裕新多金屬礦基建剝離優化設計方案研究

白春暉

(湖南瑤崗仙礦業有限責任公司， 湖南 郴州市 410001)

0 引言

為實現瑤崗仙鎢礦礦區及周邊社會可持續發展，開發建設的裕新多金屬礦作為瑤崗仙鎢礦今后發展的接替礦山，被列為市重點建設開發項目。但在 2014年選礦廠基本建設完成后，因征地費用大幅度超投資，瑤崗仙鎢礦出現資金問題，導致該項目停建，企業經濟損失嚴重，且已建成的選礦廠無礦可選。同時裕新多金屬礦在原基建剝離設計和生產中存在以下難題：①瑤崗仙鎢礦資源好、開采條件簡單，但林地征用手續因種種原因辦理難；②原露天基建施工圖設計僅僅考慮自上而下進行開采，基建剝離以巖土為主，幾乎無原生礦采出，不能滿足選礦廠試生產需要；③初期氧化礦泥化嚴重，已建選廠難以回收，且難以找到合適的、足夠大的堆場堆存氧化礦；④瑤崗仙鎢礦當前現金流緊張，資金要盡量用于關鍵工程。

因此，為解決上述問題，滿足選礦廠調試生產需要，本文科學有效地提出露天采場基建推進的同時，副產原生礦前2年盡量不采或延后采剝氧化礦的基建剝離優化設計方案。該方案可滿足露天采場正常采剝和供原生礦的需要，形成礦山生產的良性循環，為類似礦山生產及設計提供借鑒。

1 開采技術條件

1.1 礦體特征

礦區東部、北部以及西部均為高山。露天境界內地形最高標高為732 m，礦體出露標高為720 m，屬較緩地形，平均傾角為20°～30°。表層存在較薄的第四系及風化巖石，主要為風化殘積物。表土坡積物一般為0～6 m，且與礦體風化帶界線較明顯。裕新多金屬礦床呈層狀產出，走向大致北北東30°～35°，傾向南東，傾角為 30°～35°。

1.2 工程地質條件

白鎢礦區內構造比較簡單，巖石整體完整性較好。露天邊坡上的巖石主要為花崗巖、石英斑巖、輝綠巖等巖石，巖石抗壓、抗剪強度高，巖石致密堅硬，巖體穩定性好。礦區內斷層主要為 NW、NNW。礦區巖體物理力學參數見表1。礦區內巖石可按穩固程度分為3組。

表1 巖體物理力學參數

（1）不穩固巖組，有氧化巖（土）和礦石。分布于礦體出露部分，氧化深度為10～20 m。此類巖（土）和礦石結構疏松、裂隙發育、濕度很大，易坍塌、崩落，在該類巖石地段采掘時，必須及時放坡或加固，在含水多，特別是疏松處，需進行超前支護。

（2）一般穩固巖組，有結晶灰巖及板巖、角頁巖互層兩種。根據地質資料，結晶灰巖在裂隙不太發育地段，不易發生坍塌；但在溶洞裂隙特別發育地段，常發生大塊陷落現象，為不穩固巖性段。在板巖、角頁巖互層巖組中，常見沿層面滑動現象，但不嚴重，采用較稀疏的支護即可，當遇到破碎帶時，應及時支護。

（3）穩固巖組，有原生矽卡巖及石英砂巖。該類巖石強度大，且裂隙孔隙均不發育，勘探期間施工的5號、6號坑均未支護，至今保存完好，但是在破碎帶掘進時，則必須注意支護。

1.3 水文地質條件

礦區存在NE-SW褶皺構造，且具有導水性良好的喀斯特垂直循環帶。礦區從未發生大規模的山洪、泥石流、滑坡等地質災害。故未來露天采場的主要水源為自然降雨，可利用自流排水。因此，礦區水文地質條件較為簡單。

