我国有色金属矿山露天开采发展概况及其前景.pdf

一 自目‘泊 我国有色金属矿山 露天开采发展概况及其前景 吕颖魁 一 、 概况 建国初期 , 我国只有为数不多的有色金 属矿山 , 几乎全是坑内开采 , 仅有个别矿山 用人工露天开采矿脉的露头 。 从第一个五年 计划开始 , 陆续建设 了一批正规设计的机械 化开采的露天矿山 , 到五十年代末 , 先后建成 投产的有山东铝厂津水露天矿 、 铜陵铜官山 露天矿 、杨 家杖子松北露天矿 、 白银公 司露天 矿以及郑铝小关露夭矿等露天开采的矿山 。 这些露天矿的建成投产 , 使我国有色金属露 天开采的比例达到左右 。 在六十年代至 七十年代 , 又陆续建设了金川 、 德兴南 山 、金堆城 一期 、铜陵铜 山 、大冶 铜录山 、 郑铝洛阳铝矿 、 山东铝厂阳泉矿 、 盘石 、 石 篆 、 宝山等一批露天 开采的矿山 。 但 铜官 山 、 伴水 、 松北 、 铜山等一批老的露天矿先 后采完闭坑 , 生产能 力消失 , 因此进人八十 年代 , 我国有色金属露天开采的 比例仍只占 左右 , 卜升不快 。 据统计 , 我国历年有 色金属露天 开采的 比例如下表所示 。 有色金属矿山露天 开采比宜附表 咖 年份 ⋯⋯ 坐 露天开采比霓 纵观我国有色金属矿 山露天开采 的发展 历史及 目前生产的现状 , 可以归纳以 下几个 特点 , 小型矿山居 多 , 大型矿山较少 。 有色金属露天开采的规 模大都在日出矿 吨 以内 , 超过吨的只有白银 、 金川 、 德 兴 、 金堆城 。 最大规模也只有万吨白银 、 德兴 。 铜 、 铝 、 镍 、 相四个品种露天开采 的矿山居多 。 据统计 , 四个品种露天开采所 占的比例分别为铜 , 铝不 包括石灰石 , 镍 , 铂 。 平均剥采比较小 。一 般为米 ” 米 ” , 个别矿达到米 ” 米 “ 以上白 银二号露天采场及郑铝小关矿等 , 也有小 于米 ” 米 “ 的金堆城铂矿 。 开拓运输方式几乎全都是汽车 运 输 。 只有个别矿山金川在露天采场 上部 台阶的剥离中采用过蒸汽机车运输 。 服务年限不长 。 一般只有 、 年 , 个别大型露天矿达到年以上白银一 号露天采场 、 德兴 、 金堆城等 。 我国有色金属露天矿的生产实践 , 充分 体现 了露天开采的优 越性 。 与坑内开采比 较 , 露天开采除了劳动条件好 , 作业安全 , 机械化水平高 , 劳动生产率高以及管理方便 等优点外 , 最突出的优 点有两条 一是生产能 力有保证 。 已投产的露天矿 除特殊原因如限产外 , 几乎都达到并超 过 了原设计的规模 。 有的露天矿生产水平超 过设计能 力的以上 , 共至超过一倍 。 白 银一 号露天采场设计规模为日出矿屯 , 实际最高年平均日出矿达到万吨 铜官山 露天矿设计规模为日出矿吨 , 实际最高 年平均日出矿达到吨金川露天矿设计 规模年出矿万吨 , 实际最高年出矿 量达 到万吨以上 德兴南山露大采场原设计规 模日出矿 卿屯 、 目前实际 生产能力已达到 ,‘ 日出矿万吨以上 , 由于选矿能力不够 , 生界内的表内矿石量都采出来 , 也可以将采场 产水平只保持在万吨左右 。 经过对选厂的境界 内的表外矿石和零星小矿体开采回收 。 改造扩建 , 矿山的综合生产能力可达到日采既然露天开采有这些突出的优点 , 因 选矿石万吨 。 露天采场改用大型 设此有色金属矿山采取优先发展露天开采的技 备之后 , 采场的生产能 力还可达到日出矿术政策是十分正确的 , 完全必要的 。 凡是有 万吨以上 。 