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石寶鐵礦采場(chǎng)前期生產(chǎn)剝采比選取

2016-09-26 02:09:16代培虎司麗瑞
現(xiàn)代礦業(yè) 2016年5期
關(guān)鍵詞:采場(chǎng)中東礦石

代培虎 國(guó) 燕 司麗瑞

(包頭市石寶鐵礦集團(tuán)有限責(zé)任公司)

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石寶鐵礦采場(chǎng)前期生產(chǎn)剝采比選取

代培虎國(guó)燕司麗瑞

(包頭市石寶鐵礦集團(tuán)有限責(zé)任公司)

針對(duì)石寶鐵礦面臨采場(chǎng)改造中的生產(chǎn)成本增加、產(chǎn)品價(jià)格下降、公司經(jīng)濟(jì)效益下滑的問題,對(duì)采場(chǎng)生產(chǎn)剝采比的選取進(jìn)行了研究和分析,提出了降低生產(chǎn)剝采比的生產(chǎn)組織措施。降低了生產(chǎn)成本,保證了公司的預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益。

生產(chǎn)剝采比技術(shù)改造生產(chǎn)成本

石寶鐵礦位于我國(guó)北部?jī)?nèi)蒙古達(dá)茂旗草原,隸屬于包頭市石寶鐵礦集團(tuán)有限責(zé)任公司,始建于1988年,以采選業(yè)為主,是內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的地方鐵精粉生產(chǎn)企業(yè)。經(jīng)過多年的發(fā)展,現(xiàn)已形成了年采礦400萬t,生產(chǎn)鐵精粉130萬t生產(chǎn)規(guī)模。

截至2014年初,共形成兩個(gè)相互獨(dú)立的露天采場(chǎng),分別為西采場(chǎng)和中東采場(chǎng)。西采場(chǎng)最低開采標(biāo)高為1 572m,最高開采標(biāo)高為1 690m,下部共有5個(gè)作業(yè)平臺(tái),生產(chǎn)剝采比為1.5t/t,相對(duì)2004年設(shè)計(jì)1 620m以上已全部靠幫。中東采場(chǎng)最低開采標(biāo)高為1 560m,最高開采標(biāo)高為1 710m,下部共有5個(gè)作業(yè)平臺(tái),生產(chǎn)剝采比為0.86t/t。相對(duì)2004年設(shè)計(jì)1 608m以上已全部靠幫。

礦山設(shè)計(jì)露天底標(biāo)高為1 500m,距離閉坑還有5~6個(gè)臺(tái)階(臺(tái)階高度12m),礦山已經(jīng)進(jìn)入后期開采階段。

礦山深部地質(zhì)勘探表明,礦體在1 500m以下有較大的延深,深部資源還可以延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限7a,使礦山穩(wěn)產(chǎn)10a。采場(chǎng)繼續(xù)向下延伸,需要修改原采場(chǎng)露天境界,設(shè)計(jì)推薦的生產(chǎn)剝采比由改造前的1.5t/t提高到3.5t/t,剝巖量大幅增加,生產(chǎn)狀態(tài)發(fā)生了較大變化,采場(chǎng)的設(shè)備數(shù)量、設(shè)備效率、生產(chǎn)組織都需要重新核定,特別是對(duì)礦山的經(jīng)濟(jì)效益影響較大,需對(duì)剝采比進(jìn)行優(yōu)化選取。

1 確定合理的生產(chǎn)剝采比

(1)按照2014年中冶京誠(chéng)(秦皇島)工程技術(shù)有限公司對(duì)石寶鐵礦采場(chǎng)境界擴(kuò)幫技術(shù)改造工程設(shè)計(jì),境界在西采場(chǎng)的南幫,最大外擴(kuò)寬度254m,露天底向下延伸了72m,其中西采場(chǎng)向下延伸了84m,中、東采場(chǎng)向下延伸了36m。采場(chǎng)外擴(kuò)后,新增礦石2 135.12萬t,新增巖石9 288.98萬t,增量剝采比為4.35t/t,全礦平均剝采比為2.43t/t。上部擴(kuò)幫段采用陡幫開采,下部采礦段按正常的緩幫開采作業(yè)。生產(chǎn)剝采比為4.0t/t,采用p-v圖均衡方法,初期按4.0t/t剝采比生產(chǎn)4a,第二均衡期為6a,生產(chǎn)剝采比為2.125t/t,后期(3a)生產(chǎn)剝采比小于1.17t/t。經(jīng)設(shè)計(jì)綜合,初步確定生產(chǎn)剝采比初期為3.5t/t,生產(chǎn)期為5a。

(2)鑒于2015年鐵礦石的市場(chǎng)行情,礦山按3.5t/t組織擴(kuò)幫作業(yè)成本壓力較大。因此建議在保證礦山后期生產(chǎn)不會(huì)造成采剝失調(diào)的前提下,進(jìn)一步降低生產(chǎn)剝采比。依據(jù)降低前期生產(chǎn)剝采比的分析,按較低的生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)1~2a,然后按重新均衡的生產(chǎn)剝采比生產(chǎn),要求礦山后期生產(chǎn)穩(wěn)定可靠。

