延长铜山口矿露天采场服务年限的途径.pdf

2 0 0 2年 1 0月 第 3 1卷第 5期 有色 矿 山 Non f e r r ou s M i n e s 0C t ． ． 2 00 2 V01 ． 31 No． 5 延长铜 山 口矿露天 采场服务年 限的途 径 许 本 法 大冶有色金属公司技术中心，湖北 黄石 4 3 5 0 0 5 【 关键 词 】露 天开 采 ； 服 务年 限 ； 开 采标 高 ； 贫铜 矿 [ 摘要 】论 述 了延 长铜 山 口矿露天 采 场服 务年 限 的必 要性 ， 探 讨 了通过 延深 最终 开 采标 高 、 处理 堆 场贫铜 矿 、 回收挂 帮 矿量等 途径 以达 到 延长 露采 服务 年限 目的的可 行性 。 [ 中图分类号】TD 2 1 7 [ 文献标识码】B [ 文章编号 】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 5 0 0 1 8 0 3 Th e wa y t o i nc r e a s e o pe n pi t S s e r v i c e l i f e o f To ng s ha nk ou Co ppe r M i ne XU Be n f a Da y e No n f e r r o u s Me t a l s C o mp a n y ，Hu a n g s h i 4 3 5 0 0 5 ，C h i n a Ke y wo r dsop e n pi t ；s e r vi c e l i f e；mi ni n g e l e va t i o n；l e a n c o pp e r or e Ab s t r a c tThi s a r t i c l e pr e s e nt s t h e ne c e s s i t y t o i nc r e a s e o pe n pi t S s e rv i c e l i f e o f Ton gs ha n ko u Cop pe r M i n e．The f e a s i b i l i t y o f i n c r e a s i n g o p e n p i t S s e r v i c e l i f e b y d e e p i n g t h e f i n a l mi n i n g e l e v a t i o n ， t r e a t i n g l e a n c o p p e r o r e i n t he pi l e s ， r e c ov e r i n g s t o pe s i de or e i s di s c u s s e d． 1 日 lJ吾 铜 山 口矿是大冶有色金属公 司所属 的露天生产 矿 山， 原按长 沙有色 冶金设计研究院提 出的“ 露采境 界分 期实施方案” 组 织生 产。该方 案 的采 场境界 特 征 及最终边坡构成要 素见表 1 、 表 2 。 露天采场 目前 已开采 到 1 4 m 台 阶， 设计境 界 内还 保有地 质储量 5 0 0万 t ， 按现 有生 产规 模， 还 可 生产 6年左 右。 表 1 露 天采 场境 界特 征 采 场标 高 m 最 高 1 1 0 境界地 表最大 长度 7 5 0 封 闭圈 5 0 J j ／ m最大宽 度 6 6 0 坑底 一5 8 最小宽 度 3 0 0 采场边 坡 山坡 部分 6 0 境界坑底最大 长度4 0 0 高度／ m 凹 陷部 分 1 0 8 尺 寸／ m 最大宽 度4 5 总体最 大 1 6 8 最小宽 度 2 O [ 收 稿 日期 】2 0 0 2 0 7 0 8 [ 作者 简介 】许 本 法 1 9 6 8一 ， 男， 湖北 省潜 江 市 人 ， 高 级 工 程师 ， 从 事 采矿 研究 和设 计工 作 。 