铜山口铜矿露采降低矿石损失率的精细化管理

朱先艳

铜山口铜矿露采降低矿石损失率的精细化管理

朱先艳

(大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿，湖北 黄石市 435122)

铜山口铜矿矿石损失居高不下，为了解决该问题，结合矿山生产实际，通过技术改造，强化现场施工组织管理，开展了矿产资源综合利用和节约等精细化管理措施，使矿石损失率降低至4.41%，延长矿山服务年限1.06 a，提高了矿山经济效益和社会效益，保护了生态环境，为矿山可持续性发展提供了资源保障。

矿石损失率;可持续性;精细化;生态环境;服务年限

0 引 言

铜山口铜矿是大冶有色金属集团公司主要生产铜精矿产品矿山之一，1958年开始筹建露天开采，1979年露天完成基建剥离，于1984年上半年正式投产，现已开采超过30 a。经历了小露天、Ⅱ号矿体北扩、深部工程等3个时期，矿山露天开采设计采选生产规模990 kt/a，选厂经过多次磨浮设备更新改造后，现采选综合能力为1300 kt/a，生产矿山铜6300 t/a。现供矿以露天北扩开采为主，深部工程基建已接近尾声。露天开采对象是Ⅰ号、Ⅱ号矿体。露天开采采用汽车开拓运输，自上而下组合台阶开采[1]，深孔爆破作业。

铜山口铜矿露采资源是有限的，但矿石损失量却很大，仅2013年损失矿石78.9 kt。根据大冶有色设计研究院有限责任公司提供的2013年底铜山口铜矿露天境界内可采矿量为9502 kt，铜金属量为49918.8 t(包括低品位矿石)。按实际采选综合能力1300 kt/a计算，矿山服务年限只有7 a多时间。为了矿山可持续发展，降低矿石损失率，避免有限资源浪费，从2013年开始，铜山口铜矿采取一系列降低矿石损失的精细化管理，明显降低了矿石损失率（见表1），最大限度利用了有限宝贵矿产资源，延长了矿山生产服务年限，提高了矿山企业经济效益和社会效益，保护了生态环境。

1 矿石损失产生源头

在矿床开采过程中，由于各种原因（地质条件复杂、采矿方法不当和运输问题等）造成一部分工业储量未能采出以及采下未能全部运出而损失于露天坑或井下，称之为矿石损失[2]。

表1 铜山口铜矿2013～2018年露天开采实际综合地质品位与矿石损失率

1.1 矿石损失分类

（1）按开采性质分为：开采损失和非开采损失，开采损失又分为：采下损失和未采下损失[2]。

（2）按损失合理性分为：合理损失和不合理损失[2]。

（3）按生产阶段不同分为：开拓、采准、切割、采场回采、矿柱回采损失。

（4）按采矿方法及其生产工艺不同分为：崩矿（一次）损失、出矿（二次）损失。

（5）按损失性质分为：不可避免损失与可避免损失[3]。

按开采性质中的开采损失来分析铜山口铜矿露天产生矿石损失源头，采取精细化管理措施。

1.2 矿石采下损失

（1）因矿岩分区分穿分爆措施不当，混入废石造成矿石损失；

（2）层间矿、夹石等接触带附近围岩在开采时大量混入矿石，废石混入率超标，使这部分矿石不能被利用造成矿石损失；

（3）处理根底爆破时，矿石飞入围岩范围内造成矿石损失；

（4）装矿时将极少部分矿石装入废石造成矿石损失；

（5）运输途中抛洒下矿石造成矿石损失；

（6）低品位矿石直接当废石造成矿石损失；

（7）穿孔前平场时，将采下矿石垫在未剥离废石平台上造成矿石损失。

1.3 矿石未采下损失

（1）因实际矿体出现延伸不在露天开采设计境界内而不能开采的造成矿石损失；

（2）开采时出现滑坡等地质灾害而不能开采的造成矿石损失。

2 降低矿石损失率精细化管理

经过效益测算，降低矿石损失的同时可以增加矿山的利润，延长矿山服务年限。根据现采选综合能力为1300 kt/a，Cu综合地质品位0.58%，Cu回收率84%，矿山Cu按大冶有色内部价3.7万元/t；Ag地质品位4.4 g/t，Ag回收率35%，矿山Ag 按大冶有色内部价2300元/kg。计算矿石损失率下降1%，能多回收矿山Cu 63.336 t，多回收矿山Ag 20.02 kg，在成本不变情况下，能增加利润238.95万元；降低矿石损失意味多采出矿石，减少了单位矿石基建成本，延长了矿山服务年限。

矿石资源损失严重污染矿山企业内部和周围外部环境。有品位矿石当作废石运到露天排土场经风吹雨淋，风化氧化溶析流入河流湖泊和浸入地下，污染工业和民用水源[4]，直接威胁周围农田作物和河、湖、池塘生物，影响了山坡植被的生长，破坏生态环境。

因此在矿山开采中最大限度降低矿石损失率，是铜山口铜矿行之有效的举措之一。

（1）建全矿石损失管理制度体系是降低矿石损失率的基础工作。矿技术中心、露采车间技术人员既分工又合作履行各自职责。从2014年初，技术中心建立月度储量台帐、矿石损失率台帐、规定计算方法、提供地质平面图等基础资料，技术中心负责制定矿石损失管理制度、实施方案、流程、监督分析执行情况和考核绩效，露采车间技术人员现场跟踪和收集矿石损失信息，并反馈到技术中心。

