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(quán)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(dān)礦山的開采和裝運,WP礦山部負責(zé)礦山的整體設(shè)計與規(guī)劃、礦山生產(chǎn)的監(jiān)督、管理和服務(wù)協(xié)調(diào),這是金川第一個海外紅土鎳礦項目,相關(guān)的技術(shù)和管理經(jīng)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(xù)、不均質(zhì)性,影響著地質(zhì)資源模型的準(zhǔn)確性;
(2)礦區(qū)為海洋季風(fēng)型氣候,雨量大(年平均降雨量在3000mm以上)嚴(yán)重影響生產(chǎn);
(3)原礦水分高(水分為37%~46%),嚴(yán)重影響礦石的裝運和銷售;
(4)礦石品質(zhì)復(fù)雜多變,穩(wěn)定控制礦石品質(zhì)難度較大;
(5)中、印雙方管理、技術(shù)和生產(chǎn)人員急需相互融合,生產(chǎn)管理體系需要完善。
針對以上問題,礦山部調(diào)動本部門及二家采礦承包商的中、印雙方的管理和技術(shù)力量,通過實踐-總結(jié)-優(yōu)化的路徑,不斷完善和優(yōu)化采礦工藝技術(shù)和管理流程,出色地完成了各項生產(chǎn)指標(biāo),為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)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(huán)境保護、社會福利、健康衛(wèi)生等方面都通過當(dāng)?shù)卣尿炇蘸蛢?yōu)級評價,2年礦山生產(chǎn)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(jié),旨在為公司在紅土鎳礦的開采提供一定的借鑒價值。
地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)(鉆孔坐標(biāo)、品位分析等)是進行采礦設(shè)計、指導(dǎo)采礦、評估生產(chǎn)指標(biāo)的最重要和原始數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性是確保礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵,按印尼紅土鎳礦開采技術(shù)的要求,鉆孔間距需要達到25m×25m,而現(xiàn)礦區(qū)的勘探資料僅有30%的區(qū)域達到了這個標(biāo)準(zhǔn),另40%區(qū)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(xiàn)有條件,補充完善地質(zhì)勘探資料:
(1)在鉆孔未控制區(qū),用挖掘機挖淺井(test pit)采集數(shù)據(jù)(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(shù)據(jù)(圖2)。
圖2 刻槽及取樣
(3)充實和修正測量數(shù)據(jù)。
開展的主要措施有:對原有鉆孔數(shù)據(jù)重新測量,進行修補;對日常采礦的地形狀態(tài)進行跟蹤測量;準(zhǔn)確標(biāo)定所有采集數(shù)據(jù)的位置。通過以上大量的現(xiàn)場基礎(chǔ)工作。取得了二個顯著成果。
(1)不斷充實和完善地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,建立了比較精確的地質(zhì)模型(表1),為準(zhǔn)確指導(dǎo)采礦和評估生產(chǎn)指標(biāo),提供了科學(xué)依據(jù)。
表1 南區(qū)I采區(qū)地質(zhì)模型對比
(2)探明的新礦體富集區(qū),增加了礦區(qū)的資源量。2019年,在南區(qū)礦區(qū)外圍新增開采區(qū)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(qū)礦區(qū)外圍新增開采區(qū)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(qū)外圍新增開采區(qū)域
圖4 北區(qū)外圍新增開采區(qū)域
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(shù)、流程和規(guī)范,但該工藝技術(shù)是在PT.Inco和PT.ANTAM二大礦業(yè)公司開采經(jīng)驗上形成的,其礦體厚大,相對連續(xù)均質(zhì),原工藝技術(shù)可稱為分層模塊化連續(xù)回采,即將一個擬在礦區(qū),以25m×25m的鉆孔數(shù)據(jù),分成12.5m×12.5m的儲量模塊,再以2m~3m的厚度向下分層連續(xù)回采,見圖5。該采礦方法對厚大均質(zhì)礦體具有效率高、成本低、回收率高的優(yōu)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(xù)和不均質(zhì)的,且在多雨的自然條件下,如繼續(xù)采用原有的采礦技術(shù),會遇到以下問題:
(1)在礦體上部多輪回修建運輸?shù)缆?,不僅增加修路的工作量,且會造成雨天恢復(fù)生產(chǎn)困難、礦石貧化和損失率提高等問題;
(2)同一平面采礦,采區(qū)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(jīng)驗的專家對采礦工藝技術(shù)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(zhì)也大為改善,詳見表2。