表 2 露天采场最终边坡构成要素 台 阶高度 ／ m 1 2 运 输线路 宽度 ／ m 1 2 台 阶坡 面角／ 。 7 0 最终 边坡 角／ 。 北 部4 4． 8 --5 1 组 合台 阶高度／ m 2 4 东 部 5 0 安 全崖径 ／ m 2 南部 5 2 ． 4 清 扫平 台宽度 ／ m 8 ～1 0 西 部4 3 ． 2 ～4 7 ． 1 2 延长露采服务年限的必要性 按原设计 方案， 露 天开采结束后 ， 深部矿体将转 入地下 开采。1 9 9 6 ～1 9 9 7年 ， 分别 由公 司设计研 究 院和长 沙有色冶金设计研究院对铜 山 口矿地下开采 的可行性进行 了方 案论证 ， 结论 是地 下开 采铜 山 口 现 已探 明的地质储 量矿石在经济 上是 不合理的 。 现露天 开采 虽然也 处于 亏损状 态， 但仍然 存在 边际效益 。并且随 着开 采深 度 的延深 ， 地 质 品位将 提 高、 剥 采 比会 下 降， 经 济效 益 将 会 有所 好转 。 因 此 ， 应 充分发挥露天 开采低成本的优 势， 尽量用露采 多 回 收 矿 石 。 维普资讯 第 5期 许本法 延长铜 山 口矿露天 采场服务年限的途径 1 9 3 延 长露 采 服 务年 限 的途 径 3． 1 延深 最终开 采标高 3． 1． 1原 设 计 的缺 陷 “ 露采境界分期实施方 案” 是在前期境界 已局部 形成的基础上提 出的。 由于 受 开采 境界、 最终 边坡 构成要 素 特别是最终 边 坡 角 、 剥 采 比等 因素的制 约 ， 当采深 至 一5 8 m 标 高 时， 底 部 境 界尺 寸 已经 很 小 ， 无法满足正常生产 的要 求。 但 从铜 山 口矿 区的典 型地质 剖面 图上看 ， 这一 设计 是 不 尽 合 理 的 。从 图 中可 以看 出， 在 一5 8 ～ 一 1 0 0 m标高段 ， 正 是 I号 矿体 的厚大 部 分， 并 且地 质品位也高于 上部 矿体 。因此 ， 必 须想 办法 延深 最 终 开采标高， 对这部分 矿量进行 回采。 在地表境 界 已经形 成的前提 下， 只能通 过调 整 最终边坡构 成要 素 、 加大 最 终边坡 角来 延深 最终 开 采标高。 铜 山 口矿多年的生产实践及工程地 质资料均表 明， 除局部地段 外， 原设计 的最终边坡 角都有加大的 可能。但考虑 到采场 西 帮布置 有开 拓运输 线路 ， 因 此 ， 边坡加 陡的潜力 主要在东帮。 3 ． 1 ． 2东 帮 最 终边 坡 角加 大 的 可 能 性 铜山 口矿为灵 乡侵入体与三 迭系灰岩接 触交代 形 成的高 中温热液矽卡岩铜钼 矿床。东部围岩为矽 卡岩化 白云岩 、 大理 岩 ， 厚层结 构 ， 坚硬 致密 。东帮 大型结构面主要有 F 2 、 F F 4 断层及 与 ] r { 地层 整合接触面 为代 表 的地 层分 界面 ， 由于它 们都 已充 分胶结 联合 ， 强 度显 著提 高。其 中断 层面均 急 倾斜 近垂 直方 向穿插边 帮， 对边 帮稳定性影 响极 小 ； 地层 分界面一 般平 缓 ， 倾 角 小， 对 边坡 稳定 性 影 响也 很 小 。 东 帮岩体为透 水碳 酸盐 岩层 ， 处在 铜 山 口地下 水通道 以外， 钻孔资 料未 发现 岩溶 、 老 窿， 没有 水源 囤积， 蓄水性 差。