(3)根據(jù)礦山的成本壓力區(qū),礦山初期的生產(chǎn)剝采比為2.0~3.0t/t較為合適。設(shè)定先按 2.0,2.3,2.5,2.8和3.0t/t的生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)2a,然后根據(jù)采場(chǎng)空間情況重新均衡生產(chǎn)剝采比。均衡方法采用p-v曲線圖法,選取一個(gè)較為合理的方案,再通過編制采剝進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證采場(chǎng)空間關(guān)系,從而確定一個(gè)較優(yōu)方案實(shí)施。

2 典型的生產(chǎn)剝采比均衡方案分析

2.1方案一

礦山按2.0t/t生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)2a后,礦山結(jié)余的礦石量為3 537.51萬t,巖石為8 854.43萬t。依據(jù)各分層礦巖量數(shù)據(jù)利用p-v圖法對(duì)該方案進(jìn)行了生產(chǎn)剝采比均衡,見圖1。

均衡期分為3個(gè)階段,第一期為3a,生產(chǎn)剝采比為4.5t/t;第二期為3a,生產(chǎn)剝采比為3.5t/t;第三期為2a,生產(chǎn)剝采比為1.0t/t;以后降到0.5

圖1 按剝采比2.0 t/t生產(chǎn)2 a后的p-v曲線

以下。該方案由于頭2a生產(chǎn)剝采比較低,退后的剝巖量較多,均衡時(shí),前3a的生產(chǎn)剝采比將達(dá)到4.5t/t左右,并且第二均衡期的生產(chǎn)剝采比也高達(dá)3.5t/t。雖然可以緩解前期成本壓力,但是礦山生產(chǎn)組織較為復(fù)雜。

2.2方案二

按2.5t/t生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)1a后,礦山結(jié)余的礦石量為3 857.51萬t,巖石為9 494.43萬t。依據(jù)上述各分層礦巖量數(shù)據(jù),利用p-v圖法對(duì)該方案進(jìn)行了生產(chǎn)剝采比均衡,見圖2。

圖2 按剝采比2.5 t/t生產(chǎn)1 a后的p-v曲線

均衡期分為3個(gè)階段,第一期為5a,生產(chǎn)剝采比為3.8t/t;第二期為3a,生產(chǎn)剝采比為2.8t/t;第三期為2a,生產(chǎn)剝采比為0.8t/t;以后降到0.5以下。該方案第一均衡期為5a,生產(chǎn)組織及人員配備較為合理,剝采比為3.8t/t,略高于3.5t/t。比較接近設(shè)計(jì)方案。

2.3方案三

按2.5t/t生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)2a后,礦山結(jié)余的礦石量為3 537.51萬t,巖石8 543.43萬t。依據(jù)上述各分層礦巖量數(shù)據(jù),利用p-v圖法對(duì)該方案進(jìn)行了生產(chǎn)剝采比均衡,見圖3。

均衡期分為3個(gè)階段,第一期為3a,生產(chǎn)剝采比為4.5t/t;第二期為3a,生產(chǎn)剝采比為3.3t/t;第三期為3a,生產(chǎn)剝采比為1.0t/t;以后降到0.5以下。該方案均衡期結(jié)果與方案一較為相似。

2.4剝采比選擇

上述分析表明,石寶鐵礦前期如果按較低的生產(chǎn)剝采比生產(chǎn),對(duì)礦山下一步的擴(kuò)幫計(jì)劃影響較大,生產(chǎn)剝采比會(huì)陡然升高,最高達(dá)到4.5t/t,生產(chǎn)剝采比的大幅升高,給礦山的設(shè)備投入、技術(shù)人員的配備和生產(chǎn)組織管理都會(huì)帶來不便。從p-v曲線圖可以看出,第一均衡期的生產(chǎn)剝采比均較高,并且均衡時(shí)間較短(3a左右),給礦山管理造成影響。上述幾個(gè)方案的特點(diǎn)是,隨著生產(chǎn)剝采比的增加,礦山第一均衡期的時(shí)間逐漸增加,并且生產(chǎn)剝采比在逐漸減小。該礦擴(kuò)幫作業(yè)是在空間小,開采強(qiáng)度大的條件下進(jìn)行的,減少擴(kuò)幫作業(yè)開采強(qiáng)度是保證技改工作完成的關(guān)鍵。據(jù)此,推薦采用按2.5t/t生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)1a后,再重新均衡的方案。該方案均衡期分為3個(gè)階段,第一期為5a,生產(chǎn)剝采比為3.8t/t;第二期為3a,生產(chǎn)剝采比為2.8t/t;第三期為2a,生產(chǎn)剝采比為0.8t/t;以后降到0.5以下。

