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        基于礦石二次污染的原因及應(yīng)對(duì)措施研究

        2021-06-14 08:31:06徐衛(wèi)強(qiáng)
        世界有色金屬 2021年6期
        關(guān)鍵詞:品級(jí)二次污染白度

        徐衛(wèi)強(qiáng)

        (歐米亞(上海)投資有限公司,上海 200125)

        1 位置交通

        礦山位于浙江省長興縣李家巷鎮(zhèn),礦區(qū)距長興縣直線距離17公里,距湖州市區(qū)18公里。礦區(qū)交通位置見圖1。

        2 礦山概況

        該礦山始建于80年代,建礦初期為國有礦山,開采硅灰石為主,隨著硅灰石資源的枯竭,礦山轉(zhuǎn)為開采鈣粉用大理巖資源。2009年,該礦山被一外資集團(tuán)收購,作為其在長興縣投資興建的重質(zhì)碳酸鈣加工廠的配套原材料基地。

        3 礦山地質(zhì)

        研究區(qū)大理巖礦屬于接觸變質(zhì)型礦床,礦體賦存于石炭系黃龍組地層,由區(qū)內(nèi)花崗巖體侵入過程中對(duì)厚層狀石灰?guī)r加熱重結(jié)晶而成,礦體走向北東,傾向北西,傾角13-25度。為一緩傾斜厚層狀礦體。大理巖礦體頂板為灰黑色石灰?guī)r,底板為硅灰石層及白云質(zhì)大理巖。礦區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,其中兩條近東西走向的斷層橫切礦體,為區(qū)內(nèi)主要斷層。

        4 大理巖礦體特征

        礦區(qū)內(nèi)礦體主要為純白色中粒結(jié)晶,糖狀大理巖,礦石松散。近頂板處見少量細(xì)?;野咨浇馐瘲l帶,靠近底板硅灰石條帶有約40cm厚巨粒結(jié)晶灰白-淺灰色方解石層。礦體平均厚度59m,總體走向北東,傾向北西,傾角13°~25°,工程控制海拔標(biāo)高+34m至-330m。

        5 礦山開采現(xiàn)狀

        目前礦山采用井下軌道運(yùn)輸+斜井提升,設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為25萬噸,實(shí)際產(chǎn)能15萬噸。礦山采用房柱法開采。

        6 礦石等級(jí)劃分

        根據(jù)客戶生產(chǎn)需要,礦山企業(yè)將礦石品級(jí)分為四類:即A級(jí),B級(jí),C級(jí)和副產(chǎn)品。

        A級(jí):原礦在磨至200目時(shí)白度大于等于92,黃度小于等于2.5。

        B級(jí):原礦在磨至200目時(shí)白度大于等于92,黃度大于2.5。

        C級(jí):原礦在磨至200目時(shí)白度大于等于91.5,小于92,黃度不作要求。

        副產(chǎn)品:原礦在磨至200目時(shí)白度低于91.5的均視為副產(chǎn)品。

        7 生產(chǎn)中所遇到問題及從中引發(fā)的思考

        依據(jù)探礦資料,礦山開采區(qū)域已探明各品級(jí)礦石比例為A:B:C:副產(chǎn)品=25:35:30:10,但是,2020年3到9月份礦石產(chǎn)出數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,實(shí)際產(chǎn)出不同品級(jí)礦石的比例約為A:B:C:副產(chǎn)品=12:47:33:8,即使在探明A級(jí)礦塊區(qū)域內(nèi)產(chǎn)出礦量也比預(yù)期大幅減少。

        為了對(duì)當(dāng)前開采區(qū)礦石品級(jí)做出進(jìn)一步評(píng)估,我們分別對(duì)現(xiàn)有礦房和工作面刻槽取樣;同時(shí)也對(duì)每個(gè)工作面所產(chǎn)出礦石從爆破后至運(yùn)到工廠料場期間的每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)各采集一個(gè)樣品,以便進(jìn)行質(zhì)量控制追蹤。經(jīng)過一周的連續(xù)跟蹤取樣,并對(duì)樣品測試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)至工廠的礦石白度總體變化不大,但是黃度有明顯上升;而且有相當(dāng)一部分B級(jí)礦石出自A級(jí)礦開采區(qū)。

        鑒于礦石從開采到運(yùn)至工廠,期間經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié),我們懷疑礦石黃度增加的主要是由于某一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)的二次污染造成的。

        8 監(jiān)測措施及應(yīng)對(duì)辦法

        對(duì)于同一個(gè)采礦工作面產(chǎn)出的礦石,我們從頭至尾在每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)安排取樣,對(duì)所取每組樣品第一時(shí)間送檢,待測試結(jié)果全部出來后,通過對(duì)比分析,判定二次污染所在環(huán)節(jié),進(jìn)而研究如何采取有效措施來避免或降低二次污染的發(fā)生。

        礦石生產(chǎn)、運(yùn)輸流程:井下作業(yè)面爆破--->將爆破后的礦石(砂)鏟裝并運(yùn)輸至礦井下裝車平臺(tái)傾倒--->井下裝車平臺(tái)二次裝車--->提升至地表并傾倒堆積--->1天到數(shù)天后將堆積起來的礦砂用卡車運(yùn)輸至10公里之外的加工廠--->工廠堆場卸貨并堆積。

        取樣安排:考慮到礦石從爆破后到運(yùn)輸,裝卸各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能混入雜質(zhì)使得礦石黃度增加,從工作面爆破到礦砂運(yùn)至加工廠庫房,我們對(duì)四個(gè)采礦作業(yè)面分兩批次取樣8組。

