铜山口铜矿露采降低矿石损失率的精细化管理

朱先艳¹,朱震宇²

                       （1.大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿，湖北黄石435122；

                2.湖北神龙工程测试技术有限公司，湖北武汉430034）

摘要: 2014年以来，铜山口铜结合生产实际和矿石损失现状，大力宣传降低矿石损失意义、合理布置生产探矿工程，提高炮粉取样精度、在矿岩接触带上实行分穿分爆分铲分装分运、破坡回填、建设超低品位矿石堆场，开展矿产综合利用，节约矿产资源等精细化管理后，降低矿石贫化，最大限度利用有限矿产资源，延长矿山企业生产服务年限，提高矿山经济效益和社会效益，保护了生态环境。

关键词：矿石损失；可持续性；精细化；生态环境；服务年限

大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿（以下简称铜山口铜矿），是大冶有色金属集团控股有限公司下属主力生产铜精矿产品矿山之一，位于大冶市陈贵镇铜山口村，大冶市城区西南约18km,距新下陆总部29km。1958年露天开始筹建,1979年完成露天基建剥离，于1984年5月正式投产，至今已有三十多年开采历史。先后经过小露天、Ⅱ号矿体北扩、深部开采工程等三个发展阶段，矿山露天开采建设规模为采选综合能力990Kt/a，选厂经过多次磨浮设备更新改造后，现采选生产能力为1300Kt/a，主产品为矿山铜，年生产矿山铜6000t。现以露天北扩开采为主，深部开采正在基建。小露天开采对象Ⅰ矿体；北扩开采对象Ⅱ号矿体；地下开采对象Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ号矿体。露天开采采用汽车开拓运输，组合台阶^［1］，自上而下分台阶开采，深孔爆破作业。参数为：最终边坡角为46°～50°，台阶高度12m，台阶坡面角65°～70°；YZ－35、YZ－250D型牙轮钻、A7型潜孔钻进行穿孔作业，采用WK-4m³电铲铲装，BCKD-20吨汽车运输。

2013年损失矿石78.9 Kt，资源是有限，损失却惊人。根据大冶有色设计研究院有限责任公司提供的铜山口铜矿2013年底露天可采矿量为：9502Kt，铜金属量49918.8t(包括低品位矿石)。按实际采选综合能力1300Kt/a计算，只能维持7年多生产时间，走可持续发展^［2］矿山，怎样降低矿石损失率，避免有限资源浪费？从表1中可见2013年后，铜山口铜矿采取一系列降低矿石损失精细化管理后，明显降低矿石损失率，最大限度利用有限宝贵矿产资源，延长矿山企业生产服务年限，提高矿山企业经济效益和社会效益，保护了生态环境。

铜山口铜矿近2013～2017年露天开采实际综合地质品位与矿石损失率见表1   

1矿石损失产生原因分析

在矿床开采过程中，由于各种原因（地质条件复杂、采矿方法不当和运输问题等）造成一部分工业储量未能采出以及采下未能全部运出而损失于露天坑或井下，称之为矿石损失^［3］。

