印尼紅土鎳礦開采工藝技術的完善與優化

李慶榮，張建輝

(印尼金川WP有限公司)

WP紅土鎳礦位于印尼北馬露姑省OBI島，礦權面積為1725.54Ha，保有資源量為3986萬t，鎳平均品位1.47%。2018年WP公司引進二家采礦承包商—PT.SKA、PT.JCI MINING承擔礦山的開采和裝運，WP礦山部負責礦山的整體設計與規劃、礦山生產的監督、管理和服務協調，這是金川第一個海外紅土鎳礦項目，相關的技術和管理經驗需要在實施中探索和完善，需要解決以下問題：

（1）紅土鎳礦的不連續、不均質性，影響著地質資源模型的準確性；

（2）礦區為海洋季風型氣候，雨量大（年平均降雨量在3000mm以上）嚴重影響生產；

（3）原礦水分高（水分為37%～46%），嚴重影響礦石的裝運和銷售；

（4）礦石品質復雜多變，穩定控制礦石品質難度較大；

（5）中、印雙方管理、技術和生產人員急需相互融合，生產管理體系需要完善。

針對以上問題，礦山部調動本部門及二家采礦承包商的中、印雙方的管理和技術力量，通過實踐-總結-優化的路徑，不斷完善和優化采礦工藝技術和管理流程，出色地完成了各項生產指標，為企業創造了可觀的經濟效益：2018年，出口銷售礦石199.48萬t，采礦回收率93%以上，礦石貧化率7%以下；2019年，出口銷售礦石220萬t，采礦回收率94%以上，礦石貧化率6%以下。

同時，礦山在環境保護、社會福利、健康衛生等方面都通過當地政府的驗收和優級評價，2年礦山生產中無一次重大安全事故。

本文將2年的印尼紅土鎳礦開采實踐作一浮淺的總結，旨在為公司在紅土鎳礦的開采提供一定的借鑒價值。

1 地質勘探流程的完善

地質勘探數據（鉆孔坐標、品位分析等）是進行采礦設計、指導采礦、評估生產指標的最重要和原始數據，數據的完整性和準確性是確保礦山生產的關鍵，按印尼紅土鎳礦開采技術的要求，鉆孔間距需要達到25m×25m，而現礦區的勘探資料僅有30%的區域達到了這個標準，另40%區域的鉆孔間距為50m×50m，其余的鉆孔間距為100m×100m。對此，在不增加鉆探費用的前提，充分利用礦山現有條件，補充完善地質勘探資料：

（1）在鉆孔未控制區，用挖掘機挖淺井（test pit）采集數據（圖1）。

圖1 補充勘探淺井

（2）在已開挖的采場斷面，刻槽取樣，采集數據（圖2）。

圖2 刻槽及取樣

（3）充實和修正測量數據。

開展的主要措施有：對原有鉆孔數據重新測量，進行修補；對日常采礦的地形狀態進行跟蹤測量；準確標定所有采集數據的位置。通過以上大量的現場基礎工作。取得了二個顯著成果。

（1）不斷充實和完善地質數據庫，建立了比較精確的地質模型（表1），為準確指導采礦和評估生產指標，提供了科學依據。

表1 南區I采區地質模型對比

（2）探明的新礦體富集區，增加了礦區的資源量。2019年，在南區礦區外圍新增開采區域1.87Ha（圖3），回采有價值礦石約15萬t，鎳平均品位1.72 %；在北區礦區外圍新增開采區域1.2Ha（圖4），回采有價值礦石5萬t，鎳平均品位為1.59%。

圖3 南區外圍新增開采區域

圖4 北區外圍新增開采區域

2 采礦工藝技術的優化

2.1 采礦技術的優化

印尼紅土鎳礦開采有近50年的歷史，已形成完整的采礦工藝技術、流程和規范，但該工藝技術是在PT.Inco和PT.ANTAM二大礦業公司開采經驗上形成的,其礦體厚大,相對連續均質，原工藝技術可稱為分層模塊化連續回采，即將一個擬在礦區，以25m×25m的鉆孔數據，分成12.5m×12.5m的儲量模塊,再以2m～3m的厚度向下分層連續回采,見圖5。該采礦方法對厚大均質礦體具有效率高、成本低、回收率高的優勢。

圖5 印尼紅土鎳礦采礦的模塊式

WP的資源條件是不連續和不均質的，且在多雨的自然條件下，如繼續采用原有的采礦技術，會遇到以下問題：

（1）在礦體上部多輪回修建運輸道路，不僅增加修路的工作量，且會造成雨天恢復生產困難、礦石貧化和損失率提高等問題；

（2）同一平面采礦，采區的雨水不能盡快排走，大量的雨水在礦體上面聚積，并向下滲透、提高了礦石水分；

（3）在采礦的同時，會同時回采出許多夾石和廢土，提升了采剝比。

針對上述問題，聘請了具有10多年紅土鎳礦采礦經驗的專家對采礦工藝技術進行了改善，提出了“山坡露天臺階進路式采礦方法”。這一方法的實施基本上解決了上述問題，采礦效益大為提高，礦石品質也大為改善，詳見表2。

