某露天缓倾斜矿体开采方案优化.pdf

第 1 3卷第 6 期 2 0 1 5年 1 2月 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i n e e r i ng 1 3 矿 物开采 某露天缓倾斜矿体开采方案优化 张孝 国 首钢通钢集团板石矿业公司井下矿 ，吉林 白山 1 3 4 3 0 0 摘要 通 过对某露天缓倾斜矿体 开采 方案优化 ，确定 了最佳开采方案 。该方案不仅能降低矿石 的损失 、 贫化指标 ，为露天铲装作业创造条件 ，而 且使 矿岩互混率大幅降低 ，提高 了产 品质量 。 关键 词 缓倾 斜矿体 ；采矿方法 ；出矿 品位 ；方案 优化 中图分类号 T D 8 0 4 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 1 5 O 6 一O O 1 3 一O 2 0 引言 通钢集团板石矿业公司是集露天开采与井下开 采为一体的矿山 ，原有露天采场 3 个 ，其 中南北露 天采场已闭坑转为地下开采 ，现 只有西露天一个采 场在进行露天开采 ，由于矿产资源有 限，该采场设 计服务年限至 2 0 0 7年结束。而该采场矿体多为缓 倾斜矿体 ，倾角一般约为 4 2 。 。 因地质地形条件等原因所致 ，当开采方向由矿 体下盘向上盘推进时，由于缓倾斜矿体 的逆 向开采 由下盘向上盘推进 ，使采矿形成的台阶坡面倾角 与矿体倾角成反向交叉状态 ，从而使矿、岩互混率 达到最大值 ，增加了矿石的贫化与损失，也降低 了 出矿品位。为了更好地 回收矿产资源，增加矿山的 服务年限，降低矿石的损失 、贫化 ，提高出矿品位 ， 对缓倾斜矿体的开采 ，必须采取有效的技术措施 。 1 影响 因素分析 由于矿体缓倾斜使采矿台阶坡面角与矿体倾角 相互交叉 ，矿岩互混率较高，导致采出矿石品位降 低 ，因采出矿石品位受混入岩石量和混人岩石品位 的直接影响 ，其出矿品位的计算公式 C C 1 一 P 式 中C 预计 采 出矿 石 品位 ；C 原 矿 石 的 地质平均品位 ；P预计贫化率 ； PQ’ C C’ 1 一K／ c [ QQ’ 1 一 K ] 收稿 日期 2 0 1 5 0 9 1 5 作 者简介 张孝国 1 9 6 3 一 ，男 汉族 ，吉林 白山人 ，首钢通 钢 集 团板石 矿业公 司井下 矿采矿 工程师。 式 中 Q’预计 开采 时将混 入 的夹 石 或 围 岩 的重 量 ；Q 原 矿 石 的 重 量 ；C’ 夹 石 或围岩的地质平 均品位 ；K 预计废石挑选 率 ，其 中 KK ’／ Q’ ，K’为 预计 可 能挑 选 出来 的废 石 重量 。 以上 Q与Q’根据地质图件上资料 ，用储量计 算的方法求得 ；C与 C 根据原矿石和夹石 或围 岩化学取样资料求得 ；K 一般 根据本矿 中经验 数据确定。 从出矿品位和贫化率计算公式可以看 出，采出 矿石 品位与贫化率成反 比，即贫化率越高，出矿品 位越低 ，而贫化率与岩石混入率及围岩品位密切相 关 。当矿石中混入岩石较多 ，且岩石品位很低时 ， 贫化率就越大。矿岩互混面积可根据开采 台阶坡面 角和矿体倾角在剖面图上求得 。从 图 1 一a 、I b 上 可清 楚地 看 出矿岩互 混 的面 积实 际上也 就是 三角 形面积，采矿 台阶的变化 ，矿岩 互混面积 随之变 化 ，也就是说互混率的大小，取决于互混面积。理 论 平均 互 混 量 三 角 形 的 面 积 为 1 ／ 2 底 高 ，具 体计 算 公式 △ ABDi ／ 2 口 一6 h一1 ／ 2 一t g a ／ t g a t g fl 式 中口一h ／ t g a ；b h ／ t g fl ；a 矿 体倾角 ，此 取 4 0 。 ； 台 阶坡 面 角 ，此取 7 0 。 ； 1 ／ 2 梯 段高度 ，即矿石损失高度或岩石混入高度 。 由于矿体倾角和台阶坡面角不变 ，高度减少一 半的同时底边长也相应减少 ，根据计算 ，这时的面 积仅 占原面积 的 1 ／ 4 。而矿、岩接触 面分矿体上 、 下盘 ，同一 台阶矿岩接触面两次遇到类似问题 ，即 矿 、岩互混在同一平盘同一矿体有两次机会 。根据 l 4 矿 业 工 程 第 l 3 卷第 6 期 以上公 式 中给 出 的数据 计 算 ，当 台 阶高 度 为 1 0 m 时岩石 矿 石 混 入 量 为 l 0 ． 3 2 m。 ，当 台阶 高 度 为 5 1 -1- 1 时岩石 矿石 混 入量 为 2 ． 5 8 m ，这 就是 缓倾斜矿体损失贫化指标大的直接原因。为了尽量 降低 矿石 的损 失 、贫 化 指 标 ，提 高 原 矿 产 品质 量 ， 对缓倾斜矿体的开采必须采取相应的解决方法。 2 技术措施 改变开采顺序，使之由下盘向上盘开采变 为 由上盘 向下 盘开采 。 