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        裕新多金屬礦基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案研究

        2021-12-06 07:02:58白春暉
        采礦技術(shù) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:礦巖選礦廠設(shè)計(jì)方案

        白春暉

        (湖南瑤崗仙礦業(yè)有限責(zé)任公司, 湖南 郴州市 410001)

        0 引言

        為實(shí)現(xiàn)瑤崗仙鎢礦礦區(qū)及周邊社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,開發(fā)建設(shè)的裕新多金屬礦作為瑤崗仙鎢礦的接替礦山,被列為市重點(diǎn)建設(shè)開發(fā)項(xiàng)目。但在 2014年選礦廠基本建設(shè)完成后,因征地費(fèi)用大幅度超投資,瑤崗仙鎢礦出現(xiàn)資金問題,導(dǎo)致該項(xiàng)目停建,企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重,且已建成的選礦廠無礦可選,同時(shí)裕新多金屬礦原基建剝離設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中存在以下難題:①瑤崗仙鎢礦資源好、開采條件簡(jiǎn)單,但林地征用手續(xù)因種種原因辦理難;②原露天基建施工圖設(shè)計(jì)僅僅考慮自上而下進(jìn)行開采,基建剝離以巖土為主,幾乎無原生礦采出,不能滿足選礦廠試生產(chǎn)需要;③初期氧化礦泥化嚴(yán)重,已建選廠難以回收,且難以找到合適的、足夠大的堆場(chǎng)堆存氧化礦;④瑤崗仙鎢礦當(dāng)前現(xiàn)金流動(dòng)緊張,資金要盡量用于關(guān)鍵工程。

        因此,為解決上述問題,滿足選礦廠調(diào)試生產(chǎn)需要,科學(xué)有效地提出露天采場(chǎng)基建推進(jìn)的同時(shí),副產(chǎn)原生礦,提出前2年盡量不采或延后采剝氧化礦的基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,確保露天采場(chǎng)正常采剝和供原生礦需要,形成礦山生產(chǎn)的良性循環(huán),為類似礦山生產(chǎn)及設(shè)計(jì)提供一定的借鑒作用。

        1 開采技術(shù)條件

        1.1 礦體特征

        礦區(qū)在東部、北部以及西部均為高山。露天境界內(nèi)地形最高標(biāo)高732 m,礦體出露標(biāo)高720 m,地形屬較緩地形,平均為20°~30°。表層存在較薄的第四系及風(fēng)化巖石,主要為風(fēng)化殘積物。表土坡積物與礦體風(fēng)化帶界線劃分比較明顯,一般為0~6 m。裕新多金屬礦床呈層狀產(chǎn)出,走向大致 NNE 30°~35°,傾向 SN,傾角為 30°~35°。

        1.2 工程地質(zhì)條件

        白鎢礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,巖石整體完整性較好。露天邊坡上的巖石主要為花崗巖、石英斑巖、輝綠巖等,巖石抗壓、抗剪強(qiáng)度高,巖石致密堅(jiān)硬,巖體穩(wěn)定性好。礦區(qū)內(nèi)斷層主要為NW、NNW。礦區(qū)巖體物理力學(xué)參數(shù)見表1。

        表1 巖體物理力學(xué)參數(shù)

        礦區(qū)內(nèi)巖石可按穩(wěn)固程度分為3組。

        (1)不穩(wěn)固巖組:有氧化巖(土)和礦石。分布于礦體出露部分,氧化深度10~20 m。此類巖(土)和礦石結(jié)構(gòu)疏松、裂隙發(fā)育、濕度很大,易坍塌、崩落,在該類巖石地段采掘時(shí),必須及時(shí)放坡或加固,在含水多,特別是疏松處,需進(jìn)行超前支護(hù)。

        (2)一般穩(wěn)固巖組:有結(jié)晶灰?guī)r及板巖、角頁巖互層2種。根據(jù)地質(zhì)資料,結(jié)晶灰?guī)r在裂隙不太發(fā)育地段,不易發(fā)生坍塌;但在溶洞裂隙特別發(fā)育地段,常發(fā)生大塊陷落現(xiàn)象,為不穩(wěn)固巖性段。在板巖、角頁巖互層巖組中,常見沿層面滑動(dòng)現(xiàn)象,但不嚴(yán)重,采用較稀疏的支護(hù)即可,當(dāng)遇到破碎帶時(shí),應(yīng)及時(shí)支護(hù)。

        (3)穩(wěn)固巖組:有原生矽卡巖及石英砂巖。該類巖石強(qiáng)度大,且裂隙孔隙均不發(fā)育,勘探期間施工的 5、6號(hào)坑均未支護(hù),至今保存完好,但是在破碎帶掘進(jìn)時(shí),則必須注意支護(hù)。

        1.3 水文地質(zhì)條件

        礦區(qū)存在的褶皺構(gòu)造為NE~SW,且具有導(dǎo)水性良好的喀斯特垂直循環(huán)帶。礦區(qū)從未發(fā)生大型山洪、大型泥石流、大型滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。故未來露天采場(chǎng)的主要水源為自然降雨,可利用自流排水。因此,礦區(qū)水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單。

        2 基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2.1 露天邊坡基本技術(shù)參數(shù)

        采用經(jīng)驗(yàn)類比法,結(jié)合國(guó)內(nèi)外礦山開采經(jīng)驗(yàn)以及原基建剝離設(shè)計(jì)方案,對(duì)該露天礦邊坡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),主要技術(shù)參數(shù)見表2。

        表2 邊坡主要技術(shù)參數(shù)

