印尼普纳马金银矿境界优化设计

郑建明

（吉林化工学院信息与控制工程学院 吉林吉林 132022）

1 概况

印尼普纳马金银矿位于项目位于印尼巴当托鲁分区北苏门答腊省之苏门答腊岛西面，项目工业区邻近苏门答腊高速公路，货物也可以直接用卡车运输到场地。距离实武牙港口40km。目前生产规模300×104t/a，地质品位 Au1.5g/t，Ag15g/t。

扩建后生产规模 500×104t/a，地质品位 Au1.8g/t，Ag18g/t。

2 露天境界圈定

2.1 圈定原则

设计按境界剥采比和平均剥采比，均小于经济合理剥采比的原则圈定露天采场境界。

2.2 经济合理剥采比

按产品盈利法计算经济合理剥采比：

式中：E——经济合理剥采比，t/t；

P——矿石中Au每个品位的价格，美元/g；A——矿z石平均品位，g/t；

R——回收率（包括采矿回收率和选矿回收率）；

a——露天采矿成本，美元/t；

C——选矿成本，美元/t；

N——矿石中Au每个品位的盈利，美元/t；

b——废石剥离成本，美元/t。

经计算，经济合理剥采比为13.8。

2.3 边坡参数的选取

根据矿岩物理力学性质及矿体的节理裂隙与构造情况，矿区水文与工程地质条件均为简单型等条件，参照同类矿山实际指标并结合有关规定，设计选取边坡参数如下：

最终台阶高度10m，最终台阶坡面角65～75°（或按节理裂隙角），安全平台宽度7m清扫平台宽度10m（每隔3个安全平台设1个）。

2.4 境界圈定

根据确定的境界圈定原则和采场边坡参数，设计露天境界参数如下：境界顶部长度1144m，宽度337～488m，顶标高450m，底标高240m，封闭圈标高320m。

3 生产能力验证

按采矿工作线可能布置的挖掘机台数验证：

式中：A——矿山可能达到生产能力，t；

N——同时工作台阶（采场）数，个；

n——每个台阶（采场）布置挖掘机数，台；

q——4m3挖掘机生产能力，t/台·班；

t——年工作天数，d；

b——每天作业班数，班；

k——作业时间利用系数。

上述验证表明，年采矿800×104t/a的开采规模是能够达到的。

4 开拓运输系统

4.1 开拓方式的选择

根据矿区地形特征，排土场的位置，开采工艺要求和采装设备规格，对开拓运输方法进行了比较。

（1）矿山山坡地表平均坡度适合布置汽车运输线路，可充分发挥汽车运输的能力，实现大规模开采。

（2）汽车运输方式机动灵活，适合于复杂地形条件的开采，能充分发挥挖掘机作业效率，提高采矿强度。

（3）参考国内外露天矿山开采的经验，采用公路开拓，汽车运输具一定的经济优势。

依据上述分析，设计采用公路开拓，单一汽车运输。

4.2 排土场选择

设计在选矿厂西侧1.0km处山沟内设置主排土场，地势较缓，坡度4～18°，适宜排土场选址。

（1）排土场参数

选矿厂附近四个采场露天生产期内排岩量（实方）51.07×106m3（120.01×106t），松散系数取1.5，沉降率取20%，则需要废石排放容积61.28×106m3。

主排土场占地1.25×106m2，采用阶段覆盖式排土，排土顶标高330m，阶段堆高30m，安全平台宽度30m，总堆高150m，按自然安息角堆放，经计算排土场有效容积为62.50×106m3，可满足生产期内排岩需要。

（2）排土方法

鉴于采场～排土场距离长的特点，采用汽车运输-推土机转排法。汽车在排土场翻卸后，由CAT D8R/D6R型推土机完成转排工作。排土作业初期沿等高线排放，大致形成排土工作线后，排土线向空旷区域推进，排土眉线一般向东方均匀移动，均按自然安息角排放。排土场最小作业平台宽度30m。

卸车边缘需堆成1/2倍车轮高的安全挡车堆，其顶宽应不小于轮胎直径的1/4，底宽应不小于轮胎直径的4/3。卸载平台反坡度为3～4%。采场剥离表土应单独堆放，可用于闭矿后回填复垦。

（3）排土场防护

排土作业前应将山坡面开挖至出露基岩，形成阶梯状增强基底抗滑行，并在低洼处铺垫大块岩石，有利于大气降水排水。

排土场上部为分水岭，汇水面积较小，无需设截洪沟。

排土场底部境界外20m处设大块岩石挡墙，并设置警示标志，防止滚石危害。

对排土场边坡采用人工监测，可在边坡最终境界附近打桩，采用手持GPS定期监测该桩的沉降和位移情况。

4.3 设备选型

采场运输选用CAT 772G型（额定载重46t）自卸汽车运输，往返平均速度25km/h。普纳马矿床年开采500×104t/a矿石，最大年剥离600×104t/a岩石，矿石平均运距1.5km，废石平均运距2km。

