一种复杂磷矿的采矿方法

摘要

本发明公开了一种复杂矿体的采矿方法。该方法包括采矿过程“五分法”和质量管控“四步法”；所述采矿过程“五分法”的步骤包括：步骤一：分级；步骤二：分采；步骤三：分运；步骤四：步骤五：分用；所述质量管控“四步法”的步骤包括：步骤一：在所述分级环节，实施地质刻槽取样；步骤二：在所述分采环节，实施钻孔取样；步骤三：在所述分运环节，实施车板取样；步骤四：在所述分堆环节，实施货场综合取样。本发明适用于开采矿石类型复杂的磷矿山，通过本发明可实现对磷矿的分级，分别开采出各种类型和品级的磷矿石，可直接提供给不同需求的厂家，实现对矿石资源综合、高效的利用，使矿石的价值达到最大化。

权利要求

1.一种复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：该方法包括采矿过程“五分法”和质量管控“四步法”；所述采矿过程“五分法”的步骤包括：步骤一：分级，对复杂矿体进行地质编录、刻槽取样和目视化标定，实现分级管理；所述刻槽取样和目视化标定的步骤为:对刻槽取样的样品进行分析，然后结合目视化，将a层矿中P2O5品位为15-24.5％，目视为黑色、灰黑色薄板状的砂泥质磷块岩，成薄板状、条纹状、层纹状构造的标定为a1层矿；将a层矿中P2O5品位为23.5-30.64％，目视为深黑色、黄褐色薄板状的砂泥质磷块岩，成薄板状、条纹状构造的标定为a2层矿；将b层矿中P2O5品位为25.6-

34.5％，目视为黑色、灰黑色致密状的磷块岩、泥质磷块岩，成致密状、碎屑状结构的标定为b1层矿；将b层矿中P2O5品位为16.5-34.5％，目视为灰色、灰白色和灰黑色的条硅质、白云质磷块岩，成条带状、团块状、碎屑状、假鲕状结构的标定为b2-4层矿；

步骤二：分采，根据矿石分级目视化标定成果，按矿石类型进行分别开采；

步骤三：分运，根据矿石分采成果，发布调度指令，按矿石类型进行分开运输；

步骤四：分堆，设计货场分区堆放方案，根据调度指令，分开运输各类型矿石至指定区域堆放；

步骤五：分用，结合各矿石类型的用途及价值，对分堆的各类型矿石进行分别使用；

所述质量管控“四步法”的步骤包括：

步骤一：在所述分级环节，实施地质刻槽取样并分析取得样品；

步骤二：在所述分采环节，实施钻孔取样并分析取得样品；

步骤三：在所述分运环节，实施车板取样并分析取得样品；

步骤四：在所述分堆环节，实施货场综合取样并分析取得样品。

2.根据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述刻槽取样是在垂直矿体走向的穿脉巷道进行取样，取样时按照2m/样进行，刻槽样的刻槽为宽5cm×厚3cm。

3.根据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述采矿过程“五分法”的步骤二中，分采是对各类型矿石分别进行单体设计、施工交底、按图施工、钻孔验收和实施爆破；所述单体设计是对各矿房分别编制矿房的回采方案和图纸，方案中包括对炮孔的排距、孔深、孔距、孔角度及装药系数的要求；所述施工交底按照回采方案和图纸进行，并对钻孔实施精准放线；所述按图施工包括根据精准放线成果实施精准布孔；所述钻孔验收是对已实施完成的钻孔实施逐孔验收，并计算爆破药量和电子雷管量，再绘制起爆顺序图纸；所述实施爆破是按照计算出的爆破药量进行装药填塞，按照起爆顺序图纸进行连线，实施微差爆破。

4.根据权利要求3所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述钻孔取样是按照矿房的回采方案对炮孔凿岩碎屑混匀后逐孔单排/样的方式进行取样。

5.据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述分运是根据矿石分采成果，按发布调度指令、班前会上落实和实施分铲分装分运进行。

