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合理配矿 保证质量 降低成本
2014-09-19
溶剂灰岩矿赋存于奥陶系(O2)中统峰峰组二段的中厚—厚层状石灰岩层中,东西长2100m,南北长1700m。矿层呈单斜构造产出,层位稳定,产状平缓,走向NE,倾向NW,倾角5ο—20ο,平均10ο左右。区内矿体最大厚度36.26m,最小厚度4.43m,平均16.13m,主要物质组份及其品位为CaO54.61%,MgO0.60%,SiO20.72%,质量较优。
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一、矿区地质特征

溶剂灰岩矿赋存于奥陶系(o2)中统峰峰组二段的中厚—厚层状石灰岩层中,东西长2100m,南北长1700m。矿层呈单斜构造产出,层位稳定,产状平缓,走向ne,倾向nw,倾角5ο—20ο,平均10ο左右。区内矿体最大厚度36.26m,最小厚度4.43m,平均16.13m,主要物质组份及其品位为cao54.61%,mgo0.60%,sio20.72%,质量较优。矿体上覆地层有石炭系(c)中统本溪组山西式铁矿及粘土页岩,石炭系上统太原组石英砂岩、砂质页岩及煤层等,以及第四系(q)黄土。下部为峰峰组一段泥灰岩、硅质灰岩或白云质灰岩。矿体内夹层有2-3层,岩性主要是多泥质的豹皮灰岩。区内褶皱不发育,矿床主要受断裂带的影响,仅f1断层从东到西横贯全区,在f1之上f2、f2-1等断层及小规模的断层褶皱,还有主矿体内f3、f4断层及小规模的断层错动。由于这些构造的影响,主矿体发生了不同程度的挤压破碎,破坏了主矿体的完整性。

从地质条件来看,本矿区地层中含有大量可利用的豹皮灰岩,矿区内矿体呈层状产出,围岩同矿体产状一致。矿层内部结构在铅锤方向上有一定的变化规律,由上到下依次为石灰岩、豹皮灰岩、纯质灰岩、豹皮灰岩、纯质灰岩,其中第三层与第五层都是理想矿体可利用,第四层豹皮灰岩所含花斑较稀疏时可达到工业指标要求。

二、 从矿区中选取一个块段为例来计算豹皮灰岩的储量及配矿的可行性

根据生产地质勘探报告,选取的块段编号为ⅱa1。

从生产勘探附表得块段水平面积和矿体平均厚度、体积、储量及平均品位,从钻孔柱状图上求得豹皮灰岩平均厚度、体积、储量及平均品位,见表1和表2,把表1的平均值填入表2。

ⅱa1块段豹皮灰岩赋存情况表     表1

孔号

豹皮灰岩厚度(m)

品位(%)

cao

mgo

sio2

zk805—3

7.15

53.86

1.20

0.79

zk805—4

17.53

50.02

1.54

3.38

zk810—3

6.31

52.36

1.0

1.26

zk810—4

15.08

52.00

2.84

0.64

zk815—3

16.05

54.02

0.70

0.78

zk815—4

5.15

51.40

1.84

2.89

zk900—3

0

54.12

0.72

0.72

zk900—4

16.80

52.71

1.80

0.42

zk905—3

8.46

50.01

2.31

2.52

zk905—4

4.11

51.65

3.10

0.64

平均值

9.68

52.21

1.70

1.40

ⅱa1块段矿石和豹皮灰岩储量比较表     表2

块段水平面积(m2

平均铅锤厚度(m)

体积(m3

储量(t)

平均品位(%)

cao

mgo

sio2

矿石

9206.7

19.01

175019.37

474302.49

54.12

0.72

0.72

豹皮灰岩

9.68

89120.86

241517.52

52.21

1.70

1.40

从表2可以看出,豹皮灰岩中:

cao的平均品位52.21%>52%,合格;

mgo的平均品位1.7%>1.5%, 不合格;

sio2的平均品位1.4 %<2%,  合格。

其中mgo的平均品位不合格,所以这些豹皮灰岩是属于矿体圈定范围之外的,但是如果这些不合格的豹皮灰岩与本区的矿石混合后,平均品位变化如下:

公式①:

×100%

其中:α—两种品位矿石混合后的平均品位(%)。

      a1—第一种矿石的质量(t)。

     α1—第一种矿石的品位(%)。

a2—第二种矿石的质量(t)。

     α2—第二种矿石的品位(%)。

把表2中的储量和品位代入公式①:

×100%=53.48%>52%

×100%=1.05%<1.5%

×100%=0.95%<2.0%

所以把本区豹皮灰岩混入矿石后所得混合矿石的平均品位仍然是合格的。

三、 具体配矿方案分析

第一种方案:在剥离的过程中把品位接近合格的豹皮灰岩倒在粗碎机附近的一个临时堆场,化验其品位,当采出矿石质量好的时候再把它按一定比例搭配进去。这样增加了一次装卸,比较麻烦,但容易调度安排。

第二种方案:把剥离出来的豹皮灰岩与当时采出的矿石同时取样化验后按比例搭配倒进粗碎机。这样虽减少一次装运,但要及时化验,同时剥离车辆与采矿车辆容易相互影响,需及时联系,调度统一指挥。

现在以钻孔zk815-4附近的豹皮灰岩与钻孔zk905-3附近的矿石搭配来计算其混合比例。矿石和豹皮灰岩品位见表3:

               矿石和豹皮灰岩品位表             表3

钻孔号

种类

厚  度

(m)

品  位(%)

cao

mgo

sio2

zk815-4

豹皮灰岩

5.15

51.40

1.84

2.89

zk905-3

矿石

21.64

54.31

0.73

0.60

矿石圈定标准为:cao≥52.0%,mgo≤1.5%,sio2≤2.0%,所以取豹皮灰岩品位超标最高的矿物来求配比。由表3知sio2含量超标最多。

假设豹皮灰岩与矿石的配比为a:(t/t),则带入公式①:

×100%≤2.0%

求得a≤1.57,再用a=1.57检验配矿后的cao和mgo品位:

×100%=52.53%>52%    合格

×100%=1.41%<1.5%     合格

所以当钻孔zk815-4附近的豹皮灰岩与钻孔zk905-3附近的矿石配比为1.57以下时,混合矿石的品位均满足生产要求。本矿采掘设备的最小可采厚度和夹石剔除厚度为4m,表1中所有数据都排除了厚度小于4m的豹皮灰岩。

以上分析和计算表明,本矿采用这样的配矿方式来生产,在技术上是可行的。

四、 回收豹皮灰岩配矿,获得经济效益和社会效益

把本应排弃掉的豹皮灰岩配进矿石,最直接的效果就是降低了剥采比。还是以ⅱa1块段为例来说明,根据一九九一年的生产勘探报告,如果把241510t的豹皮灰岩配进矿石以后,矿石中的cao品位从54.12%降到53.48%,其他杂质品位仍然合格。该块段剥离量为233030m3,剥采比为1.33m3/m3,但是采用配矿生产以后,该块段剥采比降为0.54,块段剥离量几乎减少了一半,这使采矿成本大大下降。按矿石直接生产成本38.64元/t计算,如果剥采比从1.33m3/m3下降到0.54m3/m3,那么采矿直接成本就会从38.64元/t降到33.11元/t,年产量以100万t计算,每年就可节约553万元。

从国家矿产资源来说,这些豹皮灰岩的利用也是对不可再生资源的节约,延长了矿山服务年限,减少了排弃物的占地面积,有利于保护生态环境。

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