（1）自卸汽车台班生产能力

Ak=60·q·T·K1/t=60×46×8×0.85/12.2≈1538

Ay=60·q·T·K1/t=60×46×8×0.85/14.6≈1285

式中：Ak——自卸汽车台班运矿能，力t/台·班；

Ay——自卸汽车台班运岩能力，t/台·班；

Q——自卸汽车有效载重量，t；

T——班工作时间，h；

K1——自卸汽车工作时间利用系数，0.85；

t——自卸汽车运输周期，min。

（2）自卸汽车台数的确定

式中：Nk——运矿自卸汽车台数，台；

Ny——运岩自卸汽车台数，台；

QB——班产量，t/班；

K2——汽车运输不均衡系数，1.15；

K3——汽车出车率，%。

经计算，Purnama采区共需自卸汽车12台，其中：运矿5台，运岩7台。

4.4 运输线路参数

（1）线路布置

根据采区地势情况、矿体赋存条件及开采工艺特点，设计采用公路开拓，采场内外运输采用自卸汽车运输。

山坡露天开采时，开拓公路布置在境界内外山坡上，采用直进与折返相结合方式布置线路，分别连接各个阶段。凹陷露天开采时，开拓公路布置采场边帮上，采用螺旋坑线布置，延深至坑底平台。采场至排土场公路可利用矿石运输公路。

（2）技术参数

设计运输线路为三级道路，路面采用泥结碎石结构，结构层用碎石铺垫，厚度40cm，面层用泥结碎石铺垫，厚度20cm，磨耗层用沙土铺垫，厚度3cm。设计公路参数如表1。

表1 设计公路技术参数表

5 采剥工艺

5.1 工艺选择

（1）开采顺序

根据矿体赋存情况、矿山生产规模及开拓运输方式，设计采用缓帮开采工艺，开采顺序为由上至下水平分台阶开采。

（2）表土剥离

地面表土剥离工作应超前于采矿，设计采用挖掘机、装载机及推土联合作业。剥土方法：挖掘机将树木顶倒→挖掘机将树根扒出（根系粗壮的采用人工油锯切断）→挖掘机挖出表土并集成小堆→推土机推土集成大堆（集堆高度3m）→挖掘机或装载机装车→自卸汽车运输表土至排土场。

（3）采剥工作

结合开采范围地形条件、矿体赋存条件、开拓运输方式及线路布置形式，采用挖掘机和装载机联合铲装，设计采剥要素如下：

工作台阶高度10m，工作台阶坡面角≤90°，最小工作平盘宽度45m，挖掘机最小工作线长度100m。

山坡露天开采时，采矿工作线一般沿等高线布置，初期单壁堑沟扩宽至30m、最小长度100m满足单折返调车和基本采矿条件后，形成初期采矿工作线，采矿工作线随开采外扩推进。

凹陷露天开采时，采矿工作线一般按垂直于初期形成的开段沟外扩方向布置，随采矿工作区的扩大灵活布置多条采矿工作线。开段沟掘进，工作帮包括采矿工作帮和剥离工作帮，一般保持2～3个工作阶段同步推进，各阶段之间应保持最小工作平盘宽度不低于45m，有条件时应适当增大工作平盘宽度，以利备采矿量更充足。

采场扩建期间为确保采矿不减产或少减产，剥离工作帮不限于2～3个工作阶段，应适量增加工作阶段个数，对于无法满足最小工作平盘宽45m的工作区，可采用倒排废石的方法作业，即挖掘机或装载机在本阶段工作平盘上顺台阶坡面向下阶段工作平盘上倒排废石，废石再由挖掘机或装载机装车。

5.2 穿孔作业

矿山年采矿量5×106t/a，年剥离量6×106t/a，矿岩属于坚硬较难爆破类矿石，石料块度要求不宜过大，适合于采用大直径中深孔爆破。矿石体重 2.4t/m3，岩石体重 2.35t/m3。

设计选用CAT MD6540C型牙轮钻机打直孔，孔径250mm，穿孔能力为150m/台·班，按每日2班计算，年穿孔能力为99000m，设计选取2台潜孔钻机可满足生产需要。钻机数量选择计算详见表2。

表2 钻机数量选择计算表

另配备1台FlexiROC T40型多方位潜孔钻机，用于靠帮台阶打倾斜钻孔。

5.3 爆破作业

设计采用深孔松动爆破，导爆管起爆，排间微差爆破，炮孔沿平行坡顶线布置，V型布孔。

采矿每3d爆破一次，一次爆破3排孔，共33～34个，爆破矿石量53856～55488t，满足矿山3d的出矿要求。剥岩每3d爆破一次，一次爆破3排孔，共61～62个，爆破岩石量97478～99076t，满足矿山3d的剥岩要求。

5.4 铲装作业

根据矿山生产能力及每天出矿要求，设计采用液压反铲挖掘机和装载机联合铲装作业。4.0m3反铲挖掘机生产能力约为200×104t/a，2.0m3反铲挖掘机生产能力约为100×104t/a，1.0m3反铲挖掘机生产能力约为50×104t/a。

根据设备年工作能力，选取CAT390F型挖掘机5台，2台采矿、3台剥离，CAT336D型挖掘机1台用于采矿，另配CAT320型挖掘机1台用于破碎。

6 结论

（1）生产剥采比

台阶参数及境界优化后，达产年第一年剥离量最大为12×106t，设计确定矿山生产剥采比1.5t/t。

（2）采矿损失与贫化

采区山坡地表主要为腐植土及风化层，厚度1.0～2.0m，开采时表土剥离应超前于采矿，但开采过程仍会有残留表土和风化岩石混入，开采时可先剥离后采矿，降低贫化。矿石损失主要是粉矿损失，开采过程中需要将残留表土和部分风化矿石再次剥离干净，爆破作业可根据爆破效果适当降低单孔装药量，尽可能降低粉矿率。挖掘机作业时，需进行矿岩（土）分选工作，矿石与废石（土）要实行分堆、分装、分运。

基于此，设计采矿损失率3%，贫化率4%。