6.据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述分堆的过程还包括树立分堆标识标牌。

7.据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述车板取样是按照各类型矿石，按照5车/铲进行取样。

8.根据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述货场综合取样按照

3m*3m的网度进行布点，按照网格法进行取样。

9.根据权利要求1所述的复杂磷矿的采矿方法，其特征在于：所述分析取得样品是分析取得样品的成分。

说明书

一种复杂磷矿的采矿方法

技术领域

[0001] 本发明涉及采矿领域，特别是一种复杂磷矿的采矿方法。

背景技术

[0002] 磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。中国磷矿有三大类型：岩浆岩型磷灰石，沉积岩型磷块岩，沉积变质岩型磷灰岩。沉积岩型磷块岩矿石贮量占我国总贮量的70％，主要分布在中南和西南。贵州省的磷矿主要就为沉积岩型磷块岩。

[0003] 贵州省瓮安大信北斗山磷矿的大地构造位置位于扬子准地台与华南褶皱带结合部。该矿山属构造剥蚀中低山地貌，总体地形东高西低。矿山位于白岩背斜南倾伏端，白岩背斜是一个西缓东陡的斜歪梭形倾伏褶曲，由南向北穿过矿区，形态为“S”型，轴向北东20～30°，轴面倾向北西，倾角55～65°。该矿体各翼地层倾角较缓、陡变化大。该矿区断裂构造不甚发育，主要有北西向、北东向、近南北向三组，有较大影响的断层就有F19逆断层、F68逆断层和F70逆断层三条。所以，该矿山构造复杂。矿体产于震且系上统陡山沱组内，陡山沱组是一套由磷块岩、硅质岩、白云岩组成的含磷岩组。全组总的变化趋势纵向上南厚北薄，横向上东厚西薄。含磷岩组自下而上岩性可分为：第一段(Z1d1)、第二段(Z1d2)、第三段(Z1d3)和第四段(Z1d4)。含磷岩组主要由a矿层和b矿层两层磷块岩和含磷或含硅的白云岩、炭质泥岩、细砂岩组成。其中a矿层赋存于陡山沱组第二段(Z1d2)，呈层状产出，与上覆的b矿层以一稳定夹层(Z1d3)相隔，矿石为薄板状砂泥质磷块岩，顶、底均含有少量砾屑。b矿层赋存陡山沱组第四段(Z1d4)，呈层状产出，与下伏的a矿层以一稳定夹层(Z1d3)相隔，矿石为黑、灰黑色致密状磷块岩、泥质磷块岩和砂屑状白云质磷块岩。该矿结构主要为内碎屑结构、凝胶结构和假鲕状，矿石构造又有条带状构造、团块状构造和块状构造等。

[0004] 由于区域沉积环境、地质构造等因素影响，矿山的矿石存在结构复杂、类型多样的情况，这类型磷矿就称为复杂磷矿。目前对于此类矿的开采方法是统一开采，即不分矿石种类将开采出来的矿石混合在一起或只将矿分为a层矿和b层矿进行开采。这会导致磷矿石在货场难于分级，只能够按照一般的价格进行售卖，由此会存在降低不同类型、不同品级矿石价值的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于，提供一种复杂磷矿的采矿方法。本发明适用于开采矿石类型复杂的磷矿山，通过本发明可实现对磷矿的分级，分别开采出各种类型和品级的磷矿石，可直接提供给不同需求的厂家，实现对矿石资源综合、高效的利用，使矿石的价值达到最大化。

