蘇 丹 楊紅軍 吳和平

（1.湖南辰州礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.鑫達(dá)金銀開(kāi)發(fā)中心有限責(zé)任公司）

我國(guó)是世界第一人口大國(guó)，物產(chǎn)豐富，地大物博，礦產(chǎn)資源種類多并且分布廣泛，但人均占有量卻居于較低水平［1］。礦產(chǎn)資源的勘探、開(kāi)發(fā)和利用是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求日益增加［2］。薄礦脈在我國(guó)的礦產(chǎn)資源中占有很大比重，具有較大經(jīng)濟(jì)價(jià)值［3］。目前因?yàn)殚_(kāi)采技術(shù)的限制，對(duì)薄礦脈的開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)還存在一定的不足，如果開(kāi)采方法不恰當(dāng)，往往會(huì)造成較大的貧化損失問(wèn)題。為了更好地利用礦產(chǎn)資源，對(duì)于特殊礦脈的開(kāi)采，降低其開(kāi)采過(guò)程中礦石的貧化損失率意義重大［4］。某礦對(duì)多厚度局部富集礦脈的開(kāi)采中，根據(jù)精細(xì)生產(chǎn)的原理［5］，結(jié)合礦山開(kāi)采的技術(shù)條件，從各個(gè)環(huán)節(jié)入手，對(duì)整個(gè)開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行多維度精細(xì)化管理，有效控制礦石的貧化損失。

1 礦山開(kāi)采條件

某礦的主要回采區(qū)域有V3礦脈群和V7礦脈群，其中V3 礦脈群有3 條主要礦體，其走向長(zhǎng)度為120～150 m，傾斜長(zhǎng)度為45～60 m，平均傾角27°。礦脈為銻砂型高品位易粉碎礦體，頂板圍巖不穩(wěn)固。平均脈幅在0.85 m，其以中間部位礦脈最厚、品位最高，往南北兩翼開(kāi)始變薄至尖滅，屬于緩傾斜的極薄礦脈。V7 礦脈群有3 條主要礦體，走向長(zhǎng)度100～300 m，傾斜長(zhǎng)度40～70 m，平均傾角26°，頂板圍巖較穩(wěn)固。該礦脈群網(wǎng)脈礦體發(fā)育，脈幅一般達(dá)到2～8 m，局部金銻礦化富集，主要集中在礦體軸部和一些節(jié)理脈中，屬于緩傾斜的薄至中厚礦脈。礦區(qū)主產(chǎn)金屬為Au，其它金屬產(chǎn)品也包括Sb 和WO3。其平均品位分布如表1所示。

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目前某礦的采礦方法為豎分條廢石膠結(jié)充填法、點(diǎn)柱法、變形留礦法等，其中廢石膠結(jié)充填法占主導(dǎo)地位，點(diǎn)柱法在今后深部采礦中所占比例會(huì)逐漸提升。這些采礦方式都是粗放式開(kāi)采，礦石只要達(dá)到回采品位均一次落礦、統(tǒng)一出礦。該作業(yè)方式在回采過(guò)程中產(chǎn)生的礦石貧化及損失較大，高品位礦石采場(chǎng)施工時(shí)損失現(xiàn)象在以下幾個(gè)方面尤為突出：①采場(chǎng)的日常灑水噴霧及裂隙流水對(duì)高品位礦石沖洗造成金屬量流失；②放斗過(guò)程中損失；③采場(chǎng)清掃不徹底造成的礦石損失；④礦石經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)運(yùn)所造成的損失。針對(duì)上述采礦方法存在的礦石貧化及損失問(wèn)題，根據(jù)精細(xì)化采礦理念，對(duì)開(kāi)采工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而提高開(kāi)采效率。

2 礦石貧化及損失分析

礦石開(kāi)采中因?yàn)楣に嚤旧淼脑?，開(kāi)采出的礦石往往會(huì)混入廢石，使礦石的品位和質(zhì)量下降，造成礦石的貧化［6］。某礦的礦石貧化原因主要有以下幾條：①在開(kāi)采極薄—薄礦脈時(shí)，為了形成采礦工作所必需的回采空間，往往需要?jiǎng)冸x一部分圍巖，圍巖混入導(dǎo)致礦石貧化；②采掘深度達(dá)到千米，頂板及兩幫圍巖不穩(wěn)固，局部的冒頂片幫增加了礦石貧化率；③礦體具有局部富集的特點(diǎn)，使用常規(guī)的回采方案，高品位與低品位礦石相互摻雜，高品位礦石被低品位礦石貧化，造成富礦貧化損失。

礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，由于多種因素導(dǎo)致地質(zhì)儲(chǔ)量損失，礦石未能全部采出而造成礦石損失，或者因?yàn)樯a(chǎn)工藝問(wèn)題，在礦石運(yùn)出過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生損失［7］。整個(gè)采礦過(guò)程是一個(gè)多過(guò)程的工程活動(dòng)，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程［8］，每個(gè)環(huán)節(jié)的不合理運(yùn)作都會(huì)影響到工程整體的效益。某礦礦石損失的原因有2種，一是礦石易粉碎，在運(yùn)輸過(guò)程中容易造成礦石的損失；二是隨著開(kāi)采深度不斷增加，在采場(chǎng)內(nèi)為了維持采場(chǎng)的穩(wěn)定，需要預(yù)留礦柱，當(dāng)?shù)V柱無(wú)法回收時(shí)會(huì)造成礦石損失。

3 回采方案優(yōu)化

3.1 多維度優(yōu)化路線

回采方案精細(xì)化優(yōu)化的角度如下。①根據(jù)不同的礦脈厚度，將礦脈精細(xì)化劃分，采用不同的采礦方法，在滿足必要回采空間的同時(shí)，盡可能降低采切比，減少礦石的貧化；②由于礦石富集情況特殊，為防止富礦與貧礦混集，使富礦的品位下降，采用采出分離的方式來(lái)進(jìn)行回采；③根據(jù)采場(chǎng)的實(shí)際開(kāi)采條件，如地壓大小、圍巖的穩(wěn)定性來(lái)決定是否預(yù)留礦柱以及預(yù)留礦柱的大小，減少礦石損失；④分區(qū)域?qū)Σ蓤?chǎng)頂板進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，采用合適的支護(hù)方式，避免頂板冒落，防止圍巖與礦石混合造成礦石貧化；⑤對(duì)出礦以及礦石運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行精細(xì)化排查，在容易造成礦石損失的環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案。

3.2 采礦方法優(yōu)化

3.2.1 分采分出豎分條廢石（膠結(jié)）充填采礦法

對(duì)于脈幅為極薄、礦石與圍巖分界線明顯、易識(shí)別分離的礦脈，使用分采分出豎分條廢石（膠結(jié)）充填采礦法進(jìn)行回采，采礦方法如圖1所示。

針對(duì)此類礦脈，由于其礦脈為極薄礦脈，極薄礦脈開(kāi)采往往需要?jiǎng)冸x較多的圍巖以得到足夠的工作空間［9］。單開(kāi)采礦石無(wú)法滿足回采空間的需求，但是此類礦脈礦石圍巖界限明顯，易于區(qū)別，故可以采用分爆分出的方式，降低礦石的采下貧化率和出礦貧化率?；夭晒に嚵鞒蹋罕媳P礦石→出礦→清掃已采區(qū)域→爆下盤廢石→出廢石→清掃已采區(qū)域→護(hù)頂→下個(gè)回采流程。

3.2.2 豎分條T型落礦廢石（膠結(jié)）充填采礦法

對(duì)于頂板圍巖穩(wěn)固，礦石圍巖分界明顯且容易識(shí)別分離的薄礦脈，采用豎分條T型落礦廢石（膠結(jié)）充填采礦法進(jìn)行回采，采礦方法如圖2所示。

針對(duì)此類礦脈，將下部的圍巖留下，對(duì)采場(chǎng)的地壓進(jìn)行控制，可以避免留設(shè)礦柱造成的礦石損失。在回采空間形成后，根據(jù)采場(chǎng)頂板的穩(wěn)定性來(lái)采取合適的支護(hù)方式，避免在出礦過(guò)程中圍巖冒落造成礦石貧化。回采工藝流程為此回采工藝的核心是天井掘進(jìn)過(guò)程中將礦脈置于天井頂板下沿，從上往下退采兩側(cè)，嚴(yán)格控制炮孔布置，下部圍巖留作保留層，避免不必要的貧化。天井內(nèi)采用錨網(wǎng)護(hù)頂，兩側(cè)空區(qū)采用木支撐護(hù)頂或不護(hù)頂。其采礦基本流程：爆礦石→出礦→護(hù)頂→清掃已采空區(qū)→下個(gè)回采流程。每次退采不宜超過(guò)10 m，退采跨度不超過(guò)4 m，依次回采至采場(chǎng)結(jié)束。