潜水 层 以下 标高有 清水 从 少量裂 隙渗流， 水 流不大， 水 压小， 且 与矿 山疏 干排 水关 系 密切， 对边坡 不构成威胁 。 因此 ， 工 程地质条件及水文地 质条件均表明， 东 部边坡的稳定性是 良好的。具有加大最终边坡 角的 潜 力。 3 ． 1 、 3 边 坡 加 陡 后 的稳 定 性 计 算 及 可 靠性 分 析 武汉理工大学 采用极 限平衡法对东部边 坡加陡 后的稳 定性进行 了计算。计算 的东 帮各勘探 线剖面 的安全 系数见表 3 。 表 3各剖 面安 全系 数表 在稳 定性 计算 的基础 上， 又采 用卢森 帕路斯 法 进行 了可 靠性 分析 。可靠 性分 析认 为， 采场 东 帮的 最终边 坡角加大到 5 5 。 ， 坑底 标高 延深 至 一8 2 m 后， 边坡总体 稳定性系数达 1 ． 2 ， 可靠性 系数达 6以上， 破坏概率极小。 3 ． 1 ． 4坑 底标 高的 确 定 经过 重新圈定， 确定坑 底标 高为 一8 2 m， 比分期 实施方 案 向下延深 2个 台阶， 2个 台阶 的矿岩 量 见 表 4 。 表 47 0 m 及 一8 2 m 台 阶矿 岩量 表 东帮的最 终 边坡 角加 大 到 5 5 。 ， 坑底 标 高 延 深 至 一8 2 m 后 ， 不 仅 可 以多 采矿 石 7 0万 t ， 而 且 可 以 减少剥离量 4 7万 m ， 经济效益 显著。 3 ． 2 贫铜矿的处理 露 天 矿 山要 想取 得 整个 开 采 期 内较 好经 济 效 益 ， 除必须随价格 的变 化合理 调节 其 开采 边界 品位 外， 还应考虑次边界 品位矿石的 回收。 7 0年代 ， 就有 国外学者提 出在 价格 升高时 加大 开采强度 、 提高 开采边 界 品位， 以产 出更 多 的金 属、 获得更 多的利润， 同时 以储 矿堆 的形式 将 部分 次 品 位矿石存储 起来， 以避 免 因提 高 开采 品位 造成 资源 损失。当价格降低时 ， 应该适应市场供需 的变 化， 减 少金属 产出量。 这 时利 用选 矿 的富裕 能 力来处 理具 有低成本 无开采成本 的次品位矿石。 由于 多方面 的原 因， 矿 山的生产 组织 却与此 相 反， 在铜 价降低时， 反而 会 加大 开采强 度 、 提高 出矿 品位， 以产出更 多的 金属 量来 弥补 铜价 下跌 减少 的 收入 ， 导致矿山生产 日趋被动 。 铜 山 口矿露 天采场 目前 采剥 失调严重 ， 欠 剥加 维普资讯 有色矿山 2 0 0 2年 第 3 1卷 剧， 正常 生产困难， 采场供矿能力大 幅下 降。近 几年 内， 铜 山 口矿 将不得 不在 采场 供矿 困难 情况 下组 织 生 产 。 铜 山 口矿在 基建 时， 曾有 数百万 吨低 品位 矿石 品位 0 ． 4 ％左右 以储矿 堆的形 式单独 堆存 。在 目 前采场供矿能力不 足 、 选 厂生产能力有富裕 采场供 矿能力 6 0万 t ／ a ， 选 厂年处理 能力 已超过 9 0万 t ， 加 之市场行情降低 的情 形下 ， 正是 处理这 部分 矿石 的 时候。 只要经济 上是 合理 的， 就 应该对 此矿 石进 行 处 理 。 处理 储矿 堆矿 石， 不仅可 以 延长露天 采场 的服 务年 限。 而且有助于采场 的调整。 此外 ， 应加快采场 内低品位矿石的浸 出研究 ， 利 用露天采场 内大 量 的低 品位矿 石， 相应 延 长采场 的 服务年 限。 3 ． 3 挂帮矿的 回收 在“ 分期实施 方案 ” 中， 将采 场东 南端 一部分 矿 体 圈至境 界之 外， 生产中发 现这部分矿石 品位升高 ， 且 有金银 富集， 为缓解 采场调整的压力 ， 决 定扩 帮提 前 回收这 部分 矿。