[0006] 本发明的技术方案：一种复杂磷矿的采矿方法，该方法包括采矿过程“五分法”和质量管控“四步法”；

[0007] 所述采矿过程“五分法”的步骤包括：

[0008] 步骤一：分级，将复杂矿体进行地质编录+刻槽取样+目视化标定进行分级管理；

[0009] 步骤二：分采，根据矿石分级目视化标定成果，对不同类型矿石按照矿石品级进行分别开采；

[0010] 步骤三：分运，根据矿石分采成果，发布调度指令，将不同类型矿石进行分开运输；

[0011] 步骤四：分堆，提前设计完成货场分区堆放方案，根据调度指令，将分开运输矿石，运送至的指定区域进行堆放；

[0012] 步骤五：分用，结合不同类型矿石的用途及价值，对分堆的不同类型矿石进行分别使用，达到价值最大化；

[0013] 所述质量管控“四步法”的步骤包括：

[0014] 步骤一：在分级环节，实施地质刻槽取样并分析取得样品；

[0015] 步骤二：在分采环节，实施钻孔取样并分析取得样品；

[0016] 步骤三：在分运环节，实施车板取样并分析取得样品；

[0017] 步骤四：在分堆环节，实施货场综合取样并分析取得样品。

[0018] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤一中，是按照矿体的地质构造、矿石成因、结构、类型、成分和颜色对矿石的品质及用途进行分级；所述目视化标定是将a层矿中目视为黑色、灰黑色薄板状的砂泥质磷块岩标定为a1层矿，a1层矿中P2O5品位为15-24.5％；深黑色、黄褐色薄板状的砂泥质磷块岩标定为a2层矿；a2层矿中P2O5品位为23.5-30.64％；将b层矿中目视为黑色、灰黑色致密状的磷块岩、泥质磷块岩标定为b1层矿，b1层矿中P2O5品位为25.6-34.5％；灰色、灰白色和灰黑色的条硅质、白云质磷块岩标定为b2-4层矿，b2-4层矿中P2O5品位为16.5-34.5％。其中的地质编录是指将直接观察到的地质现象或采用其他手段(钻探、物探、测试及化验等)所获的地质资料，用文字和图表等形式正确地记录或系统地表示出来的方法与过程。

[0019] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤一中，分级时运用了地质刻槽取样分析，地质刻槽取样是在垂直矿体走向的穿脉巷道进行取样分析，取样时按照2m/样进行，地质刻槽样的刻槽为宽5cm×厚3cm。

[0020] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤二中，所述分采是对不同类型矿石按照单体设计、施工交底、按图施工、钻孔验收和实施爆破五个环节进行；所述单体设计是对各矿房分别编制矿房的回采方案和图纸，方案中包括对炮孔的排距、孔深、孔距、孔角度及装药系数的要求；所述施工交底按照回采方案和图纸进行，并对钻孔实施精准放线；所述按图施工包括根据精准放线成果实施精准布孔；所述钻孔验收是对已实施完成的钻孔实施逐孔验收，并计算爆破药量和电子雷管量，再绘制起爆顺序图纸；所述实施爆破是按照计算出的爆破药量进行装药填塞，按照起爆顺序图纸进行连线，实施微差爆破。

[0021] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤二中，所述分采质量控制，运用钻孔取样分析，钻孔取样是按孔凿岩碎屑混匀后，逐孔单排/样进行。

[0022] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤二中，所述分运过程是按发布调度指令、班前会上落实和实施分铲分装分运三个环节进行。

[0023] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤三中，所述分运过程质量控制，运用车板取样分析，车板取样是按照不同类型矿石，实施5车/铲进行。

[0024] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤四中，所述分堆过程是按照货场分区方案、树立分堆标识标牌、根据调度指令分别堆放三个环节进行。

[0025] 优选的，采矿过程“五分法”所述步骤四中，分堆矿石质量控制，运用货场综合取样分析，货场综合取样是按照3m*3m的网度进行布点，实施网格法取样。

[0026] 优选的，所述分析取得样品是分析取得样品的成分，对样品的品级定级。其中对地质刻槽取样分析，掌握各品级矿石在井下空间展布、储量及质量分布情况；对钻孔取样分析，了解单次回采矿石品位，验证各品级矿石在井下空间展布、储量及质量与地质刻槽样，如有差异，更新矿石品级的分布；对车板取样分析复核单次回采矿石品位，进一步验证与钻孔样的差异，同时可将车板样、钻孔样作为矿石贫化率的参考依据，也是保证分堆品级的依据；对货场综合取样分析，结合对地质刻槽取样、钻孔取样和车板取样的分析，确定货场的矿石品级，做到对矿石品质精准掌握。