        2.2 基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

        所有的采剝境界方案均在已征地范圍內(nèi),但只有南588 m以上大采境界及北部排土場(chǎng)局部林地征用手續(xù)已辦理好。因此,當(dāng)前的采剝只能在南588 m以上大采境界開展工作。故基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為588 m及其以上標(biāo)高:①南部588~660 m標(biāo)高、3-1-0-2和6號(hào)勘探線間開展基建剝離以滿足生產(chǎn)需要;②北東部540~624 m標(biāo)高、6-8-10-14號(hào)勘探線間開展基建剝離工作。經(jīng) 3DMine建模分析,基建采剝分成3個(gè)境界方案開展施工,由南向北依次命名為南588 m以上大采、北小采、北東部剝離。其優(yōu)化后3DMine俯視圖及征林范圍如圖1所示,3DMine采剝境界剝離前后圖分別如圖2、圖3所示。

        圖1 3DMine優(yōu)化后俯視圖及征林范圍

        圖2 3DMine采剝境界剝離前俯視

        圖3 3DMine采剝境界剝離后俯視

        (1)南588 m以上大采。指露天開采588~732 m,3-1-0-2號(hào)勘探線間礦體,其礦巖采剝量見表3。

        表3 南588 m以上大采礦巖采剝量

        由表3可知,南588 m以上大采采出總礦量為99.26萬m3,約229.23萬t,WO3出礦品位為0.451%,占總的85.1%。且在標(biāo)高672 m以上原生礦與氧化礦體積比相對(duì)較低,氧化礦較多,708 m以上無原生礦開采,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)礦體揭露情況,可進(jìn)一步優(yōu)化減少672 m以上氧化礦的剝離量,以達(dá)到不采或延后開采氧化礦,盡量開采原生礦的生產(chǎn)目的。

        (2)北小采。指露天開采588~624 m,6號(hào)勘探線附近礦體,其礦巖采剝量見表4。

        表4 北小采礦巖采剝量

        由表4可知,礦巖剝離量5.94萬m3。采出總礦量3.96萬m3、WO3出礦品位0.436%,其中原生礦3.74萬m3、WO3出礦品位0.42%,氧化礦0.22萬m3、WO3出礦品位0.78%。剝離巖體1.98萬m3。

        (3)北東部剝離。指對(duì)北東部排土場(chǎng)附近的山體540~624 m標(biāo)高、6-8-10-14號(hào)勘探線間重點(diǎn)開展基建剝離工作,其礦巖采剝量見表5。

        表5 北東部剝離礦巖采剝量

        由表5可知,礦巖剝離量109.38萬m3。采出氧化礦量0.42萬m3、WO3出礦品位0.485%。剝離巖體量109.38萬m3。其中由于氧化礦難選,副產(chǎn)的氧化礦可暫時(shí)留存于排廢的576 m道路周邊平臺(tái),基建期可暫不回采。

        3 優(yōu)化設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

        (1)基建剝離期,氧化礦盡量留存于臺(tái)階,推遲回采或不回采,優(yōu)先副產(chǎn)原生礦以滿足選礦廠試生產(chǎn)需求。

        (2)盡快形成 588 m、600 m、612 m 生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái),確保為選礦廠穩(wěn)定地提供1700~3500 t/d的原生礦,供選礦廠試生產(chǎn)。

        (3)利用新修建的臨時(shí)道路,其余設(shè)備重點(diǎn)轉(zhuǎn)向標(biāo)高624~660 m間開展修建臨時(shí)通行道,鏟裝剝離松散的表土和氧化礦,大部礦巖推排至 624 m平臺(tái)進(jìn)行卡車轉(zhuǎn)運(yùn),形成 624 m、636 m、648 m、660 m平臺(tái)雛形。

        (4)抓緊落實(shí)北東部剝離境界及排土場(chǎng)林地征用手續(xù)的辦理工作,北東部剝離境界下部搶救性開采盡快協(xié)調(diào)停采和完善北部排土場(chǎng)初期壩及防排水措施工程的施工,確保北東部剝離境界剝離和排土的作業(yè)安全,防止?jié)L石、泥石流等災(zāi)害事故的發(fā)生。

        4 結(jié)論

        本文結(jié)合瑤崗仙裕新多金屬礦地質(zhì)地形資料以及原基建剝離設(shè)計(jì)方案,為滿足已建成選礦廠調(diào)試生產(chǎn)需要和解決氧化礦難以選別及無合適堆場(chǎng)堆存問題,提出露天采場(chǎng)基建推進(jìn)的同時(shí),優(yōu)先副產(chǎn)原生礦,而氧化礦盡量留存于臺(tái)階,推遲回采或不回采的基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,可為類似礦山提供一定的借鑒作用。并得出以下結(jié)論。

        (1)優(yōu)化后南588 m以上大采境界位于征地、林地使用范圍內(nèi),比原南588 m以上大采境界少采原生礦3.03萬m3,少剝離氧化礦5.73萬m3,少剝表土4.12萬m3。顯著減少了表土與氧化礦的剝離量,降低剝離標(biāo)高32 m,利于邊坡的整體穩(wěn)定性。

        (2)在北東部剝離時(shí),氧化礦可暫時(shí)留存于排廢的576 m道路周邊平臺(tái)。

        (3)該基建剝離優(yōu)化設(shè)計(jì)方案充分考慮了風(fēng)化成土、含泥高的氧化礦難以選別,且難以找到合適的、足夠大的堆場(chǎng)堆存氧化礦的生產(chǎn)難題,可優(yōu)先生產(chǎn)原生礦80萬t,以滿足選礦廠試生產(chǎn)。

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