圖3 按剝采比2.5 t/t生產(chǎn)2 a后的p-v曲線

3 采場(chǎng)生產(chǎn)期空間關(guān)系模擬

為了驗(yàn)證均衡結(jié)果的合理性,對(duì)推薦方案作業(yè)條件編制了采剝進(jìn)度計(jì)劃,模擬采場(chǎng)生產(chǎn)期(10a)的空間關(guān)系。采剝進(jìn)度計(jì)劃為:礦石量按設(shè)計(jì)不變,320萬t/a,主要調(diào)整巖石量。

2015年3個(gè)采場(chǎng)總剝采比2.5t/t,剝采總量1 120萬t/a。中東采場(chǎng)礦石220萬t,巖石440萬t,剝采比2.0t/t;西采場(chǎng)礦石100萬t,巖石360萬t,剝采比3.6t/t。因剝巖量較小,西采場(chǎng)擴(kuò)幫水平1 680~ 1 640m,中東采場(chǎng)計(jì)劃主要在北幫擴(kuò)幫及固定公路上,擴(kuò)幫水平1 690~1 572m,貫通了礦石運(yùn)輸?shù)缆?,南幫擴(kuò)幫水平1 670~1 620m。

3.1第一期5 a(2016—2020年)

第一期3個(gè)采場(chǎng)剝采總量1 536萬t/a,按剝采比3.8t/t排產(chǎn),情況如下。

2016年中東采場(chǎng)礦石190萬t,巖石380萬t,東采場(chǎng)開拓1 560~1 548m新水平;西采場(chǎng)礦石130萬t,巖石836萬t,開拓1 560~1 548m新水平,東幫擴(kuò)幫至1 650m水平。

2017年中東采場(chǎng)礦石180萬t,巖石360萬t,中采場(chǎng)開拓1548~1536m新水平;西采場(chǎng)礦石140萬t,巖石856萬t,東幫擴(kuò)幫至1608m水平,貫通了西采場(chǎng)與中東采場(chǎng)的連接。

2018年中東采場(chǎng)礦石150萬t,巖石300萬t;西采場(chǎng)礦石170萬t,巖石916萬t,開拓1 548~1 536m新水平。

2019年中東采場(chǎng)礦石150萬t,巖石300萬t,中采場(chǎng)開拓1 536~1 524m新水平,東采場(chǎng)開拓1 548~1 536m新水平;西采場(chǎng)礦石170萬t,巖石916萬t,開拓1 536~1 524m新水平。

2020年中東采場(chǎng)礦石150萬t,巖石300萬t;西采場(chǎng)礦石170萬t,巖石916萬t,開拓1 524~1 512m新水平。

3.2第二期3 a(2021—2023年)

第二期3個(gè)采場(chǎng)剝采總量1 216萬t/a,排產(chǎn)結(jié)果如下。

2021年中東采場(chǎng)礦石150萬t,巖石300萬t,中采場(chǎng)開拓1 524~1 512m新水平,東采場(chǎng)開拓1 536~ 1 524m新水平;西采場(chǎng)礦石170萬t,巖石596萬t,開拓1 512~1 500m新水平。

2022年中東采場(chǎng)因巖量銳減沒有排產(chǎn);西采場(chǎng)礦石140萬t,巖石536萬t,開拓1 500~1 488m新水平。

2023年西采場(chǎng)礦石170萬t,巖石596萬t,開拓1 488~1 476m新水平。

從排產(chǎn)情況來看:第一期5a(2017—2019年)剝采比3.8t/t,采場(chǎng)模擬生產(chǎn)空間比較緊湊,對(duì)生產(chǎn)組織管理要求較高;第二期中東采場(chǎng)、模擬生產(chǎn)空間較為寬松,剝采比有較大調(diào)整余地。

4 結(jié) 語

通過模擬生產(chǎn)驗(yàn)證,所選方案結(jié)果可行,但在實(shí)際生產(chǎn)中因諸多不確定因素影響必定會(huì)與模擬生產(chǎn)有出入,要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況予以適當(dāng)調(diào)整,最終應(yīng)以年計(jì)劃為準(zhǔn),以月計(jì)劃為指導(dǎo)來組織管理。2015年礦山按該研究方案制定了生產(chǎn)計(jì)劃,經(jīng)過1a的生產(chǎn)實(shí)施,礦山擴(kuò)建改造工作已經(jīng)全面展開,采場(chǎng)外的新建運(yùn)輸通道已經(jīng)基本建成,2016年計(jì)劃生產(chǎn)剝采比為3.0t/t,待鐵精礦價(jià)格企穩(wěn)回升后,適時(shí)將生產(chǎn)剝采比提高到預(yù)定數(shù)字,確保礦山生產(chǎn)穩(wěn)定的開展。

2016-03-14)

代培虎(1975—),男,工程師,014511 內(nèi)蒙古包頭市達(dá)茂旗石寶鎮(zhèn)。

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