[0027] 实施例1中瓮安大信北斗山磷矿使用本发明方法后，于2018年大大增加了利润，具体内容见下表：

[0028] 瓮安大信北斗山磷矿2018年实施“五分法”采矿实现利润增加统计表[0029]

[0030] 从上表可知，将不同类型、不同品级的矿单独开采后分销，其销售单价会远超同期单价，可为企业大幅度增加收入。单2018年瓮安大信北斗山磷矿就利用本发明方法增加利润700余万元。此外，客户对瓮安大信北斗山磷矿所提供的a2层矿和b1层矿的满意度达100％，反映了用本发明方法实施效果非常好。

[0031] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0032] 1、本发明基于对复杂磷矿的环境、构造和矿石的特征等因素的研究，结合磷及磷化工行业的需求。把复杂磷矿的a层矿分为了a1层矿和a2层矿，把b层矿分为了b1层矿和b2-4层矿。应用本发明中分级、分采、分运、分堆和分用的采矿过程“五分法”可将各类型和品级的磷矿分别开采出来，成功解决了矿体矿石类型复杂的开采难题，能够使矿石资源得到综合、高效的利用。

[0033] 2、本发明通过现有的地质编录方法，测出复杂磷矿的a层矿和b层矿，然后通过地质刻槽取样，再根据目视化标定方法，将根据取样颜色将a层矿中目视为黑色、灰黑色薄板状的砂泥质磷块岩标定为a1层矿，深黑色、黄褐色薄板状的砂泥质磷块岩标定为a2层矿；将b层矿中目视为黑色、灰黑色致密状的磷块岩、泥质磷块岩标定为b1层矿，灰色、灰白色和灰黑色的条硅质、白云质磷块岩标定为b2-4层矿。即可实现对矿品级的分级，分级方法非常简单。

[0034] 3、本发明对复杂磷矿的分级，不仅基于其物理的颜色和结构性质，也基于其化学性质。其中a1层矿中P2O5品位为15-24.5％，氧化镁含量比较低，硅及倍伴氧化物(AL2O3、Fe2O3)杂质较高；a2层矿中P2O5品位为23.5-30.64％；硅及倍伴氧化物(AL2O3、Fe2O3)含量较高；b1层矿中P2O5品位为25.6-34.5％，碳及倍伴氧化物(AL2O3、Fe2O3)含量较高；b2-4层矿中P2O5品位为16.5-34.5％，氧化镁含量较高。还基于了各层矿的用途，其中a1层矿经选矿提质后可用于生产磷酸，制造低端磷肥；a2层矿经粗碎成颗粒后能直接用于生产黄磷；b1层矿可用于低品位配矿入选，也可用于生产磷酸，制造低端磷肥；b2-4层矿经选矿后可用于生产高品质食品级、电子级磷酸及高端磷肥。所以，本发明对磷矿层的划分合理且具有科学性。

[0035] 4、经过本发明对磷矿的分采，可直接对各类型、品级磷矿进行分用，即企业可为矿石的类型和品级进行单独定价，不再统一销售，将不同的矿石给不同需求的厂家，提升矿石的价值。

