[科普中国]-矿石贫化

简介

矿石贫化，指开采过程中，由于地质条件和采矿技术如矿体上下盘围岩或夹石的混入等综合因素的影响，使采出矿石品位降低。

含义矿石贫化是指在开采过程中，由于地质条件和采矿技术等方面的原因，使采下的矿石中混入废石（围岩、夹石与表外贫矿），或部分有用组分溶解和散失而引起工业矿石品位降低的现象称矿石贫化，亦简称“贫化”。

采下矿石的品位降低数与原矿体（或矿块）平均品位的百分比，称品位降低率，又称为矿石贫化率，或简称“贫化率”。废石混入量与采下矿石（俗称“毛矿石”，即工业矿石与废石之和）量的百分比，称废石混入率，表示废石的混入程度2。

分类按与采矿作业过程有关的贫化分类：第一次贫化：指凿岩爆破时，因矿岩界线不清等原因，而将围岩、夹石与矿石一并采下所造成的贫化。第二次贫化：在放矿过程中，因两盘或顶板围岩不稳固，或因管理不善，致使围岩塌落混入矿石造成的贫化；或在二次破碎（因块度过大）及装运过程中，因围岩、废石或充填料混入。

按损失可分为两种：一种为未采下损失，即按开采设计规定须留下各种矿柱及护顶部分所造成的损失，亦称设计损失；若按设计应回采的矿石，由于矿体形态复杂、采矿技术条件问题、矿体界线不清，或因技术措施不当、组织管理不善等原因造成的未采下损失，亦称施工损失。另一种是采下损失，即当矿石采下后，在放矿、装车、运输及充填过程中所发生的损失。非开采损失，指与采矿方法、采矿技术管理工作无关的损失。例如，因断层破碎带破坏或强烈褶皱变形，致使矿石无法全部采出；为防止坑道涌水而留下保安矿柱，为保护井筒、地面建筑、河流、水库、交通要道等留下的保安矿柱所造成的永久损失。

计算矿石贫化与损失的计算，应分期、分阶段、分设计与实际，分别按采矿单元进行。地下开采时，且要求按不同的采矿方法、矿体、矿房与矿柱等分别计算和统计。一般以矿块（采场）为基本单元，从其每一爆破分层计算起，继之进行采区、中段、坑口（井田）到全矿区的综合，最终得到全坑口或全矿区的总贫化和总损失。计算方法采用直接法，只适用于地测人员可以进入的采场，即在采场（矿房）内，直接测定采下或损失矿石量，采下混入的废石（围岩、夹石等）量及有关品位，并与原工业矿石储量及其品位进行比较计算，以求得相应贫化率与损失率的方法。其优点是可按爆破分层计算，准确度较高；又能与采场生产管理相结合，易于直接查明发生贫化与损失的地点、数量及原因，及时采取纠正措施；而且计算简便，效率较高，故而得到广泛应用。但须指出，一般情况下，即当所开采矿体（或矿块）属与围岩界线清楚的致密块状矿石，围岩（与夹石）基本不含有用组分，而高品位矿石不发生（或少发生）丢失时，则可以用废石混入率代替贫化率（即品位降低率）。且前者亦易于查明和计算。这也是造成目前对贫化率与废石混入率区分不清、应用不统一的原因之一。

计算参数：设计矿石贫化率、废石混入率与矿石损失率的计算参数等，可全部在采矿设计图上，依据矿体（块段）圈定范围、设计采掘或崩落范围、回采前的矿产取样资料求得。

实际贫化率与损失率主要计算参数的确定方法由计算法：可运用计算储量的平行断面法或开采块段法求得有关的矿岩量参数。若是水平分层充填法或留矿法一类的采场，可在每一分层的上、下掌子面素描图上分别测定其矿体（或岩石）面积及计算平均分层高度及有关矿（岩）平均体重。

实测法：地测人员可在观场测量采空区面积及采矿高度，直接求得相应采掘量。出矿时，抽取一班或多班一定数量矿车，将车中原矿倒出（倒车法），手选矿石及废石，分别称重，然后取其平均值；若出矿车数已知，车数乘平均值，则得采出矿石量，采下混入废石量，总计后得总量等。为避免一、二次贫化或一、二次废石混入率混淆，手选亦可在采场内进行。未采下损失可在采场内测量未采下矿石面积，推断其深度后求得；采下损失如为水平分层充填法或空场法开采，出矿后在采场底板上选择有代表性的单位面积，收集损失矿石，再据采场总面积求得。出矿量亦可用地中衡称量（计车法）求得。薄矿脉的实际采幅及脉幅，在素描图或现场测定并计算其平均值，测量间距2－4m。

管理定期按采场（块段）、矿体、中段或台阶、井区（或露天采场）计算和统计矿石的贫化与损失的有关参数，并分别建立相应的统计台账；设计图件与掌子面素描图上，要准确圈定矿体；矿石与围岩体重尽可能采用实测资料；工业矿石储量的计算以备采矿量为基础，在设计指定的范围内确定；矿石及围岩品位必须以生产取样为依据，不能采用经验数据；采出矿石平均品位可以依据矿石量与金属量用反求法确定。 生产记录资料：实际出矿量应据实测资料填写；出矿品位应按矿车或漏斗口矿堆取样确定；累计总数也可用出矿矿石及金属总量用反求法确定。

开采损失率：矿山应分别按未采下损失及采下损失进行统计，一般以前者为主。分别统计矿石损失率与金属损失率，当采场回采结束后，必须将历次（分层）计算的原始资料加以整理，计算采场总损失率；回采矿柱、残矿应单独计算。整个中段或台阶回采结束，再计算全中段或台阶工业矿石储量的总损失率。

对开采贫化率的统计要求：贫化率统计程序同于损失率。对于实际贫化率还应统计品位降低率。当有害组分影响显著时，则需统计有害组分的增高率。

降低采矿贫化的措施：

把好地质资料关：因为准确的地质资料是采矿方法选择、开采设计与采矿工艺合理确定的唯一依据。其手段是加强生产勘探，提高勘探程度，彻底准确控制矿体形态、产状及矿石质量等实际分布，提高储量可靠程度，取得生产必须的规范、准确的地质资料，这是降低采矿贫化与损失的首要措施。

认真贯彻采掘生产技术：必须遵循合理的采掘顺序，若违反采掘顺序往往会造成较大规模的损失或贫化；必须贯彻正确的采掘（剥）技术方针，探采并重，探矿超前，适时提高生产准确程度；坚持大小、贫富、厚薄、难易、远近矿体尽可能兼采的原则；生产计划需当前与长远相结合，防止片面追求产值、产量、利润指标而滥采乱挖、采富弃贫，造成资源浪费，缩短矿山寿命等短期行为。

选择合理的采矿方法：把好设计关，做好采掘生产的总体设计和单体性工程设计，未经严格审批的设计，不能交付施工。加强施工作业过程的质量管理，包括工程和矿石质量管理，要求把好施工质量关、打眼关、装药爆破关和放矿管理关，以及“三强”（强掘、强采、强放）。

加强采掘生产地质指导与地质技术管理工作，并做好合理贫化与损失指标的技术经济论证。强化地测、质检部门的监督管理职能，严格执行设计一施工一验收制度。

借助于经济手段考核管理生产和贫化与损失指标。