        井下作業(yè)面爆破后(采集S1號(hào)樣)--->將爆破后的礦石裝到井下運(yùn)礦車上后(采集S2號(hào)樣)--->礦石運(yùn)至井下裝車平臺(tái)傾倒后(采集S3號(hào)樣)--->將裝車平臺(tái)礦石裝至提升礦車后(采集S4號(hào)樣)--->礦石提升至地表并傾倒(采集S5號(hào)樣)--->礦石運(yùn)至客戶工廠卸貨(采集S6號(hào)樣)。

        9 樣品化驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        本次研究區(qū)域位于開采區(qū)4個(gè)不同的工作面,一共采集2個(gè)批次樣品8組,每批次樣品化驗(yàn)結(jié)果見表1,2,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖見圖2,3,4,5,6,7,8,9。

        表2 第二批次礦石樣品測試結(jié)果表

        圖2 礦石樣品第一組檢測結(jié)果

        圖3 礦石樣品第二組檢測結(jié)果

        圖4 礦石樣品第三組檢測結(jié)果

        圖5 礦石樣品第四組檢測結(jié)果

        圖6 礦石樣品第五組檢測結(jié)果

        圖7 礦石樣品第六組檢測結(jié)果

        圖8 礦石樣品第七組檢測結(jié)果

        圖9 礦石樣品第八組檢測結(jié)果

        通過以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比,我們得出以下幾個(gè)結(jié)論:

        (1)爆破后礦石白度最高,黃度最低,但是在之后的裝載、運(yùn)輸環(huán)節(jié)中,隨著各環(huán)節(jié)次數(shù)的增加礦石白度有所下降,黃度明顯升高;

        (2)從總體來看,各組樣品中S2黃度增加幅度最大,S4黃度增幅緊隨其后。即礦石從爆破后到裝載上車這一過程中二次污染最為嚴(yán)重;從井下裝礦平臺(tái)堆放到再次裝載,此過程二次污染幅度次之。

        10 二次污染原因分析

        10.1 主要原因

        經(jīng)過多次現(xiàn)場觀察,礦山所在地年降雨量充沛,礦區(qū)范圍內(nèi)及周邊大型斷裂及溶洞發(fā)育。由于該礦山工作面位于水平面以下,每當(dāng)雨季來臨,地表積水將沿著裂隙及溶洞等導(dǎo)水通道流入礦井內(nèi)。礦區(qū)地表第四紀(jì)黃土普遍發(fā)育,粘土顆粒即隨著地表積水一同滲流至礦井內(nèi),造成礦井內(nèi)底板積水。而井下工作面附近并無導(dǎo)水通道,造成積水在工作面附近聚集,見圖10。由于白象礦礦石結(jié)構(gòu)松散、易碎,爆破后,礦石及礦砂在裝載機(jī)鏟運(yùn)時(shí)與攜帶有大量粘土顆粒的積水大面積接觸,粘土顆粒將附著于礦石/礦砂表面,造成黃度大幅提高。

        圖10 采場底板積水圖

        10.2 其他原因

        礦石在裝載完低品級(jí)礦石后,鏟斗未經(jīng)清洗便直接開始高品級(jí)礦石鏟裝,造成輕度二次污染;礦石在運(yùn)輸高品級(jí)礦石前,車斗未進(jìn)行徹底清理,造成輕度污染;

        礦砂在庫房堆積過程中,作業(yè)裝載機(jī)械在鏟運(yùn)過低品級(jí)礦石后,未經(jīng)清洗直接鏟運(yùn)高品級(jí)礦石,造成一定程度污染。

        由于在同承包商結(jié)算時(shí),針對(duì)產(chǎn)出礦石都是按照同樣的單價(jià)進(jìn)行結(jié)算,以至于在礦石鏟裝運(yùn)輸時(shí),承包商在礦石分選方面缺乏積極主動(dòng)性,造成高品級(jí)礦石和低品級(jí)礦石混在一起,礦石整體質(zhì)量降低,見圖11。

        圖11 不同品級(jí)礦石混合堆放

        11 應(yīng)對(duì)措施建議

        (1)礦井地面主斷層附近和溶洞發(fā)育的地方,開鑿排水設(shè)施,在雨季期間,保障地表水的疏通速度,盡可能減少下滲到礦井的水量。

        (2)礦井下設(shè)置水溝,并定時(shí)維護(hù)清理,及時(shí)將斷層和溶洞的泥水清理干凈,保障工作面附近區(qū)域、礦房內(nèi)部底板無積水,地下儲(chǔ)礦平臺(tái)無積水。

        (3)新增裝礦平臺(tái)一個(gè),從而將A級(jí)礦石單獨(dú)堆放,在該堆放平臺(tái)安排專人監(jiān)管并及時(shí)清理,保證該平臺(tái)的清潔。

        (4)對(duì)鏟車車斗和運(yùn)礦車輛內(nèi)部和輪胎及時(shí)清洗,運(yùn)礦卡車車斗設(shè)置斗篷覆蓋。

        (5)因此在今后工作中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)承包商的管理,將產(chǎn)出不同品級(jí)礦石實(shí)施差價(jià)承包,高品級(jí)礦石結(jié)算單價(jià)適當(dāng)提高,低品級(jí)礦石單價(jià)相對(duì)調(diào)低,以此調(diào)動(dòng)承包商參與現(xiàn)場質(zhì)量控制的積極主動(dòng)性。

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