[0036] 5、本发明方法中提出了实施生产矿石质量管控“四步法”，包括对地质刻槽取样、钻孔取样、车板取样和货场综合取样。通过对地质刻槽取样的分析，可以全面掌握各品级矿石在井下空间展布、储量及质量分布情况；对钻孔取样进行分析，可以有效起到摸清单次回采矿石品位的作用，进一步验证各品级矿石在井下空间展布、储量及质量与地质刻槽样的差异；对车板取样进行分析可起到复核单次回采矿石品位的作用，进一步验证与钻孔样的差异，同时可将车板样、钻孔样作为矿石贫化率的参考依据，也是保证分堆品级的依据；场综合取样是按照3m*3m的网度进行布点，实施网格法取样，进一步了解分堆矿石的品质。同时，开展对钻孔取样、车板取样和货场综合取样的数据进行分析，做到精准掌握，作为矿石分用销售价格的参考依据，可实现高低品级矿石质量最优化和价值最大化。

[0037] 6、本发明很适合于复杂沉积型磷矿的开采，将矿石优分为a1、a2、b1和b2-4四种类型，经过实践，年产50万t的瓮安大信北斗山磷矿，采用本方法进行采矿，2018就实现增收盈利700多万，说明本发明具有很高的经济效应。其他磷矿山赋存矿体与瓮安大信北斗山磷矿类似的，均可推广实施本发明方法，以实现矿石价值最大化，提高矿产资源综合、高效的利用，可见本发明还具有很高的市场前景。

[0038] 综上所述：本发明提出了采矿过程“五分法”和质量管控“四步法”，将复杂沉积型磷矿优分为a1、a2、b1和b2-4四种类型，分级合理，适用复杂磷矿的，分别开采出各种类型和品级的磷矿石，可直接提供给不同需求的厂家，实现了对矿石资源综合、高效的利用，使矿石的价值达到最大化，而且还具有经济效益高，市场前景好的优点。

附图说明

[0039] 图1是实施例1的采矿过程流程图。

具体实施方式

[0040] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。对于未特别注明的结构或工艺，均为本领域的现有技术。

[0041] 实施例1。一种复杂矿体的采矿方法，本方法在瓮安大信北斗山磷矿进行实施。瓮安大信北斗山磷矿位于瓮安县银盏镇玉华社区岩根河村北斗山，属于瓮福(集团)有限责任公司旗下的一个全资控股子公司，矿区面积0.083km2，资源储量为1294.57万t，矿石平均品位25.52％，开采方式为地下开采，开采规模为50万t/a，开拓方式为平硐-斜坡道开拓，采矿方法为上向分层充填采矿法。

[0042] 开采过程具体如下：

[0043] 步骤一：分级，该矿山采取产学研结合的方式，聘请贵州省地质矿产勘查开发局104地质大队专家团队对矿山井下地质构造、矿石成因、结构、类型、成分、颜色等研究分析。
共计编录巷道2600余米，刻槽取样630余组，分析样品1920余个，全面掌握矿石赋存变化规律，结合磷及磷化工行业终端产品对矿石原材料的需求，精准的把井下矿石分为a1、a2、b1和b2-4四级，并进行了目视化标定，实现分级。

[0044] 具体分级结果如下

[0045] 1、a1层矿，呈似层状产出，黑色、灰黑色薄板状砂泥质磷块岩，成薄板状、条纹状、层纹状构造，塑性细砂碎屑结构，平均厚度9.83m，品位(P2O5)15-24.5％，平均品位21.23％，氧化镁含量比较低，硅及倍伴氧化物(AL2O3、Fe2O3)杂质较高。该级别矿须选矿提质后方可使用，主要用于生产磷酸，制造低端磷肥。

[0046] 2、a2层矿，呈似层状产出，深黑色、黄褐色薄板状砂泥质磷块岩，成薄板状、条纹状构造，塑性细砂碎屑结构，平均厚度8.34m，品位(P2O5)23.5-30.64％，平均品位25.91％，硅及倍伴氧化物(AL2O3、Fe2O3)含量较高。该级别矿粗碎成颗粒后主要用于生产黄磷。

[0047] 3、b1层矿，呈似层状产出，黑色、灰黑色致密状磷块岩、泥质磷块岩，成致密状、碎屑状结构，平均厚度6.09m，品位(P2O5)25.6-34.5％，平均品位27.94％，碳及倍伴氧化物(AL2O3、Fe2O3)含量较高。该级别矿一般用于低品位配矿入选，主要用于生产磷酸，制造低端磷肥。