表2 X采區(qū)采礦技術(shù)優(yōu)化對比
設(shè)備效能的發(fā)揮對紅土鎳礦的開采有關(guān)鍵的影響,礦山初期,許多設(shè)備多集中在1-2個采點作業(yè),不僅設(shè)備效益低,且設(shè)備相互打架,極易造成設(shè)備碰撞的安全事故,為此,礦山部與采礦承包商經(jīng)多次實踐,探索到最優(yōu)的設(shè)備配套作業(yè)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(shè)備配置方案800
合理的采礦方法,優(yōu)化的設(shè)備配置,極大在提高了采礦效率,如JCI的單日產(chǎn)量從4000t/d提高到7000t/d。
礦區(qū)不僅多雨,且天氣多變,雨天道路泥濘,雨后短時間內(nèi)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(zhǔn)備作業(yè)或剛作業(yè),又一場大雨,所有的努力白費,這不僅嚴(yán)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(fù),改為分階段、分區(qū)域恢復(fù)。如JCI有3個采礦點,雨后將運輸條件較好的采礦點先恢復(fù),然后視天氣情況逐步恢復(fù)其它作業(yè)點;
(2)將全流程作業(yè)分為單一流程作業(yè)。雨后在具備條件較好的區(qū)域的先作業(yè),難度大的等天氣穩(wěn)定后再作業(yè),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(guī)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(qū),此采區(qū)盡量安排雨后進行采礦。
紅土鎳礦的品質(zhì)控制指標(biāo)主要為鎳品位和水分。
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(fù)雜多變,在采礦-運輸-筑礦堆-裝船的每個環(huán)節(jié)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(zhì)-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(zhì)-化驗-采礦一體化管理體系
以地質(zhì)和測量數(shù)據(jù)指導(dǎo)采礦。在剝離、采礦及閉坑前的每個階段,將采區(qū)內(nèi)的鉆孔坐標(biāo)用彩色旗的標(biāo)志在現(xiàn)場準(zhǔn)確標(biāo)定,對現(xiàn)場采礦提供及時、準(zhǔn)確的指導(dǎo),即地質(zhì)要起到事先指導(dǎo)的作用。
化驗是數(shù)據(jù)的保障和信息交流的橋梁。為確保化驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性,WP化驗室做到以下幾項:
①嚴(yán)格遵守紅土鎳礦的化驗規(guī)范,建立嚴(yán)格的操作規(guī)范流程,制定分析標(biāo)準(zhǔn);
②樣品加工和數(shù)據(jù)分析要及時,正常情況下,化驗室在接收到樣品后1天內(nèi)提交分析結(jié)果;
③建立信息交流平臺,化驗負責(zé)人要第一時間將分析數(shù)據(jù)同時通報相關(guān)責(zé)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(guān)鍵結(jié)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(zhì)模型,指導(dǎo)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(zhì)量的準(zhǔn)確和合格;
④礦石銷售取樣,2車一個樣,確保礦石在銷售環(huán)節(jié)中的品質(zhì)穩(wěn)定;
⑤采礦完成后取樣,在一采區(qū)采礦完成后,再進行系統(tǒng)取樣,確保不浪費資源。
通過嚴(yán)格的品位控制管理,取得了顯著成效,如SKA在H區(qū)采礦中,開采初期的貧化率持續(xù)在9%的高位,加強品質(zhì)控制后,降到5%以下,并持續(xù)穩(wěn)定。
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(tǒng),將原平面型堆場,改為斜坡形,并多設(shè)排水溝,快速排水;
(3)盡可能避免礦石在開采、運輸、存放環(huán)節(jié)中被雨水淋濕。
礦區(qū)臨近海洋,生態(tài)環(huán)境的保護不僅是企業(yè)的責(zé)任,并倍受當(dāng)?shù)卣兔癖姷年P(guān)注,這關(guān)系著金川在印尼的企業(yè)形象。在環(huán)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(qū)的流水全部引到沉淀池中,廢水經(jīng)三級沉淀變清后,再排放到海中,經(jīng)2年的采礦,礦區(qū)周邊的海水一直保持清澈,對礦區(qū)周邊的珍珠養(yǎng)殖和漁民作業(yè)沒有造成負面影響。
(2)植被恢復(fù)。有效地將采礦和植被恢復(fù)相結(jié)合。在一個采區(qū)完成采礦后,利用相鄰采區(qū)的廢土對回采區(qū)進行回填,并按嚴(yán)格的規(guī)范種上樹,恢復(fù)植被,見圖6。
圖6 北區(qū)SQ3植被恢復(fù)
WP礦山部在2年的印尼紅土鎳礦采礦實踐中,堅持科學(xué)求實、吃苦實干的“金川精神”,從采礦實踐中學(xué)習(xí)知識,從工作總結(jié)中積累經(jīng)驗,逐步完善科學(xué)規(guī)范、實用有效的紅土鎳礦開采工藝技術(shù)和管理流程,為金川在印尼紅土鎳礦的戰(zhàn)略發(fā)展盡微薄之力。