瑞木礦區配礦實踐

張金鑫

（瑞木鎳鈷管理（中冶）有限公司，北京 100028）

配礦工作是一項技術性的管理工作，通過合理有序的配礦工作，有助于增強輸出礦石品位的穩定性，有助于增強輸出礦石的質量性和連續性[1]。瑞木礦區位于Marum基巖帶的中心區域，主要以純橄欖巖為主。純橄欖巖經過幾百萬年熱帶雨林的淋濾風化作用，形成了一套具有垂向分布特征風化殘積地層。從上而下依次為：腐殖層、褐鐵礦粘土層（按鐵的氧化色分為紅色褐鐵礦粘土層和黃色褐鐵礦粘土層）、殘積層、含礫殘積層(按礫石的大小和含量，分為上含礫殘積層和下含礫殘積層)。礦體形態相對穩定，連續性較好，鎳、鎂、鋁等元素在各礦層中從上到下呈規律分布，其中鎳、鎂元素的含量自上而下由低逐漸增高，到了下伏的純橄欖巖后，鎳的含量明顯降低，鎂的含量逐漸增高；鋁的含量則隨深度的加深而降低。瑞木礦山根據各礦層的特性及采場現狀剖面進行二次樣品控制，綜合考慮確定各采點的生產品位，通過車數控制進而達到生產工業指標（下稱進倉品位）。

1 地質情況

1.1 腐殖層

黑色、暗棕色、灰褐色，膠狀環帶結構，土狀、松散狀構造。主要成分為粘土、膠狀針鐵礦、橄欖石碎屑及砂狀鉻鐵礦、有機質等[2]。局部可見針鐵礦呈環帶狀產出。礦層多分布在垂頂分帶頂層，在山體低洼處相對較厚。本層鎳含量均低于圈礦邊界品位0.5%，故而該層是主要的剝離層位。

1.2 紅色褐鐵礦粘土層

紅色、褐紅色，松散狀，膠狀結構，土狀，塊狀構造，主要成分為粘土、針鐵礦、橄欖石碎屑、鉻鐵礦、滑石和礬類以及三羥基鋁石[Al(OH)3]等礦物組成，是礦區的主要覆蓋層。根據礦山取樣經驗Ni品位多數在0.8%左右，在局部分異較大的開采剖面Ni品位在0.5%左右。Mg品位多數小于0.5%，Al品位多數在6.5%，在局部分異較大的開采剖面Al品位大于10%，最高達13%。與上覆的腐殖層、下伏的黃色含褐鐵礦粘土層呈漸變過渡關系。該層位當Ni品位低于0.5%（最低工業品位）被視為剝離層位，當高于0.5%，Al品位低于5%，可用來調配高Mg礦層。根據礦山取樣經驗Ni品位多數在0.85%左右，在局部分異較大的開采剖面Ni品位低于0.85%。Mg品位多數在0.55%～1%，Al品位多數在1.5%～2%。該層品位近于進倉品位且容易采運，因此是礦山主要的供礦層位之一。

1.3 殘積層

淺灰綠色、棕色、雜色，碎裂結構，土狀松散結構，土狀、塊狀構造，殘余構造，微紋層狀構造。該層由碎斑土和碎基兩部分組成。碎斑含量為16.78%～26.70%，主要成分為橄欖巖，次為蝕變的蛇紋石、玉髓等。碎基含量為73.30%～82.22%，主要成分為針鐵礦、礬類礦物、鉻鐵礦、滑石、三羥基鋁石[Al(OH)3]、伊丁石、錳土礦等，該層基本不含礫石。本層是礦區的主要含礦層位之一，與上覆黃色含褐鐵礦粘土層呈漸變過渡的關系，表現為殘斑成分明顯增多。根據礦山取樣經驗在分異較好的地方Ni多數在1.05%以上，Mg品位在大于2%，Al品位小于1.6%。在橄欖巖成巖后期由于局部熱液作用橄欖巖裂隙發育會形成蛇紋石或滑石。在風化的過程中形成局部殘留，這些殘留主要是由片狀蛇紋石和橄欖石組成。它們從原巖上脫落下來，有的已經在淋濾作用下進行了元素遷移，有的處于未遷移狀態，或是正在遷移中。在這些殘留物的影響下，會形成Ni和Mg相對較高的礦，下表就對這些殘留物單獨取樣的到其平均值Ni品位1.843%，Mg品位在16.841%，按其所在采掘面所在百分比經行估算得出下表所示殘留物多見于殘積層和上含礫接觸部位或上含礫殘積層層，偶見殘積層中部。該礦層品位基本已達到進倉品位，是礦山的主力供礦層位。

表1 剖面中殘留物所占百分比對剖面整體品位的影響表

1.4 上含礫殘積層

淺黃色、淺棕色，碎裂結構，土狀結構，角礫狀構造，土狀、塊狀構造。本層由角礫和殘積物土層兩部分組成。角礫主要由純橄欖巖組成，呈棱角狀、次棱角狀、渾園狀等，粒徑0.05m～0.50m，分布不規則，礫石含量5%～30%。殘積物土層為碎斑狀結構、風化殘余結構，土狀、塊狀構造，微紋層狀，片狀構造，其中碎斑角礫占41%，成分為橄欖石、滑石、次為沿裂隙分布的蛇紋石、針鐵礦等。為上含礫殘積層中的橄欖巖礫石，淺綠色，顆粒較小。根據礦山取樣經驗該層Ni，Mg品位相對較高，鎳品位基本在1.1%以上最高可達1.3%左右，Mg品位基本在3.5%以上，AL品位低于0.65%。如果該層位有殘留物的影響，Ni，Mg品位遠比上述品位還要高。相比于殘積層，不考慮殘留物對綜合品位的影響，形成較高的Ni，Mg品位，主要是由于Ni，Mg元素在水的作用下以吸附和游離的方式浸出，未進行大部分轉移。該層位主要用于調配黃色褐鐵礦層和紅色褐鐵礦層。