1.1矿石损失分类

1.1.1按开采性质分为：开采损失和非开采损失^［4］。

1.1.2按损失合理性分为：合理损失和不合理损失^［4］。

1.1.3按生产阶段不同分为：开拓、采准、切割、采场回采、矿柱回采损失。

1.1.4按采矿方法及其生产工艺不同分为：崩矿（一次）损失、出矿（二次）损失。

1.2按开采性质中开采损失分析铜山口铜矿露天产生矿石损失原因如下：

矿石开采损失分为：采下损失和未采下损失^［4］

1.2.1矿石采下损失

1.2.1.1因矿岩分区分穿分爆措施不当，混入废石造成矿石损失；

1.2.1.2层间矿、夹石等接触带附近围岩在开采时大量混入矿石，废石混入率超标，使这部分矿石不能被利用造成矿石损失；

1.2.1.3处理根底爆破时，矿石飞入围岩范围内造成矿石损失；

1.2.1.4装矿时将极少部分矿石装入废石造成矿石损失；

1.2.1.5运输途中抛洒下矿石造成矿石损失；

1.2.1.6低品位矿石直接当废石造成矿石损失；

1.2.1.7穿孔前平场时，将采下矿石垫在未剥离废石平台上造成矿石损失。

1.2.2矿石未采下损失

1.2.2.1因实际矿体出现延伸按露天开采境界设计而不能开采的造成矿石损失；

1.2.2.2开采时出现滑坡等地质灾害而不能开采的造成矿石损失。

2降低矿石损失率精细化管理

2.1采取电子显示屏、广播电视等多种形式大力宣传降低矿石损失的意义，引起职工高度重视。

2.1.1根据现采选生产能力为1300Kt/a，Cu综合地质品位0.58%，Cu回收率84%，矿山Cu按大冶有色内部价3.7万元/t；Ag地质品位4.4 g.t^-1，Ag回收率35%，矿山Ag 按大冶有色内部价2300元/Kg。计算矿石损失率下降1%，能多回收矿山Cu：63.336 t，多回收矿山Ag：20.02Kg,能增加总产值238.95万元；

2.1.2矿石损失意味采出矿石减少，势必增加单位矿石基建成本。

2.1.3矿石资源损失严重污染矿山企业内部和周围外部环境。有品位矿石当作废石运到露天排土场经风吹雨淋，风化氧化溶析流入河流湖泊和浸入地下，污染工业和民用水源^［3］，直接威胁周围农田作物和河、湖、池塘生物、山坡植被的生长，破坏生态环境。

因此在矿山开采中要最大限度降低矿石损失率，是铜山口铜矿处僵治困的行之有效举措之一。

2.2组建降低矿石损失率技术攻关小组，建立健全矿石损失管理制度体系。铜山口铜矿从2015年初组建降低矿石损失率技术攻关小组来，每年要求矿石损失率下降，建立储量台帐、矿石损失率台帐、规定计算方法、提供地质平面图等基础资料，技术中心负责制定矿石损失管理制度、流程、监督分析执行情况和考核绩效，露采车间管理技术人员现场跟踪和反馈矿石损失信息。建立健全矿石损失管理制度体系是降低矿石损失率基础工作。

2.3 合理布置生产探矿工程，提高炮粉取样精度，是降低矿石损失率的关键工作。YZ-35型牙轮钻、A7型潜孔钻是铜山口铜矿生产探矿主要设备。Ⅱ号矿体分支复合、尖灭再现^［3］较多，生产探矿布置合理，生产矿量计算准确，为编制季月度生产作业计划、矿石质量和储量平衡管理提供可靠地质资料^［5］。生产探矿设计时，厚大矿体用YZ-35型牙轮钻探矿，网度10～12.5 m×25m；两端尖灭矿体且厚度≤8 m时，用A7型潜孔钻单孔探矿，间距12.5～25m。一般间隔全炮孔十字取样，每个炮粉重量不少于2kg;当分支、夹石均多时，夹石高度≤2 m时，有矿段连同中间夹石炮粉只取一个样；夹石高度＞2 m时，分二个取样，并做好矿段高度记录，每个炮粉重量不少于1.5kg。根据炮粉取样化验结果，在每个台阶地质平面图上二次圈定矿体，计算块段品位、矿量，指导现场生产技术服务。

2.4在矿岩接触带上实行分穿分爆分铲分装分运^［5］是实施降低矿石损失率精细化管理具体措施。根据二次圈定矿体每个台阶地质平面图，摸清台阶矿体产状、走向、倾向、倾角、厚度。在未穿孔平台，分区插旗划出矿岩界线，确定开采矿石范围，便于现场布孔穿孔爆破。当开采到矿体上下盘边界或≥夹石剔除厚度2 m时，采用A7型潜孔钻穿孔分爆。若矿体倾角10-59°，具体将12 m台阶上下盘二次穿孔分爆；若矿体倾角≥59°或近似水平时，台阶一次牙轮钻穿孔爆破。爆破时采用孔内微差逐孔松动爆破，为控制飞石危害，一次爆破不超过9个孔。在矿岩接触带上禁止矿废混爆现象，避免矿石混入废石或大量废石混入矿石而造成矿石损失。合理现场施工组织管理是降低矿石损失率重中之重环节。