而年以来建成投产的坑内矿可能采用露天开采的矿山 , 经过技术经 济比 山 , 除红透山 、 柴河 、 凤凰 山 、 黄沙坪等少较和论证 , 在经济效益与坑内开采 比较相 数矿山达到过设计规模外 , 绝大多数矿山达差不大 , 甚至略低于坑内开采方案 , 都应当 不到设计能力 , 有的矿山如大姚牟定 、东 乡 、 优先采用露天开采方案 。 翼蒙鬓器馨黑暮黯 补 二 、 经验 教 训 能力的一半 。 大冶铜录山矿的坑内开采和露我国有色金属矿山露天开采三十五年有 天开采同时建设 , 设计规模各 为吨了很大发展 , 取得了不少成绩和经验但在 日 , 露天采场在投产后即达到设计能力 , 生露天开采 的发展过程中 , 也经历过一些曲折 , 产比较正常 、稳定, 成为大冶有色金属公 司的走过一段弯路 , 应当吸取教训 。 主力矿山 , 而坑内开采部分 的生产水平只有有些矿山本应采用露天开采 , 但因 吨日 , 最高也只有吨当时的露采设备及燃料供应不足或地质勘探 日 左右 。 当然 , 坑内开采矿山达不 到设计不够等多方面的原因 , 在建设时采用 了坑内 能力的原因是多方面的 。 但同期建成投产的开采的方案 , 投产后长期达不到设计能力 , 坑内矿山和露天矿山比较 , 大多数坑内矿山或 由于其他原因 , 不得不改回露天开采 , 造 达不到设计能力 , 露天矿山都能达到并超过成重复性的投资 。 设计能力来看 , 露天开采在保证矿山生产能白银露天矿二号露天采场原设计是露天 力方面确实显示了它的优越性 。 开采 , 年进行了抛掷 大 爆破 , 二是贫化率和损失率低 , 可以充分利用年完成了基建剥离量多万米 “, 由于 地质资源 , 发挥经济效益 。 我国有色金属露当时露采的设备特别是 自卸汽车不足 , 为集 天开采矿山的贫化率和损失率一般只有中运输力量保一号露天采场的生产 , 年 , 大大低于坑 内开采 的贫 化率和 损失决定将二号采场改为坑内开采 , 设计规模日 率 。 由于采矿技术和管理方面的原 因 , 我国出矿吨 , 基建时间 年 , 基建投资花了近 有色金属矿山坑内开采的贫化率和损失率都万元 , 年投产以后 , 实际生产水平 比较高 , 是一个带普遍性的问题 , 也是影响只有吨日 。 由于坑 内开采生产事故多 , 矿山经济效益的大问题 , 特别是采用中深孔产量上不去 , 贫化损失大 , 以及 因矿石种类 崩矿的分段和阶段崩落采矿法 , 贫化率和损多 , 坑内开采难以分采等原因年以后 失率都高达个别矿山如 白银小铁露天开采的设备及燃油供应条件好转 , 山矿采用无底柱分段崩落采矿法 , 贫化率高年又决定将号采场恢复露天 开采 , 重新 达 , 损失率达 乡采用浅孔 开始基建剥离 , 于年月正式投产 。投 产 留矿和水平分层尾砂或水砂充填采矿方法的以后 , 生产一直稳定 、 正常 。 生产水平超过 矿山 , 尽管贫化率有所降低 , 但矿柱矿量的设计能力的以上 。 铜陵铜山 矿铜山 区 损失是很高的 。露天开采 的矿山 , 不仅贫化率年开始设计时 , 采用露天开采方案并完 和损失率低 , 而且 丁 以将设计圈定在采场境成了初步设计 , 由于 当时露采 设备 供 应困 油 舀曰自亩曰‘‘‘‘‘白‘‘‘口‘“‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 一 曰 曰 一 曰 难 , 年以后改为坑内开采并进 行了建 设 。 铜山矿铜山区坑内开采于年月建 成投产后 , 因采用有底柱中深孔崩落法技术 不过关 , 事故多 , 产量上 不去 , 生产很 被 动 。 