某鐵礦降低礦石貧化損失的采礦工藝優(yōu)化

代俊杰

（鞍鋼集團(tuán)關(guān)寶山礦業(yè)有限公司，遼寧 鞍山 114000）

1 鐵礦概述

某鐵礦露天開采采用牙輪鉆機(jī)進(jìn)行穿孔，運(yùn)用炸藥爆破作業(yè)來將礦巖進(jìn)行崩落，轉(zhuǎn)載利用的是單斗挖掘機(jī)，運(yùn)輸方式為自卸式汽車。在該采場(chǎng)內(nèi)，劃分了眾多水平臺(tái)階，由上自下的進(jìn)行逐層的推進(jìn)，臺(tái)階的實(shí)際高度為12-15m，推進(jìn)到終極境界的時(shí)候，將每2臺(tái)階合并為24-30m；同時(shí)沿著礦脈的實(shí)際走向來對(duì)采剝的工作面予以布置，并沿著東西兩側(cè)方向進(jìn)行推進(jìn)；其中最小工作平臺(tái)寬度為40-50m，臺(tái)階破面角度為75°；開段溝底寬度為45m。

露天開采運(yùn)用的是大型電鏟，且其斗容確定為10m3，穿孔則選用當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的國產(chǎn)φ310mm孔徑的牙輪鉆設(shè)備，130t級(jí)以及180t級(jí)別的電動(dòng)輪汽車作為運(yùn)輸車輛[1]。該鐵礦在前震旦系粒巖之中形成，率屬于鞍山時(shí)的沉積變質(zhì)礦床。此鐵礦露天境界內(nèi)礦石總量已探測(cè)為19800.92萬t，其中氧化礦量為5430.64萬t，占礦石總量的27.43%，原生礦量為14370.28萬t，占礦石總量的72.57%。整個(gè)礦化帶南北長度為10km，其中北區(qū)長度為4km，在該區(qū)域內(nèi)部，礦體呈現(xiàn)的為層狀，其余部分還表現(xiàn)為透鏡狀或者是扁豆?fàn)睿瑢游幌鄬?duì)來說十分的穩(wěn)定[2]。在地質(zhì)構(gòu)造和古地形的雙重作用下，礦體的厚度較為平穩(wěn)，變化不大，然形態(tài)卻出現(xiàn)了十分復(fù)雜的變化，沿著走向以及傾向等均出現(xiàn)突然的塵滅、分枝復(fù)合和膨縮等問題。在礦體的東西方向上，分別包含的有4個(gè)礦體，細(xì)化編號(hào)為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#，各個(gè)礦體之間處于平行帶狀排列，走向呈現(xiàn)出南北方式，傾向?yàn)槲鳎瑑A角為40°-50°。延長、延深、厚度和形態(tài)等方面變化不是很一致。整體而言，該鐵礦礦體呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的分布形態(tài)，礦帶的寬度也集中在4-5m的范圍內(nèi)，因而在控制礦石貧化率及損失率方面具有一定困難[3]。

2 露天采場(chǎng)兩率降低措施

造成該鐵礦礦石開采損失的原因主要有以下幾點(diǎn)：第一，由于開采礦石時(shí)，運(yùn)用不恰當(dāng)?shù)姆执┖头直胧率乖趶U石之中混進(jìn)了大量的礦石，導(dǎo)致礦石的大量浪費(fèi)和損失；第二，礦石之中混入了大量的礦體脈巖，導(dǎo)致礦石之中的混巖率太高，難以被有效利用，只能選擇舍棄；第三，由于爆破參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)造成礦石體積過大而又無法進(jìn)行二次爆破被舍棄；第四，因礦石質(zhì)量差，難以滿足礦石開采標(biāo)準(zhǔn)；第五，管理措施欠缺，只是一部分礦石被回采出；第六，未能采取科學(xué)合理先進(jìn)的采礦工藝方法，難以完全實(shí)現(xiàn)礦石的有效開采；第七，露天采場(chǎng)處于邊坡防護(hù)需要而禁止回采的礦石[4]。導(dǎo)致礦石貧化的原因主要有下列兩個(gè)方面：其一，礦石在開采的整個(gè)過程中混入廢石導(dǎo)致品位下降；其二，探礦工作不充分，未能合理安排穿孔和爆破等作業(yè)。因此結(jié)合該鐵礦的實(shí)際狀況，探究礦石貧化以及損失的原因，提出了三項(xiàng)降低礦石貧化率及損失率措施，具體如下：

2.1 分穿分爆

在礦巖的交界位置，合理運(yùn)用分穿分爆作業(yè)方式，合理進(jìn)行礦石和巖石的穿孔和爆破作業(yè)，則可以顯著降低大量礦巖混入到礦石之中。同時(shí)結(jié)合該鐵礦場(chǎng)地的實(shí)際狀況以及各個(gè)臺(tái)階斷面的實(shí)際狀況，對(duì)于分穿分爆作業(yè)的具體位置進(jìn)行合理的確定，并在地質(zhì)地形圖當(dāng)中標(biāo)注各位置點(diǎn)，再由礦山地質(zhì)探測(cè)部門提供位置點(diǎn)的詳細(xì)地質(zhì)資料。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查數(shù)據(jù)，綜合考量地質(zhì)探測(cè)部門提供的礦山地質(zhì)資料，來預(yù)測(cè)分析分穿分爆作業(yè)的預(yù)期效果及可能出現(xiàn)的問題。基于對(duì)礦體走向圖等資料分析的前提下，在礦石和巖石交界線進(jìn)行放線，并設(shè)計(jì)分穿分爆實(shí)施方案：首先，分穿分爆作業(yè)務(wù)必要運(yùn)用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先確定施工所需要運(yùn)用的鉆機(jī)型號(hào)，同時(shí)科學(xué)計(jì)算穿孔深度和孔網(wǎng)參數(shù)。特別是針對(duì)需要進(jìn)行傾斜穿孔的地方，應(yīng)嚴(yán)格遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)方案，合理開展穿孔作業(yè)。其次，穿孔作業(yè)施工完畢，結(jié)合礦巖的屬性，來最終確定爆破裝藥的結(jié)構(gòu)和數(shù)量；最后，明確礦巖的挑選順序，明確相關(guān)設(shè)備型號(hào)規(guī)格，做好相關(guān)記錄工作。