1.5 下含礫殘積層

灰綠色、淺灰綠色，局部見淺棕色的鐵染礦物。粒狀結構、風化殘余結構、角礫狀、土狀、塊狀構造。本層與上含礫層相似，由角礫和殘積物土層組成，只是在角礫的含量上有所差別。該層角礫含量大于30%，最高可達70%以上，礫徑大小懸殊，一般為5cm～50cm，小者只有5cm～10cm，角礫成分為純橄欖巖，其主要礦物為橄欖石。橄欖石呈自形或它形，沿其解理或粒間可見細小的滑石填充。殘積物土層相對上含礫殘積層含量要低一些，其成分為滑石、蛇紋石、鉻鐵礦、針鐵礦，次為礬類礦物和鐵的羥基化合物等。根據礦山取樣經驗該礦層Ni品位均在1.25%以上，Mg品位在均在4%以上，Al品位相對較低在此不做考慮。該層相比較于上含礫殘積層橄欖巖表面積比較大，剛剛從橄欖巖浸出Ni，Mg元素要比上含礫殘積層多。故而該礦層成為Ni，Mg品位最高的層位。如果該層位含有明顯的殘留物則該礦層Ni，Mg品位遠比上述品位高的多，Ni品位最高為2.792%，Mg品位最高為17.695%。該礦層是主要的調配層位之一。

1.6 基巖

主要以純橄欖巖為主，其根據鉆探工程中連續出現1m～1.5m橄欖巖被視為基巖，基巖不被視為礦層，在此不做深入探討。

2 取樣工作

礦山地質取樣是獲得礦山地質工作基礎數據的主要手段，是確定礦石質量、礦山地質綜合研究的重要依據。就瑞木礦山而言礦體生成的總體地質環境是相同的，但在實際生產過程中，每一個礦層所含有礦石礦物的含量是不同的，所含有的影響生產品位的不利礦物在成分和數量上也是不同的[3]。這些微小變化而又能影響總體的進倉品位，是取樣工作最先思考的問題。這些不同有些是可以通過肉眼能識別（如蒙脫石、滑石、蛇紋石等）的礦物來判斷的，有的只能通過樣品數據來反應。

面對不同剖面所觀察到的地質信息，應該采取不同的取樣方法，在得到樣品數據后，結合剖面地質信息綜合考慮得出的結論就可以盡可能反應取樣剖面所在的代表品位。

瑞木礦山取樣是通過鐵鏟在掘進剖面從底部到頂部進行均勻的鏟掘。下面就瑞木礦山在掘進過程中形成的掘進面，提出幾種取樣方法：

當掘進剖面垂直高度大于1.2m，剖面沒有坍塌相對比較完整。

常規方法：瑞木粘土礦在勘查階段的鉆孔勘查網度是25m＊25m。按這個網度結合前人工作經驗確定剖面垂直取樣間為距8m～10m，其帶表的掘進有效距離為4m～5m。這種方法只在剖面地質信息比較相同的情況下使用。

對比法：如果剖面中局部出現肉眼可見的，能影響整體剖面品位的礦物（如蒙脫石、滑石、蛇紋石等），這些礦物多數是在原巖裂隙中分布，抗風化能力相對較強，在殘積層下部，上、下含礫層多見。在布樣時要首先穿過這些礦物存在的殘余裂隙，同時再相隔4m～5m間距范圍內，在沒有這些礦物的地方取樣，通過觀察這些影響品位的礦物所在剖面的比例，對比樣品數據綜合考慮值（一般采用平均法）就可能代表整個剖面的品位。其樣品所代表的有效掘進距離為4m～5m。

坍塌體底部線樣：當掘進剖面垂直高度小于1.2m，剖面已經坍塌或是在掘進過程中沒有形成相對完整的剖面，多發生在殘積層底部和上含礫層之間。由于礦體邊坡穩定性較好，坍塌是局部沿挖掘面發生的，在坍塌過程中從剖面的上部到下部已經進行均勻的自然混合；不完整剖面在挖掘過程中散落在剖面底部，這個過程中散落的礦體也進行了均勻行的混合。沿坍塌體底部或是沿不完整剖面的底部，按3m一個樣品，間隔5m來進行取樣。當坍塌體或不完整剖面中局部含有能影響整體掘進品位的礦石礦物，應適當調整布樣位置，使其品位數據產生對比。通過觀察這些影響品位的礦物所在掘進礦體中的比例，對比樣品數據綜合考慮值（一般采用平均法）就可以近可能的代表整個剖面的品位。其樣品所代表的有效掘進距離為4m～5m。

當剖面垂直距離大于2m，在取樣的時候，人已經夠不到頂部時，觀察剖面上部的實際情況，結合已取樣品的數據綜合推斷值就可以近可能代表整體剖面的品位。

3 車次調配

瑞木礦山的采礦設備主要是挖機配轎卡；通過綜合各采點掘進的剖面的品位和礦山有效挖掘、運輸能力的車次在滿足礦量基礎上進行車次配比，進而達到單班生產礦石的品位合格。

4 總結

配礦是一個系統性的工作，既要考慮采點剖面礦層特性和礦層中所含礦物對品位的影響，也要綜合考慮各采點綜合配送是否滿足進倉品位。同時配礦工作是一項管理工作，從剖面品味分析到采點、車次合理的調配，需要礦山各部門的統一協調和配合，使其在滿足礦山生產指標的情況下，盡可能的降低開采的貧化和損失。