[0048] 4、b2-4层矿，呈似层状产出，灰色、灰白色、灰黑色条硅质、白云质磷块岩，成条带状、团块状、碎屑状、假鲕状结构，平均厚度10.65m，品位(P2O5)16.5-34.5％，平均品位23.45％，氧化镁含量较高。该级别矿经选矿后主要用于生产高品质食品级、电子级磷酸及高端磷肥。

[0049] 步骤二：分采，根据矿石分级成果，及时调整了采掘充技术计划，细化了单个矿房分采设计方案，逐步优化炮孔孔网参数，降低炮孔偏斜率、矿石大块率及废石混入率，极大提高矿石回收率。在分采实施过程中，按照单体设计-施工交底-按图施工-钻孔验收-实施爆破五个环节控制，实现分采。

[0050] 具体分采过程如下：

[0051] 1、对a1、a2、b1和b2-4分级成果，编制完成单个矿房的回采设计方案，细化到排距、孔深、孔距、孔角度及装药系数；

[0052] 2、按照细化方案和图纸进行施工交底，并利用测量仪器等手段对钻孔实施精准放线；

[0053] 3、监督钻孔施工工人放线成果实施精准布孔；

[0054] 4、对已实施完成的钻孔实施逐孔验收，计算爆破药量和电子雷管量，并绘制起爆顺序图纸；

[0055] 5、按照装药量设计进行装药填塞，按照起爆顺序图纸进行连线，实施微差爆破，对a1、a2、b1和b2-4进行分采，减少废石及相互混入。

[0056] 步骤三：分运，根据矿石分采量，及时制定并下发《价值调度信息管理办法》，提高了每日生产配矿计划精准指导，明确了每日铲装、运输等任务指令，并在班前会中落实，使井下铲装、运输环节简单清晰不出错，实现矿石分运。

[0057] 步骤四：分堆，根据矿石分运量和质，配套出台了大信货场、南洋货场分堆方案，将货场按照品级进行分类堆存管理，在货场上方树立分堆标识牌，运输作业按照任务指令按区堆存，实现矿石分堆。

[0058] 步骤五：分用，根据分堆成果，各品级矿按照该矿的价格和应用进行分别销售，实现分用和矿石价值最大化。

[0059] 并且在实施生产过程中为实现矿石质量最优化，采矿过程中进行了进行了质量管控“四步法”，即矿石地质刻槽样-钻孔样-车板样-货场综合样。具体取样分析手段和作用如下：

[0060] (1)地质刻槽取样

[0061] 作为生产矿石质量管控第一步，地质刻槽样是采用宽*厚(10cm*5cm)进行刻槽，按2m/样的方式对垂直矿体走向的穿脉巷道进行取样分析，全面掌握各品级矿石在井下空间展布、储量及质量分布情况。

[0062] (2)钻孔取样

[0063] 作为生产矿石质量管控第二步，钻孔样是按照矿房回采设计，对炮孔凿岩碎屑逐孔单排/样的方式进行取样分析，有效起到摸清单次回采矿石品位的作用，进一步验证各品级矿石在井下空间展布、储量及质量与地质刻槽样的差异。

[0064] (3)车板取样

[0065] 作为生产矿石质量管控第三步，车板样是对井下分采矿石在井口按照5车/铲进行取样分析，起到复核单次回采矿石品位的作用，进一步验证与钻孔样的差异，同时可将车板样、钻孔样作为矿石贫化率的参考依据，也是保证分堆品级的依据。

[0066] (4)货场综合取样

[0067] 作为生产矿石质量管控第四步，也是最关键的一步，货场综合样是对货场按网格法取样，并利用前三步分析矿石样品值进行综合分析，作为矿石分用销售价格的参考依据，实现了高低品级矿石质量最优化，价值最大化。