年月 日又发生地表黄泥巴从 崩落区灌人坑内埋死人的恶性事故 , 年决定重新改为露天 开采 , 露采的设备是 由铜官山露天矿逐年调过来的 , 经过近年 的基建剥离 , 年月正式投产 , 设计规模 日出矿吨 , 实际平均日出矿达到吨 最高达到吨 。 实践证明 , 铜山矿铜山 区原设计采用露天 开采方案是正确的 , 年决定重新改为露天开采也是完全正确的 。 大冶丰山铜矿南缘在年设计时采用 坑内开采无底柱分段崩落采矿法 , 年投 产后 , 因西部的矿石及围岩破碎 , 坑道难以 维护 , 采矿贫化损失高 , 以及经过补勘后上 部矿体的矿量增加 , 年决定进行技术改 造 , 将南缘西部改为露天开采 , 设计规模日 出矿吨 , 基建剥离万米 “, 平均 剥采 比米 “ 米 “ , 去年已建成投产 , 预计日 出矿能力可达到吨以上 , 它将对 提高丰 山铜矿的产量和经济效益发挥积极的作用 。 铜录山矿 、 号矿体原为坑内开采 , 长期 达不到设计能力 , 矿量损失大 。 年月 总公 司在铜录山召开二期工程技术论证会 , 决定改为露天开采 , 并连 同 、 号矿体露 天采场的扩帮延深工程一并进行大露天开采 的设计 。 铜陵凤凰山矿于年引进瑞典设备进 行坑内开采的设计和建 设 , 未做露天开采方 案的比较 , 投产以后也达 到了原设计出矿 吨的规模但在一米中段以上 留下二 百多万吨矿量的矿柱 , 从坑内已无法回收 , 需要重新建设露天矿山 , 回收这些矿石 。 我国有色金属露天矿山过去在设计 上 , 一般采用露天采矿成本和坑内采矿成本 比较来计算经济合理剥采比 , 并以露天开采 的境界剥采比小于经济合理剥采比为原则 , 确定露天开采的境界 , 用这种方法计算的经 济合理剥采比一般为米 ” 米 “ , 个别矿 山达到米 “ 米 ” 。 以这种方法确定的露 天开采境界 , 一般是偏小的 , 因为它没有考 虑贫化率和损失率在露天开采与坑内开采方 案比较中的影响 , 以及 由于贫化率和损失率 不同而产生的对选矿和冶炼过程中总的经济 效益的影响 , 特别是对金属品位高 、 价值大 的矿山 , 这种影响也会更大 。 白银露夭矿在 原国外设计中没有记载境界剥采比的计算 , 设计中采用的境 界剥采比为米 ” 米 ”, 比国内其它矿山设计计算的经济合理 剥采比要高得多 。 然而由于白银矿石品位较 高 , 按米米 ” 的境界剥采比圈定 的露天采场也还是偏小的 , 以致在露天矿开 采后期 , 为延长矿山寿命 , 不得不进行扩帮 延深 。 大冶铜录山矿 、 号矿体露天采场 在开采后期 , 为延 长露天采场服务年限 , 也 进行了扩帮延深 , 而且扩帮延深的经济效益 是好的 , 说明原设计的露天开采境界是偏小 的 。 在确定露天开采境界的问题上 , 许多从 事露天开采设计和生产的专家已做过不少的 论述 , 也有的 司志提出在有色金属矿露天开 采设计中 , 应综合考虑采矿 、 选矿 、 冶炼的 综合经济效益 , 并以此来计算经济合理剥采 比 , 以便把露天开采的境界确定的 更加 合 理 , 更充分地发挥露天开采的优 越性 。 在有色金属露天矿的设计和 生产 中 , 对生产的主体工程和主要设备比较重 视 , 而对配套 的辅助工程和辅助设备 , 则往 往不够重视 。 譬如 , 在露天采场装载工作面 上 , 国外矿山有的一台电铲要配一台推土机 , 进行场地的平整工作而我国露天矿不仅做 不到一台电铲配备一台推土机 , 甚至几台电 铲也配不上一台推土机 , 因此场地 坑洼不 平 , 汽车行车困难 。 