3.2.3 人工揀礦削壁充填法

對(duì)于礦體、圍巖不穩(wěn)固，礦脈與圍巖接觸明顯、容易分離，礦體厚度為0.1～0.7 m 的礦脈，使用人工揀礦削壁充填法進(jìn)行回采，采礦方法如圖3所示。

此類礦脈厚度極小，對(duì)于該類脈幅礦體采用人工揀礦削壁充填法回采。采場(chǎng)只爆破廢石以便充填，礦石通過(guò)近礦炮將其震落或用撬棍撬落，再通過(guò)人工采場(chǎng)分揀礦石?；夭晒に嚵鞒蹋罕瑥U石→廢石揀邊充填→采場(chǎng)分揀振落或單獨(dú)撬落礦石→出礦→清掃已采區(qū)域→下個(gè)回采流程。

3.3 采礦過(guò)程優(yōu)化

精細(xì)化開(kāi)采主要涉及地質(zhì)、采礦、區(qū)段及運(yùn)輸四個(gè)部門，各部門的工作流程為地質(zhì)部門提供賦存高品位礦石的礦塊、采礦組根據(jù)地質(zhì)提供的高品位礦石賦存條件設(shè)計(jì)具體的采礦流程、區(qū)段根據(jù)設(shè)計(jì)要求施工、運(yùn)輸工段負(fù)責(zé)塊礦運(yùn)至地表。

（1）礦柱回收可以有效提高資源的利用率［10］，對(duì)于貴金屬礦山來(lái)說(shuō)更有必要。對(duì)回采后的采場(chǎng)空間進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，判斷采場(chǎng)內(nèi)部的礦柱是否能夠進(jìn)行回收處理，如果評(píng)價(jià)為安全、可回收，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況制定礦柱回采方案。

（2）礦山增加粉礦回收環(huán)節(jié)，減少礦石的損失［11］。金、銻等礦石易粉碎流失，需要在出礦和運(yùn)輸線路中尋找礦石損失環(huán)節(jié)，增加回收環(huán)節(jié)進(jìn)行礦石回收。根據(jù)礦石流失特點(diǎn)，建立1條獨(dú)立的礦石回收運(yùn)輸線，盡可能避免精細(xì)化資源回收對(duì)現(xiàn)有提升系統(tǒng)產(chǎn)生影響，同時(shí)也要避免在轉(zhuǎn)運(yùn)提升系統(tǒng)中產(chǎn)生二次損失。

（3）礦山適當(dāng)加大采礦成本投入，制定人工分揀、出礦的單獨(dú)計(jì)件管理及實(shí)施辦法，同時(shí)建立礦石回收獎(jiǎng)勵(lì)制度，提高作業(yè)人員對(duì)資源回收的積極性和主動(dòng)性。

（4）改進(jìn)原生產(chǎn)組織管理模式，加大對(duì)精細(xì)化資源回收的管理力度，同時(shí)通過(guò)合理調(diào)配，確?？涌谏a(chǎn)作業(yè)計(jì)劃不受影響。

3.4 優(yōu)化成果

根據(jù)幾個(gè)采場(chǎng)的實(shí)踐效果來(lái)看，相對(duì)于傳統(tǒng)的采礦工藝，盡管出礦效率有所下降，但是其他主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均得到了優(yōu)化，采下貧化率、出礦貧化率、總損失率都得到了降低，如表2所示。

在出礦和礦石運(yùn)輸環(huán)節(jié)也實(shí)施精細(xì)化管理，包括運(yùn)輸線路上的粉礦回收、礦車底部堆積的粉礦回收以及采場(chǎng)中被水沖洗而沉積于平巷、水溝、水倉(cāng)中而形成泥礦的回收。2016 年開(kāi)始實(shí)施泥礦、粉礦的精細(xì)化資源回收后，全年完成泥礦、粉礦出井320 t。

4 結(jié) 語(yǔ)

從回采活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，對(duì)傳統(tǒng)回采方案進(jìn)行貧化損失分析，提出了適合采區(qū)特殊礦脈的一系列多維度精細(xì)化回采方案；同時(shí)，在礦山生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)的各環(huán)節(jié)建立精細(xì)化資源回收制度，取得巨大的資源回收效益。

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