對(duì)于該鐵礦而言，在-52m水平4#礦體的北側(cè)區(qū)域，礦體的寬度為45m，走向?yàn)?0m，傾向?yàn)槲鳎瑑A角為40°。基于上述數(shù)據(jù)事實(shí)，最終選取φ310mm型號(hào)的牙輪鉆機(jī)、電鏟和鉤機(jī)和φ120mm潛孔鉆機(jī)。

依據(jù)自西向東的順序來進(jìn)行穿孔作業(yè)，首先穿孔前兩排，待炮孔返渣見到礦體之后停止穿孔作業(yè)，此時(shí)分穿分爆的炮孔深度則可以確定為穿孔的深度。當(dāng)上述炮孔施工作業(yè)完成后，僅需要依據(jù)正常的深度對(duì)其他所有的炮孔進(jìn)行穿孔作業(yè)，按照向南的方向進(jìn)行爆破作業(yè)。完成爆破作業(yè)后，鏟裝設(shè)備的礦體開始上盤作業(yè)，待礦石出現(xiàn)后即可停止作業(yè)，然后運(yùn)用鉤機(jī)來將礦體上盤的巖石進(jìn)行剝離，并運(yùn)用潛孔鉆來處置出露的根底。

2.2 礦巖挑選

對(duì)于該鐵礦礦體分布情況及作業(yè)設(shè)備特點(diǎn)，合理利用小型設(shè)備來挑選礦巖對(duì)于降低礦石貧化率和損失率有著積極的意義。

首先，基于露天采場(chǎng)實(shí)際來對(duì)小型設(shè)備選礦作業(yè)區(qū)域加以確定；其次，礦巖的挑選方法，諸如直接利用小型設(shè)備裝車或者利用小型設(shè)備甩出挑選好的礦巖到掌子面下部，然后再用電鏟進(jìn)行裝車等，主要是依據(jù)礦巖的具體分布狀況和道路的實(shí)際情況。對(duì)于該鐵礦而言，-91m水平西幫的上部為礦石，下部為巖石，且礦石的整體厚度為1-4m。同時(shí)該區(qū)域作業(yè)面十分狹窄，爆破區(qū)域外邊存在的有高壓電纜，如果直接運(yùn)用鉤機(jī)進(jìn)行裝車，需要進(jìn)行道路的臨時(shí)修筑，且難度較大。因此最終確定為鉤機(jī)將上部的礦石甩到掌子面的下部，然后利用電鏟來裝出礦石。

2.3 完善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織

為了進(jìn)一步完善采場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織，在基于分穿分爆、礦巖挑選的基礎(chǔ)上，還可采取如下措施：首先，做好地質(zhì)資料的收集整理工作，諸如探槽開挖、炮孔取樣等數(shù)據(jù)，務(wù)必要仔細(xì)收集，詳盡記錄；其次，若需要在采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行道路的臨時(shí)修筑或者是進(jìn)行道路路擋的設(shè)置，需要綜合考慮設(shè)置位置的巖體分布狀況，嚴(yán)格遵循“礦石位置用礦石料修墊，巖石位置用巖石料修墊”的原則；最后，因該鐵礦主體鏟裝設(shè)備較為龐大，鏟裝順序則十分關(guān)鍵。因此不斷優(yōu)化采場(chǎng)布局，做好臨時(shí)道路修筑，確定礦體上盤至下盤的順序?yàn)殡婄P作業(yè)順序，能夠顯著降低礦石損失和貧化現(xiàn)象。

3 成效分析

在該鐵礦綜合運(yùn)用多種措施后，礦石損失和貧化現(xiàn)象得到有效遏制。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，礦石損失率從2015年的7.9%下降為2016年的7.23%，貧化率從2015年的9.58%下降為2016年的9.18%。在2016年，綜合運(yùn)用分穿分爆作業(yè)和小設(shè)備礦巖挑選工作后，將礦石之中的夾巖得到有效剔除，實(shí)現(xiàn)了大部分礦石的有效回收，累計(jì)多回收礦石達(dá)到4.8萬t，剔除了大約3.9萬t的巖石。依據(jù)小設(shè)備裝運(yùn)礦石成本3.3元t計(jì)算，多于回收的礦石，能夠直接增加224.16萬元的經(jīng)濟(jì)效益；依據(jù)破碎處理礦石的成本為3.55元/t，選礦處理礦石成本為30.11元/t(均為變動(dòng)成本)計(jì)算，剔除掉的巖石，致使礦石的選礦成本下降了131.27萬元，綜合經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)355.43萬元。總之，文章結(jié)合某鐵礦采礦實(shí)際，認(rèn)真梳理了礦石損失和貧化的原因，結(jié)合礦體實(shí)際狀況，采取分穿分爆、小設(shè)備礦巖挑選，進(jìn)一步完善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織等措施，切實(shí)降低了礦石損失率和貧化率，實(shí)現(xiàn)了綜合經(jīng)濟(jì)效益355.43萬元，值得同類型工程借鑒參考。