將出現長距離上坡運輸，后續需規劃石灰石600 mm×900 mm破碎機選址及搬遷事項，確保塊礦產量。

圖6 方案三境界調整示意

臺階標高/m礦石量/萬tP1Y3P1Y5P1Y4(配礦利用)小計巖石量(H2+3)/萬t剝采比/(t/t)1267～125510．6955．9310．3776．9916．710．221255～124312．21169．1914．38195．7822．500．111243～123114．28133．2014．87162．3541．530．261231～121914．96119．5513．42147．9328．100．191219～120711．51108．4212．72132．6515．060．111207～119515．1683．5013．53112．193．240．03合計827．89127．140．15

[1] 攀鋼集團礦業有限公司設計研究院.攀鋼集團礦業公司巴關河石灰石礦中深部開采初步設計[R]. 攀枝花：攀鋼集團礦業有限公司設計研究院，2015.

表5 開采境界方案對比

[2] 沈世榮.營盤山采場中深部開采設計境界優化探討[J].礦業工程，2006(5)：22-24.

[3] 陳 琪,趙德偉,楊慶軍.露天開采境界方案比較分析[J].黑龍江冶金,2015(1):26-27.