又如 , 国外露天矿山 很重视道路的建设和维护 , 以提高汽车的效 率 。 而我国露天矿山的道路等级偏低 , 维护 工作又跟不上 , 大大地影响 了汽车效率的术 ‘ 它 挥 。 据统计 , 在十多个有色金属露天矿中 , 除白银公司和 山东铝厂由于汽车维修能力较 强 , 露天矿的汽车出车率能达到外 , 大多数露天矿的汽车出车率只有 , 有的甚至还达不到 。 我国有色金属露天矿基本是采用穿 孔机穿孔 , 电铲装载 , 汽车运输的单一的开 采工艺 。 这种工艺对有些露天开采的矿山效 率不很高 。 如 , 我国的铝矿多数是缓倾斜层 状矿床 , 矿体厚度不大 , 覆盖岩层一般也比 较松软 , 因此对铝矿的露天开采 。 应当根 据铝矿的地质条件 , 研究和采用合理的开采 方式 , 选择适合的开采设备 , 对厚度不大的 松软的表土层 , 采用拖拉铲运机和推土机联 合的方式进行剥离对厚度较大的松软的表 土层 , 采用斗轮式电铲和皮带运输机进行剥 离 。 有些矿山在采空区内允许建立内部排土 场 , 减少排土场占地面积 , 也可采用斗轮式 电铲和排土桥联合开采的方案剥离表土 , 进 行内部排土 。 总之 , 应当根据矿体的埋藏条 件和覆盖层的物理机械性质 , 选择合理的开 采方式和适 当的设备 , 以提高露天开采的经 济效益 。 有色金属露天矿山的接替问题 。 我 国有色金属露天矿山 , 多数是规模小 , 服务 年限短 。 五 、 六十年代建成投产的露天矿 , 大多数已经采完闭坑 , 服务年限最长的 白银 一号露夭采场也只有年 , 到去年六月初闭 坑 , 最短的铜陵铜山露天采场 , 只生产了 年 , 露天矿闭坑后都有个生产接替问题 , 有 的要转人井下开采 , 有的要建新的露天矿接 替 。 特别是铝矿山 , 露天开采的规模更小 , 服 务年限更短 , 接替更为频繁 , 据山东铝厂统 计 , 该厂自年以来 , 共开采大小露天矿 区个 , 规模万吨年 , 服务年限 年左右 , 已先后闭坑的有个矿区 。 目前 , 田庄露天矿即将采完 , 需建设湖田露天矿接 替 。 郑州铝厂洛阳铝矿的 、 号矿体露天 采场也将采完 , 需建设号矿体露天采场接 替 。 这两个露天矿的接替工作 , 已由生产维 简资金作了安排 。 还有一些规模较大 , 投资 较多的接替工程及露天转井 下工程 , 其工程 性质属基本建设 , 应由基建投资安排 。 如磐 石镍矿和宝山铜矿 , 这两个露天矿都只能生 产到年前后就要闭坑 , 露天转地下工程 都要及早安排 。 三 、 有色金属矿 山露天 开采的前景 为发展 我国的有色金属工业 , 根据我国 有色金属资源的特点 , 总公司提 出优先发展 铝 , 积极发展铅锌 , 有条件地发展铜的方针 和大矿大开 , 优先发展露天开采的技 术政 策 , 逐步提高露天开采的比重 , 不仅是必要 的 , 而且是可能的 。 首先 , 我国铝矿资源丰富 , 为优先发展 铝提供了有利条件 , 而铝矿大 多数是露天开 采 , 目前露天开采的比重约占不含石 灰石矿 。 由于民采铝矿石 的质量好 , 品位 高 , 各铝厂大量收购民采矿石 , 压缩 自产矿 石 , 致使有的露天开采的铝矿山生产能力没 有充分发挥出来 。 近几年铝矿的露天开采的 实际比例只占 。 加上民采矿石则露 天开采比重可达到以上 。 根据有色金属 “七五” 规划的要求 , 到年铝的产量将 增长倍 , 氧化铝的产量将增长倍 , 相 应的 , 铝矿石的产量也将增长近倍 。 