在矿 岩接触 段改 变 台阶 高度 ，变 1 0 r n为 5 m、1 0 i n混 合开 采 如 图 1 一c 、1 一d 。 在矿 岩接触 带 ，不 得 实 施 压碴 炸 破 ，即 当爆 破结 束后 如 图 1 一c ，进行 铲 装作 业 ，将 作 业 面清 理 干 净 如 图 1 一 d ，再 进 行 下 次爆 破 作 业 。 以免 采下 矿 、岩互混 。 a ． 1 0 m台阶矿石接触带 b ． 5 in 台阶矿石接触带 曩 囊 蘸f 鞣 矿 石 ≥ ‘ 或岩石 j e ． I O m及5 m 分段开采矿体 d ． 与图c 对应 的矿体 下盘 上盘方向作业状况 方向作业状况 图 1 缓倾斜矿体矿石接触带矿岩 互 混 状 况 及 台 阶划 分 示 意 图 小 台 阶宽度 可根 据 矿 体具 体 倾 角 的变 化 ， 以损失 、贫化 最 小 ，技 术可行 ，凿 岩作 业方便 为依 据 进行 确定 。 一一 台 阶 变 小 后 ，凿 岩 可 用 小 型 钻 机 ，如 C TQ 8 0型轮胎式露天潜孔钻 等。由于小 台阶的应 用 ，不可避免地要用电铲进行作业面清理 ，使电铲 进行较频繁 ；小钻需增加作业人员 ，但这些与该方 案 的经 济效 益和提 高产 品质量 相 比是微不 足道 的 。 3 结语 采 用小 台 阶爆 破作 业方 案虽然 能够较 好地 改善 矿石 的损失 、贫 化指标 ，获 取理想 的矿 石 品位 ，但 其不 能发挥 矿 山大型设 备 的优势 ，不 能适应 大型矿 山 的生产需 要 。因此 不能应 用于 大型矿 山的正常 生 产 。而采 用高 台 阶方 案 虽然 能 够 满 足生 产 的 需要 ， 且能充分发挥大型设备效率 ，但对于缓倾斜矿体而 言 ，特别是薄矿体 ，其产品质量差 ，矿石损失 、贫 化 指标 高 ，不 能满 足产 品质量 要求 。 由于两种 方案 各有 利弊 ，综合 比较 及分析 ，在 矿岩 接触带 实施 分 台阶，高 、低台阶联合开采的方案不管是从生产的 接续还是产品的质量要求上来考虑都是合理的 ，而 且 技术上 也是 可行 的 。两 种方 案优势 互补 ，既 满足 了生产 中的 设 备 与 生 产 的需 要 ，又 提 高 了 产 品质 量 。 采 用该方 案 ，不 仅 能 降低 矿 石 的损 失 、贫 化 ， 提高原矿品位及矿石回收率，为露天铲装作业创造 条 件 ，而且使 矿岩互 混率 大 幅降低 ，减少 了运 矿及 废石抛出费用 ，降低了成本。 在实际生产 中，矿体 的倾 角可能 随时都有变 化 ，应根据地质条件变化随时调整小型钻机的凿孔 角度 ，使之与矿体倾角尽量相符，这样就能使该方 案 获得最 佳效 果 。 Opt i m i z a t i o n o f M i n i ng S c he m e f o r Ge n t l y-- i n c l i ne d Or e bo d y i n Op e n Pi t ZHANG Xi a o g u o U n de r gr ou n d M i ne o f Sho ug a ng Tong ga n g Gr o up Ban s hi M i ni ng Co ．，Ba i s ha n 13 4 30 0，Chi n a Ab s t r a c t The o pt i mum mi n i n g s c he me f o r ge nt l y i n c l i n e d or e bo dy i n op e n-- p i t i s d e t e r m i ne d a f t er opt i mi z i ng t he mi ni ng s c h e me ．Th e s c h e me c a n r e d u c e o r e l o s s a n d d i l u t i o n，c r e a t i n g c o n d i t i o n s f o r o p e n p i t d i g g i n g a n d l o a d i n g o p e r a t i o n s ． W i t h t hi s s c h e me，r o c ks a n d o r e s be c ome l e s s mi x e d，a nd t he q ua l i t y o f p r odu c t s g e t s i mpr o ve d ． Ke y wo r d sge n t l y-- i n c l i ne d o r e b od y；mi ni ng me t ho d；pr od uc t g r a d e；opt i mi z a t i o n s c h e me