2 基建剝離優化設計

2.1 露天邊坡基本技術參數

采用經驗類比法，結合國內外礦山開采經驗以及原基建剝離設計方案，對該露天礦邊坡進行優化設計，優化設計的主要技術參數見表2。

表2 邊坡主要技術參數

2.2 基建剝離優化設計方案

所有的采剝境界方案均在已征地范圍內，但只有南588 m以上大采境界及北部排土場局部林地的征用手續已辦理好。因此，當前的采剝只能在南588 m以上大采境界內開展工作。故基建剝離優化設計的重點在 588 m及其以上標高，具體為：①南部588～660 m標高、3-1-0-2和6號勘探線間開展基建剝離，以滿足生產需要；②北東部 540～624 m標高、6-8-10-14號勘探線間開展基建剝離工作。經3Dmine建模分析，基建采剝分 3個境界方案開展施工，由南向北依次命名為南588 m以上大采、北小采、北東部剝離。其優化后的3Dmine俯視圖及征林范圍如圖1所示。

圖1 優化后的3Dmine俯視圖及征林范圍

（1）南 588 m以上大采。指露天開采588～732 m，3-1-0-2號勘探線間礦體，其礦巖采剝量見表3。由表3可知，南588 m以上大采采出總礦量99.26萬m3，約229.23萬t，出礦品位為0.451%，占總礦量的85.1%。且標高672 m以上原生礦與氧化礦體積比相對較低，氧化礦較多，甚至在708 m以上無原生礦開采。根據現場礦體揭露情況可進一步減少672 m以上氧化礦的剝離量，以達到不采或延后開采氧化礦，盡量開采原生礦的生產目的。

表3 南588 m以上大采礦巖采剝量

（2）北小采。指露天開采588～624 m，6號勘探線附近礦體，其礦巖采剝量見表4。

表4 北小采礦巖采剝量

由表4可知，礦巖剝離量為5.94萬m3。采出總礦量3.96萬m3、出礦品位為0.414%，其中原生礦為3.74萬m3、出礦品位為0.399%，氧化礦為0.22萬m3、出礦品位為0.741%。剝離巖體總量為1.98萬m3。

（3）北東部剝離。指對北東部排土場附近山體的540～612 m標高、6-8-10-14號勘探線間重點開展基建剝離工作，其礦巖采剝量見表 5。由表 5可知，礦巖剝離量為109.8萬m3。采出氧化礦量0.42萬m3、出礦品位為0.485%。其中由于氧化礦難選，副產的氧化礦可暫時留存于排廢的576 m道路周邊平臺，基建期可暫不回采。

表5 北東部剝離礦巖采剝量

3 優化設計注意事項

（1）基建剝離期，氧化礦盡量留存于臺階，推遲回采或不回采，優先副產原生礦以滿足選礦廠試生產需求。

（2）盡快形成588 m、600 m、612 m生產作業平臺，確保向選礦廠穩定提供1700～3500 t/d的原生礦供選礦廠試生產。

（3）利用新修建的臨時道路，其余設備重點轉向標高624～660 m間修建臨時通道，鏟裝剝離松散的表土和氧化礦，大部礦巖推排至624 m平臺并用卡車轉運，形成624 m、636 m、648 m、660 m平臺雛形。

（4）抓緊落實北東部剝離境界及排土場林地征用手續的辦理工作，北東部剝離境界下部搶救性開采，盡快協調停采和完善北部排土場初期壩及防排水措施工程的施工，確保北東部剝離境界剝離和排土的作業安全，防止滾石、泥石流等傷害事故的發生。

4 結論

本文結合瑤崗仙裕新多金屬礦地質地形資料以及原基建剝離設計方案，為滿足已建成選礦廠調試生產需要和解決氧化礦難以選別及無合適堆場堆存問題，提出露天采場基建推進的同時，優先副產原生礦，而氧化礦盡量留存于臺階，推遲回采或不回采的基建剝離優化方案，可為類似礦山提供借鑒。

（1）優化后南588 m以上大采境界位于征地、林地使用范圍內，比原南588 m以上大采境界少采原生礦3.03萬m3，少剝離氧化礦5.73萬m3，少剝表土4.12萬m3。顯著減少表土與氧化礦的剝離量，降低剝離標高32 m，有利于邊坡的整體穩定性。

（2）在北東部剝離時，氧化礦可暫時留存于排廢的576 m道路周邊平臺。

（3）該基建剝離優化方案充分考慮了風化成土、含泥高的氧化礦難以選別，且難以找到合適的、足夠大的堆場堆存氧化礦的生產難題，可優先生產原生礦80萬t，從而滿足選礦廠試生產需求。