扩帮 区各 台阶矿 岩量 见表 5 。 表 5 南部扩帮 区各台阶矿岩量表 台 阶 矿 岩总矿石 量 品位 金 属量废石 量剥采 比 m 量／ 万 t 万 t ％t 万 t t ／ t 1 1 0 4 2． 0 4 2． 0 9 8 3 6． 7 4． 2 O． 8 6 35 8 3 2． 5 7． 7 4 8 6 2 9． 6 7． 6 0． 9 2 70 0 2 2． 0 2． 9 0 7 4 2 6． 0 1 2． O 1． 1 0 1 3 3 3 1 4． 0 1． 1 7 6 2 1 9． 2 1 3． 2 0． 9 4 1 24 3 6． 0 0． 4 5 5 0 1 6． 8 11． 8 0． 8 5 1 0 4 0 5． 0 0． 4 2 合计 1 7 0． 2 4 8． 7 0． 9 5 4 6 4 0 1 2 1． 5 2． 5 0 3 ． 4 加强矿 区近外 围找 矿 加强矿 区边深 部 的找矿 ， 是 延长矿 山寿命 有效 的手段， 国 内矿 山多有 成功 范例 。如辽 宁红透 山铜 矿通过不断在边 深部发 现 新 的矿体 ， 延长 矿 山服 务 年限 2 0多年 。现 开 采深 度 已超过 1 O 0 0 m， 年 赢 利 2 0 0 0多万元。 铜 山 口矿 区 的地 质条 件复 杂， 是 成矿 的 有利地 区， 仍然有较好的找矿前景 。 1 铜 山 口矿区处在 区域 上较大规 模 的阳新 中 酸性 侵入体的西 南边缘 ， 而 阳新岩 体 已被证 明是 一 个具有成铜钼和 金银 等多金属矿床 的成 矿岩体。铜 山口花 岗闪长斑 岩与 阳新 岩体 岩性 一致 ， 可 能属 于 一 个岩浆 系统 ， 因而具有较好 的找矿前景。其 中， 牛 鼻峰岩体 采场东南 部 潜 力最 大， 因 为有发 育很 强 的菱铁矿化和 赤铁 矿化现象， 与主体 岩株 明显不 同。 该岩体的接触带 金银 矿化 明显 富集 ， 其 南 东侧深 部 的 Ⅵ号矿体也具 有富 金的特 征 ， 表 示该 处 富金银 的 矿化特点有可 能是 由于牛鼻峰岩株 引起 的相对独立 的一次成矿 作用造成的。 2 铜录 山矿 带提 供 了可 以借鉴 的 实例 鸡 冠 嘴金矿实 际也是与成铜的主岩体相伴 随的晚期小岩 体有关 的， 铜 山口有类似 的迹象 。 3 铜 山 口矿在近 年 的 生产 中发 现 ， 在 采场 的 东南部 ， 矿体 已经 超 出境 界之外 。公 司设 计研 究院 的地质钻探 也证 明了这一点 。 鉴于 以上几点 理 由， 有 必要对 铜 山 口矿 区开展 深一步 的地质 找矿研究工作 。由于 牛鼻峰 目前的勘 探 程度不高 ， 较好 的找 矿效果 是可 以预期 的。 如果 在 牛鼻峰 能找到 新 的矿体 ， 则 用露天 开采 是非 常有利 的， 因 为 ①该 区域 已是 征地 范 围， 不需 另外征地 ②该 区域 紧I 临排 土场 ， 废 石运 输距 离 近， 成本 低 ； 若在现露天采场 结束后启动 ， 则剥离废石可 直接 回填 至露天采坑， 开采效益会更好 。 上接 第 8页 能一致 。当比较 方 案 的经济 指标 相差 很 小时， 某些 在一般情 况下不起主导作用 的因素反而可能成为决 定方 案的重要 因素 。 阿舍 勒铜 矿 由于 已有基 建探 矿井和 上盘两条 竖 井， 利用好这 三条 竖井进行开拓 ， 是寻找基建 时间最 短、 总体效益最理 想 的开 拓方 案 的主要 思路 。在开 拓方 案技术 经济指 标相近 的情况 下， 建设 进 度和投 产后的生产管理成 为开拓方 案选 择的重要 因素。 维普资讯