浩堯爾忽洞金礦西礦段深部資源利用初步分析

蘇元祥，呂喜平

（內蒙古太平礦業有限公司，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

1 礦區現生產情況

1.1 礦床特征

根據目前鉆探工程控制到的范圍內，浩堯爾忽洞金礦床以9100E 勘探線附近F2 斷層為界可分為東、西兩個礦段，并呈“弧”形展布。

西礦段：分布在9200 勘探線～6900 勘探線間，礦化帶長2340m，礦化帶最寬140m，最窄10m，平均寬度65m。礦化帶形態：在6800 勘探線～7400 勘探線間為NEE67°，長700m，平均寬度93m；在7400 勘探線～8300 勘探線間為NEE83°，長1000m，平均寬度67m；在8300 勘探線～9100 勘探線間為EW，長760m，平均寬度38m。

東礦段：分布在11100 勘探線～9200 勘探線間，礦化帶長1860m，礦化帶最寬304m，最窄10m，平均寬度183m。礦化帶形態：在9300 勘探線～9700 勘探線間為NEE65°，長460m，平均寬度170m；在9700 勘探線～11000 勘探線間為NE50°，長1400m，平均寬度190m，并北東延伸[1]。

1.2 開采工藝

礦山現開采方式為露天開采，單一公路開拓，汽車運輸方式，日生產礦石6×104t。礦山現已形成東、西兩個露天采場，東露天采場長度1780m，寬1270m，最高標高1696m，最低開采標高1404m。

1.3 選礦流程

破碎工藝→堆浸流程→吸附流程→解吸電解→炭處理

2 露天轉地下開采前期研究

2.1 開采條件

浩堯爾忽洞金礦床嚴格受地層（比魯特巖組第二巖段b2）和構造破碎帶及片理化帶控制，礦帶中心主要為比魯特巖組（Pt2byb）第二段（b2）的下段（b2-1）。礦體和圍巖主要為板巖、千枚巖和片巖類淺變質巖石，局部夾軟巖和薄層軟巖，屬于較堅硬巖。但影響巖體完整性的軟弱面類型豐富，發育較密集。中、深部構造裂隙較發育，由于巖性剛脆性和柔塑性不一，易引起礦巖失穩。整體穩固性差。

礦體圍巖由千枚巖、板巖、片巖與順層侵入的煌斑巖、玢巖組成，又有順層破碎帶分布其間，片理面、接觸面、節理面、破碎帶近乎平行的組合在一起，綜合形成一個層狀結構巖體，而其中的斷層碎裂結構可視為層狀巖體中的軟弱夾層，穩固性差，但整體比較礦體稍好。

總體來說，礦體為急傾斜、厚大、不穩固至極不穩固礦床，但圍巖比礦體穩固性稍好。在易于自然崩落的礦體中，利用礦體本身所固有的節理裂隙分布特征和低強度特性，在礦塊底部進行一定面積的拉底形成礦石冒落的自由面，必要條件下輔以巷道、深孔割幫，削弱礦塊與周圍礦石及圍巖的聯系等誘導工程，改變礦體內應力的分布狀態，促使礦石按要求逐漸產生破壞、失穩并借助礦體重力場的作用，自然崩落成適宜的礦石塊度，達到最終落礦的目的。拉底工作是自然崩落法產生自然崩落的必然前提條件，它對礦體的崩落有著十分重要的影響。所謂拉底，是指在出礦工程上部，整體巖體的下端，人工爆破開挖出有效空間，待該空間的連續水平面積足夠大時，引起巖體發生崩落的系統工程。礦塊大面積拉底后，破壞了礦塊內礦體的應力平衡，引起應力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱內礦石因受重力作用而周期性脫落[2]。

圖1 自然崩落法進程示意圖

2.2 開拓工程

開拓工程根據礦床賦存條件、采礦方法、生產規模、中段運輸等條件，提出了兩個技術可行的方案，方案（1）豎井箕斗+輔助斜坡道開拓方案；方案（2）皮帶斜井+輔助斜坡道開拓方案。經過投資、運營成本和類似礦山比較，選擇方案（2）皮帶斜井+斜坡道開拓方案。

2.3 經濟效益論證

西礦帶按照金價260 元/g 計算，項目建成后，達到礦石生產規模500 萬t/a 時，年金產量2046kg，選冶回收金屬量為1173kg，實現年均銷售收入30500 萬元/a，達產期年均凈利潤為-4755 萬元，總利潤-60736 萬元。

稅前項目投資財務收益率為-2.60%，稅前項目投資財務凈現值為（ic=8%）-17806 萬元，按照目前市場形勢，投資經濟效益較差，建議暫不投資。采用條件求解方法，在其它條件不變時，當金價達到287.8 元/g，折現率設為8%時，財務凈現值為0。此時財務內部收益率為8%，項目投資收益能夠達到平均水平，隨著金價的上升，投資效益更好。在其它條件不變時，按照采礦方法要求重新圈定礦體，提高礦體綜合品位，金價按照260 元/g 計算，采用盈虧平衡法，當品位達到0.498g/t 時，項目投資能夠獲得經濟效益。

3 地浸工藝可行性分析

3.1 工藝流程

地浸采鈾是在礦床天然產狀條件下，通過從地表鉆進至礦層的注液鉆孔將配制好的化學試劑注入礦層，與礦物發生化學反應，溶解礦石中的鈾，隨后將含鈾的溶液抽至地表，送進回收車間進行離子交換、淋洗、沉淀、壓濾，干燥，最終得到合格產品。這種鈾礦開采方法不移動礦石和圍巖，將礦石的開采、選礦、水冶集于一體。

地浸采鈾礦山分為井場和浸出液處理廠兩大部分。井場包括一系列鉆孔，集中控制室、泵房和管路系統，有的礦山還建有配液池和集液池。浸出液處理廠內設有吸附塔、淋洗塔、沉淀槽、壓濾機等設備。

3.2 工藝優點分析

①開采方法簡單、工藝流程短；②礦山建設周期短、基建投資少，勞動強度低、自動化程度高；③地浸開采的總回收率一般均較常規開采方法要高，許多情況下甚至超過100%；④材料消耗少；⑤環境污染小。

3.3 工藝優勢分析

工藝1：直接四周注液，中間抽液回收。

工藝2：與井下開采相結合，在拉底的位置進行鋪設地浸回收工藝。

礦區的先天條件與自然崩落發比較：

（1）巖層直立，在豎直方向上幾乎沒有隔水層，具有液體的循環通道。

（2）巖層破碎，層理發育，巖石特性基本為薄層與中薄層結構，滲透系數較高。

（3）該工藝與自然崩落法相比較可以舍去礦石破碎，運輸及堆浸的成本，開采方法簡單、工藝流程短。

（4）與自然崩落法相比，減少大量的基建工程，減少施工成本、人員成本，礦山建設周期短、基建投資少，勞動強度低、自動化程度高。

（5）裂隙水的涌水量大，排水工程將是一個大的投資，地浸工藝可以將排水工程當做貴液回收工程，舍去排水成本。

（6）如果使用自然崩落法，還需要建立一套堆浸工藝設施，可以將該設施轉換成地浸工藝設施。

（7）該工藝可以舍去礦段回填成本。

（8）回收率問題，因為省去了大量的成本，所以在回收率在極大的降低后還會有盈利，而該工藝的回收率在鈾礦開采中達到了90%～100%。

所以在在選擇新工藝時應該多方向討論論證或者相結合，來找出一條適合礦山的工藝方法來延長礦山壽命。