实现 这个规划 目标 , 一方面要贯彻小矿放开的方 针 , 在统一规划 , 统一管理 , 统一收购的前 提下 , 大力发动群众开采小而富的分散矿 体 , 增加铝矿石原料的供应另一方面 , 要 贯彻大矿大开的方针 , 新建和改造大型骨 干矿山 , 如山西 、 河南 、 平果等铝矿 , 而这 些新建的铝矿基本上都是露天开采 。 预计到 年铝矿石露天开采的比重将达到以 , 由于铝矿石露天开采缝的增加 , 将对 提 高有色金属露天开采比重起重要作川 。 】 州月 一一 一一 , 关于经济合理剥采比的计算方法 马鞍山钢铁学院顾顺 马鞍山钢铁设计研究院吴洁爱 需要进行露天开采 的矿山 , 在做矿 一 山 开 采设计时 , 需要确定经济合理 的露夭 开采境 界 。 经济合理 剥采比就是确定露天开采合理 境界 , 衡量开采经济效益 , 贯彻 “优先发展 露天开采 ” 技术经济政策的一个重要技术经 济指标 , 也 是矿山开采设计中的一个基本理 论问题 。 它 的正确 与否 , 它 是否能客观地反 映矿山开采中的实际情况 , 主要决定于其计 算方法 。 科学地针算经济合理剥采比 , 对提 高矿山素质 , 提高经 济效 益有重要意义 。 经济 合理剥采比 , 在不同情况下它是一 个变量 , 影响它 的因素较多 , 在计算方法中 应予以考虑 , 以便使计算结果更 加准 确 。 根据冶金系统矿床特点 , 对不同的矿床应采 用不同的计算方法 , 现分述如下 一单一矿物金属矿床单一矿物金 属矿床 , 包括黑色金属 、 有色金属等 。 此种 矿床含有一种具有开采价值的金属矿物 , 其 矿 ‘ 床赋存条件可用露天与地下两种开采方法 联合开采 , 此时可用下式计算经济合理剥采 比 夕〔专一, ’ 一刃一 ’ 〕 斤 式中 一一经济合理剥采比 , 米 ” 米 ” 令、,月 ,、口、。,、,曰、, , ‘,闪卜‘,口 、口口吸母 , ,口,, , ,‘ 、 曰, 如 ,勺口曰卜月勺今、曰与、 、 曰口、, 其次 , 是积极发展铅锌 , 目前我国的铅 锌矿基本卜都是坑内开采 , 只有个别矿山露 天开采砂矿 。 “ 一 匕五 ”期 间规划建设的厂坝铅 锌矿吨 日投产后 , 铅锌矿 露夭开 采的比重也将达 到以卜 。 第三 , 在铜的开采方面 。 去年已建成的 永平铜矿万吨 日 , 铜 山口铜矿吨 日 , 德兴铜矿的挖潜扩建扩建工程万 吨 日 等几个露天矿山投产后 , 铜矿石露 天开采的比重将 由提高到以 上 。 在 “七五 ”期 间 , 贯彻大矿大开的方针 , 德兴铜矿通过新建和技术改造 , 日出矿达到 万吨以上 , 大冶铜录山大露天建成投产 , 铜山 口和丰山露天采场进行改造扩建 , 到年 铜矿石露天开采的 比重将达 到以上 。 第四 , 金堆城钥矿二期工程建成投产后 , 露夭开采矿石的产量将达到万吨 日 。 铂矿的露天开采比重将由目前的提 高到以上 。 金川露天矿已采完闭坑 , 目前只剩下三 角矿柱进行露天开采 , 能力已由原年出矿量 万吨 , 降到万吨 。 磐石镍矿将于年 前转入坑内开采 。 因此 , 镍矿露天开采的比 重将随之下降 , 预计到年镍矿露夭开采 的比重将 由目前的 , 下降到左 右 。 总之 , 由于铝矿 、 铅锌矿 、 铜矿和钥矿 露天 开采量的大幅度增加 , 到年实现有 色金属工业总公司在 “七五” 规划中提出的 有色金属露天开采矿石量的比重将 由目前的 提高到一半或一半以上是完全可能的 。 有色金属矿山在生产作业 上的这个变化 , 将 对有色金属矿山积极采用先进技术 , 赶世 界先进水平 , 发挥我国有色金属的资源优势 起重要的作用 。