2.5露采车间管理技术人员在矿岩接触带上爆堆现场上插旗分出矿废分界线，尽量减少矿石混装废石中，排到排土场。

2.6穿孔前平场时，电铲、挖机、推土机司机千万不要将矿石平场在未爆围岩台阶上，亦不要用矿石铺路，以免造成矿石损失。

2.7破坡回填，减少矿石损失。因实际矿体出现少量延伸按露天开采境界设计而不能开采的，为了减少矿石损失，在确保台阶边坡稳定条件下，采取减震光面预裂控制爆破回采矿石，回采矿石后用大理岩回填，压实。

2.8建设超低品位矿石堆场，开展矿产综合利用，节约矿产资源。超低品位矿石主要综合品位在表外矿以下0.2～0.3%废石，2015年为了实现超低品位矿石变废为宝，高效回收利用，在露天采场内非生产区域+14m平台建设超低品位矿石堆场。该堆场面积5500m²，高约12mm，堆至+26m平台的标高，堆放矿石约1320 Kt，作为高品位矿石配矿调节。2015年～2017年铜山口铜矿为大冶市矿产资源节约与综合利用示范项目企业之一，累计实际完成综合利用低品位矿石1354.8 Kt；矿山铜2877.37t，累计实现销售收入约8915.78万元。加强副产品银回收，三年共回收矿山银5856.77Kg, 累计实现销售收入约1347.055万元。三年总计实现销售收入约10562.835万元，实现利润1892.115万元;能延长矿山服务年限1.04年。现已通过大冶市国土资源局验收。

3结论

2014年初到至今铜山口铜矿采取降低矿石损失率精细化管理后，按表1，2014年～ 2018年矿石损失率与2013年分别降低0.15%、0.31%、0.43%、0.47%、0.49%，按当年实际露采生产能力计算，分别节约矿石2.27Kt、3.94 Kt、5.09Kt、5.14Kt、5.78 Kt；分别增加矿山铜10.11t、17.87t、24.37t、24.61 t、28.16 t；分别增加矿山银3.34Kg 、5.93Kg、7.66Kg、7.92Kg、8.90Kg；按大冶有色内部计价，累计增加产值396.71万元，给企业创造一定观经济效益，累计节约矿石22.22Kt，加上实际完成综合利用低品位矿石1354.8 Kt总计利用矿石1377.02Kt；按实际采选综合能力1300Kt/a，可延长矿山生产服务1.06年。2018年初铜山口铜矿与兄弟单位通过对标后，力争三年内矿石损失率降低至4.20%。预计将来给企业带来更大经济效益。

矿石损失率是矿山生产主要技术经济指标之一。降低矿石损失率，就是避免有限资源浪费，合理合规开发、节约与有效综合利用有限矿产资源，延长矿山企业生产服务年限，提高矿山经济效益和社会效益，保护了周围生态环境，为矿山可持续性发展提供了资源保障。这是上级主管单位（部门）每年考核矿山企业主要技术经济指标之一，特别是资源枯竭的老矿山企业，降低矿石损失率尤为重要。

作者简介：朱先艳（1966-），男，汉族，湖北仙桃, 大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿, 高级工程师，采矿工程专业，现主要从事金属矿山开采技术管理工作,邮编:435122。

参考文献

^{［1］王运敏等.现代采矿手册［M］.1版.北京:冶金工业出版社,2012:103-104}

^{［2］胡贵如.降低阶段矿房法采矿损失和贫化指标的实践［J］.采矿技术,2010 ,10(5)期:102-104}

^{［3］解世俊.金属矿床地下开采［M］.2版.北京:冶金工业出版社,2014:16-18}

^{［4］中国冶金矿山企业协会编.冶金矿山地质技术管理手册［M］.1版.北京:冶金工业出版社,2008:162-163}

^{［5］杨言辰等.矿山地质学［M］.2版.北京:地质出版社,2009:71-72，108-109}