表2 X采區采礦技術優化對比

2.2 設備配置的優化

設備效能的發揮對紅土鎳礦的開采有關鍵的影響，礦山初期，許多設備多集中在1-2個采點作業，不僅設備效益低，且設備相互打架，極易造成設備碰撞的安全事故，為此，礦山部與采礦承包商經多次實踐，探索到最優的設備配套作業方案，如JCI MNING是“二個剝離點、三個采礦點”的配置是最佳的方案，詳見表3。

表3 JCI設備配置方案800

合理的采礦方法，優化的設備配置，極大在提高了采礦效率，如JCI的單日產量從4000t/d提高到7000t/d。

2.3 雨季作業流程的優化

礦區不僅多雨，且天氣多變，雨天道路泥濘，雨后短時間內根本無法進行采礦，有時雨后花了多個小時將道路修好后準備作業或剛作業，又一場大雨，所有的努力白費，這不僅嚴重影響出礦量，且增加了采礦成本。對此，采取了三個措施改善了雨季的開采狀況：

（1）將雨后的全面恢復，改為分階段、分區域恢復。如JCI有3個采礦點，雨后將運輸條件較好的采礦點先恢復，然后視天氣情況逐步恢復其它作業點；

（2）將全流程作業分為單一流程作業。雨后在具備條件較好的區域的先作業，難度大的等天氣穩定后再作業，如雨后挖掘機先對采點進行排水和清理后，進行采礦，將礦石按規范在采礦點口進行堆放，待天晴一定時間后，再安排運輸。

（3）在路況條件較好的主運輸路附近事先安排一個采區，此采區盡量安排雨后進行采礦。

3 品質控制流程的優化

紅土鎳礦的品質控制指標主要為鎳品位和水分。

3.1 鎳品位控制

紅土鎳礦體有上層的低品位褐鐵礦、中間夾層的廢石和下部的基巖層，礦體無論在橫向和縱向上復雜多變，在采礦-運輸-筑礦堆-裝船的每個環節中都容易造成礦石的貧化，為此，建立了以品位控制為中心的地質-化驗-采礦一體化的管理體系，對從剝離-采礦-運輸-筑堆-裝船全流程進行品位控制。

（1）地質-化驗-采礦一體化管理體系

以地質和測量數據指導采礦。在剝離、采礦及閉坑前的每個階段，將采區內的鉆孔坐標用彩色旗的標志在現場準確標定，對現場采礦提供及時、準確的指導，即地質要起到事先指導的作用。

化驗是數據的保障和信息交流的橋梁。為確保化驗數據的準確性和及時性，WP化驗室做到以下幾項：

①嚴格遵守紅土鎳礦的化驗規范，建立嚴格的操作規范流程，制定分析標準；

②樣品加工和數據分析要及時，正常情況下，化驗室在接收到樣品后1天內提交分析結果；

③建立信息交流平臺，化驗負責人要第一時間將分析數據同時通報相關責任人。

（2）全流程品位控制

全流程品位控制做到采礦前—采礦完成后的全流程控制，抓住流程的關鍵結點進行采樣分析：

①勘探鉆孔取樣和采場斷面取樣，建立地質模型，指導采礦；

②采礦階段，將剝離土、廢石、礦石分采分出，為防礦石貧化。

③出礦取樣，2車一個樣，確保礦石質量的準確和合格；

④礦石銷售取樣，2車一個樣，確保礦石在銷售環節中的品質穩定；

⑤采礦完成后取樣，在一采區采礦完成后，再進行系統取樣，確保不浪費資源。

通過嚴格的品位控制管理，取得了顯著成效，如SKA在H區采礦中，開采初期的貧化率持續在9%的高位，加強品質控制后，降到5%以下，并持續穩定。

3.2 水份控制

礦石水分控制是紅土鎳礦開采中的一個難題，為此，采取了多項綜合治理措施：

（1）改進采礦工藝，辦求采場的雨水盡快排放，不能積水；

（2）完善礦石堆場排水系統，將原平面型堆場，改為斜坡形，并多設排水溝，快速排水；

（3）盡可能避免礦石在開采、運輸、存放環節中被雨水淋濕。

4 環境保護

礦區臨近海洋，生態環境的保護不僅是企業的責任，并倍受當地政府和民眾的關注，這關系著金川在印尼的企業形象。在環境保護方面，重點做好兩個方面的工作。

（1）建立完善的排水體系，將礦區的流水全部引到沉淀池中，廢水經三級沉淀變清后，再排放到海中，經2年的采礦，礦區周邊的海水一直保持清澈，對礦區周邊的珍珠養殖和漁民作業沒有造成負面影響。

（2）植被恢復。有效地將采礦和植被恢復相結合。在一個采區完成采礦后，利用相鄰采區的廢土對回采區進行回填，并按嚴格的規范種上樹，恢復植被，見圖6。

圖6 北區SQ3植被恢復

5 結語

WP礦山部在2年的印尼紅土鎳礦采礦實踐中，堅持科學求實、吃苦實干的“金川精神”，從采礦實踐中學習知識，從工作總結中積累經驗，逐步完善科學規范、實用有效的紅土鎳礦開采工藝技術和管理流程，為金川在印尼紅土鎳礦的戰略發展盡微薄之力。