復雜地質條件下礦石鏟裝方向及挑選方式研究

王 瑜

（河鋼集團礦業有限公司司家營研山鐵礦地測作業區，河北 唐山 063700）

在當前礦業形勢不景氣的情況下，提高礦產品產量及產品回收率成為礦山自救的一項重要手段。對于采礦工作來說就是如何控制采礦損失、貧化與提高設備利用率[1]。在設備數量一定的情況下，降低損失率、貧化率與提高設備利用率兩者是對立的，如何協調這兩個問題成為關鍵所在。

1 司家營采場概況及資源分布特點

（1）采場概況。司家營露天采場采用水平臺階由上向下逐層開采，開采臺階高度12m～15m，開采礦石分氧化礦和原生礦，兩種礦石分采、分運[2]。采剝工藝為牙輪鉆機穿鑿中深孔，炸藥爆破崩落礦巖，單斗挖掘機裝載自卸汽車。

（2）資源分布特點。采場內Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號礦體，各礦體形態、產狀、品位變化都比較大，整體來看礦體分散，但好礦相對集中，主要在Ⅰ、Ⅲ號礦體中部。各礦體之間圍巖厚度較大，Ⅲ號、Ⅳ號礦體之間圍巖厚度達200余米，Ⅰ號、Ⅲ號礦體間圍巖自北向南逐漸變厚，在目前采場空間狹窄的情況下，易造成采場二級礦量失衡。

2 影響鏟裝及挑選的因素

2.1 地質因素

①礦體形態。礦體形態復雜分支復合、尖滅再現、膨大收縮等現象非常普遍，礦體內部夾石較多，夾石厚度普遍不大，基本都在2m～5m左右，開采過程很難進行剔除。②礦石性質及質量。礦石性質影響鏟裝作業主要體現在礦體端部低品位區域挑選上，如果挑選不當會造成損失貧化的加大。③巖脈穿插。巖脈多以透鏡狀順層貫入變粒巖和礦層之中，擠壓礦體和圍巖，對礦體分布及產狀影響較大。④斷層與褶皺構造。采場中的斷層、褶皺構造給鏟裝及挑選工作帶來很多不利因素，造成采場貧化損失。

2.2 采掘參數及設備條件

（1）采掘參數。露天礦采掘參數主要包括臺階高度、工作平盤寬度等。工作面參數合理與否影響挖掘機的采裝工作。臺階高度大小受各方面因素的限制，如挖掘機工作參數、礦巖性質和埋藏條件、穿孔爆破工作要求、礦床開采強度及運輸條件等。采場的臺階高度根據設備選型等情況確定為12m～15m，這對于電鏟、液壓鏟（正鏟、反鏟）來說影響不大，對于挖掘機局部地段臺階高度超出了挖掘機的最大挖掘高度，一定程度上影響了小設備挑選作業的效率。

（2）設備條件。采場鏟裝設備有：10m3、16m3電鏟，6m3、20m3的液壓鏟，1m3～3m3挖掘機。應該說設備齊全，尤其大設備鏟裝效率比較高。由于設備鏟斗尺寸較大，在開采厚度較小的礦體或挑選夾石方面易造成損失及貧化，而且會影響鏟裝效率。另外，兼顧供礦和排巖的同時，要進行礦巖的精細化挑選，大設備數量較少的問題就暴露出來。

2.3 采場布局因素

由于開段溝設在了Ⅰ號礦體和Ⅲ號礦體中間，造成了目前絕大部分Ⅲ號礦體和全部的Ⅳ號礦體都要從礦體的下盤采礦，這很大程度上增加了礦石挑選及夾石剔除的難度。另外，由于運輸道路布置在開采區域礦體的上盤，造成了部分臺階開段溝要沿著礦巖交界的區域掘進，影響了鏟裝效率以及礦石的回收。

3 采剝生產情況分析

根據估算各月采剝量，結合采場的生產情況以及確定的重點挑選區域，對各月實際鏟裝推進方向進行分析，并對各區域的小設備礦巖挑選數據進行了整理，評價了當前挑選效果。

3.1 估算挑選量

按照礦巖厚度情況確定可進行礦巖挑選的區域，根據礦石品位高低、鏟裝方向等條件，確定各區域最小可采厚度及最大夾巖剔除厚度，然后據此估算各采礦區域混入的巖石量和損失的礦石量。估算分析，主要有以下幾個區域需要進行礦巖挑選：Ⅳ號礦體、Ⅲ號礦體西側端部由于采用下盤開采上盤巖石需要進行剝離；Ⅲ號礦體西南部-97m、-112m臺階礦巖厚度較小且互層，需要小設備輔助挑選作業；Ⅲ號礦體北部礦體走向形態復雜，局部扭曲嚴重，在礦巖交界處需要進行礦巖挑選。

3.2 鏟裝方向分析

從推進方向來看，-97m、-112m臺階Ⅳ號礦體、Ⅲ號礦體西幫均從礦體下盤開采，但由于這些位置礦體內部夾巖較少，推進速度普遍較快，在礦體上盤與圍巖交界處，由于需要從上盤剔巖推進速度明顯減緩；Ⅲ號礦體南北兩端基本上沿礦體走向推進，尤其礦巖復雜區域各月推進量均比較小；Ⅰ號礦體均從上盤開采，開采區域礦體較規整，內部夾巖比較少。

3.3 挑選情況

由于目前采用外委小設備輔助配礦，窄小礦體均使用外委小設備進行作業，供礦數據未能統計，造成目前礦巖挑選量較少。另外，受采場推進方向影響，主要在礦體上盤位置進行巖石挑選。礦巖挑選作業主要在Ⅲ號礦體北幫，-97m、-112m、-127m臺階Ⅲ號礦體西部等區域。從挑選量來看，以剝巖為主。

4 采場損失、貧化區域劃分

Ⅲ號礦體中部、Ⅰ號礦體西部、Ⅳ號礦體北部礦體厚大，內部夾巖較少，根據生產情況來看，這些區域基本無損失貧化，定為低損、貧區；Ⅲ號礦體西部、Ⅳ號礦體南部礦石品位偏低，局部礦體厚度較小且以氧化礦為主，為高損貧區；采場中部以原生礦為主，礦體厚度不大，比較零散，可適當加大貧化減少礦石損失，定為低損失高貧化區；采場南部、東南多為氧化礦，礦石品位較高，礦體內部夾石較小，比較難剔除，可適當混入巖石以增加礦石回收，故定為低損失高貧化區。

5 鏟裝及挑選對損失、貧化的影響分析

綜上所述，對比各月不同采剝方向及礦巖挑選變化情況，分析其對兩率指標的影響，得出以下兩點結論：

（1）提高小設備挑選礦巖量，能夠有效降低損失和貧化指標。

（2）大設備作業推進方向以及開采位置礦體復雜程度對損失和貧化有較大影響，在礦巖混合部位沿礦體走向開采能夠有效減少損失、貧化。

6 實施效果

應用損失、貧化分區指導編制采剝計劃及供配礦計劃，準確預測采場供礦品位，減少原礦品位波動。根據對鏟裝及挑選影響因素的研究，結合實際地質情況，提出了鏟裝及挑選建議，有效降低了損失及貧化率。