（2）合理布置生产探矿工程，提高炮粉取样精度，是降低矿石损失率的关键工作。YZ-35型牙轮钻、A7型潜孔钻是铜山口铜矿生产探矿主要设备。Ⅱ号矿体分支复合、尖灭再现[4]较多，生产探矿布置合理，生产矿量计算准确，为编制季度月度生产作业计划、矿石质量和储量平衡管理提供可靠地质资料[3]。生产探矿设计时，厚大矿体用YZ-35型牙轮钻探矿，网度(10～12.5) m×25 m；两端尖灭矿体且厚度≤8 m时，用A7型潜孔钻单孔探矿，间距10～25 m。一般间隔全炮孔十字取样，每个炮粉重量≥2 kg；当分支、夹石均多时，夹石高度≤2 m时，有矿段连同中间夹石炮粉只取一个样；夹石高度＞2 m时，分二个取样，并做好矿段高度记录，每个炮粉重量≥1.5 kg。根据炮粉取样化验结果，在每个平台地质平面图上二次圈定矿体，利用矿山软件，摸清台阶矿体产状、走向、倾向、倾角、厚度，计算块段品位、矿量，指导现场生产技术服务，编制生产作业计划和爆破设计的依据。

（3）矿岩接触带上实行分穿分爆分铲分装分运[5]是实施降低矿石损失率精细化管理具体措施。根据二次圈定地质平面图，在穿孔前分区插旗划出矿岩界线，确定开采矿石范围，便于现场按分爆设计布孔穿孔爆破。当开采到矿体上下盘边界或≥夹石剔除厚度2 m时，若矿体倾角10°～55°，两者采用A7型潜孔钻穿孔爆破；若矿体倾角≥55°或近似水平时，牙轮钻穿孔爆破。采用孔内微差逐孔松动爆破[5]，为有效控制爆破地震、空气冲击波、飞石等危害，一次爆破牙轮钻≤9孔，潜孔钻≤16孔。矿岩接触带上禁止发生矿废混爆现象，避免矿石混入废石或大量废石混入矿石而造成矿石损失。在爆堆现场上露采车间技术人员插旗分出矿废分界线，铲装时尽量减少矿石混装废石中。合理现场施工组织管理是降低矿石损失率重中之重环节[6]。

（4）平场和汽车运输途中，尽量避免矿石损失。穿孔前平场时，电铲、推土机司机不能将矿石平场在未爆围岩台阶上，亦不能用矿石铺路；防止运输途中上坡抛洒下矿石，铲装矿石时，运输汽车装载系数≤85%，以免造成矿石损失。

（5）破坡回采矿石，废石回填。因实际矿体出现少量延伸不在露天开采设计境界内而不能开采的，为了减少矿石损失，在确保台阶边坡稳定条件下，编制回采方案，采取减震光面预裂控制爆破回采矿石，矿石回采后用大理岩回填，压实。+26 m、+14 m台阶累计回采矿石53 kt。

（6）建设超低品位矿石堆场，开展矿产综合利用，节约矿产资源。超低品位矿石主要综合品位在表外矿以下0.2～0.3%废石，2015年为了实现超低品位矿石变废为宝，高效回收利用，在露天采场内非生产区域+14 m平台建设超低品位矿石堆场。该堆场面积5500 m2，高约12 m，堆至+26 m平台的标高，堆放矿石约195 kt，作为高品位矿石配矿调节。2015～2017年铜山口铜矿为大冶市矿产资源节约与综合利用示范项目企业之一，累计实际完成综合利用低品位矿石1354.8 kt；矿山铜2877.37 t，实现销售收入约8915.78万元。加强副产品银回收，共回收矿山银5856.77 kg，实现销售收入约1347.055万元。3年总计实现销售收入约10562.835万元，实现利润1892.115万元；能延长矿山服务年限1.04 a。

3 结 论

矿石损失率是矿山生产主要技术经济指标之一。降低矿石损失率，就是避免有限资源浪费，合理合规开发、节约与有效综合利用有限矿产资源，延长矿山生产服务年限，提高矿山经济效益和社会效益，保护了周围生态环境，为矿山可持续性发展提供了资源保障[7]。2014年初至今铜山口铜矿采取降低矿石损失率精细化管理后，按表1，2014～ 2018年矿石损失率与2013年分别降低0.15%、0.31%、0.43%、0.47%、0.49%，按当年实际露采生产能力计算，共计多回收矿石22.22 kt；增加矿山铜105.12 t；增加矿山银33.75 kg；按大冶有色内部计价，累计增加产值396.71万元，给企业创造一定经济效益。回收矿石22.22 kt，加上实际完成综合利用低品位矿石1354.8 kt，总计利用矿石1377.02 kt；按实际采选综合能力1300 kt/a，可延长矿山生产服务1.06 a。特别是资源枯竭的老矿山企业，降低矿石损失率尤为重要。

[1] 王运敏.现代采矿手册[M].北京:冶金工业出版社,2012:103-104.

[2] 中国冶金矿山企业协会编.冶金矿山地质技术管理手册[M].北京:冶金工业出版社,2008:162-163.

[3] 杨言辰,叶松青,王建新,等.矿山地质学[M].北京:地质出版社,2009: 71-72+108-110.

[4] 解世俊.金属矿床地下开采[M].北京:冶金工业出版社,2014:16-18.

[5] 余圣华.逐孔爆破技术在铜山口矿露天台阶爆破中应用[J].采矿技术,2015,15(4):91-93.

[6] 李奔腾.河南省铝土矿地下开采降低损失贫化的措施和方法[J].采矿技术,2018,18(5):4-7.

[7] 孙祺年.降低采矿损失率和贫化率的研究与实践[J] .采矿技术, 2009,9(3):7-9+18.

(2019-02-28)

朱先艳(1966—)，男，湖北仙桃人，高级工程师，采矿工程专业，主要从事金属矿山开采技术管理工作，Email: 781630808@qq.com。