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摘要：矿石损失率和贫化率是衡量采出矿石质量情况和资源利用水平的两个主要约束性技术指标。分析造成露采矿石高损失率和高贫化率原因，发现开采过程中使用的开采技术对“两率”有着重要的影响，因此如何降低损失贫化率需要从研究分析新的开采思路，改进和完善开采技术入手，不断降低矿石的损失率和贫化率，以提高单位开采率和经济社会效益。本文笔者结合丰富的矿产采掘技术研究经历，以某中型露天铁矿床开采为例分析了其在开采过程中的高损失率和高贫化率原因，希望为同行提供一些思考。
关键词：开采技术；露采矿石；损失率；贫化率
近几年随着地质勘探技术和矿产采掘技术的不断突破，我国矿产采掘业也得到了突飞猛进的发展，资源性产业已成为国民经济的支柱性产业。我国目前在矿产资源开采与利用上的现状是一端是资源的粗放式开采造成大量高品位资源浪费和低利用率，另一端却是是大量进口诸如铁矿等常规矿产资源，导致产业发展受制于人，也制约着产业结构的调整升级[1]。从技术角度上说，损失贫化是矿石开采中常见的现象，是影响开采矿石的品味的两个重要指标，而开采技术则是导致矿石损失贫化原因中重要人为可控因素，因此分析开采技术对露天矿石采矿石损失和贫化的影响，是解决矿石损失贫化，提升采出矿石的质量和资源利用程度的重要思路。本文以某露天矿山开采为例分析了开采技术对矿石损失和贫化的影响，希望为广大矿山开采企业提供一些借鉴[2]。
一、矿石损失贫化概念介绍及原因分析
（一）矿石贫化概念理解
所谓的矿石贫化，专业上指废石混入矿石中或矿石中高品位的矿石损失，导致开采出的矿石的品味低于开采前工业储量中矿石品味的一种现象。而工业矿石品味与采出矿石品味之差与工业品位的比值以百分数表示即为贫化率。一般而言，废石混入是导致采出矿石贫化的主要原因。
（二）原因分析
结合损失贫化概念，归纳导致开采出矿石损失贫化因素，主要有以下几个方面：
（1）矿区地质环境影响
矿区地质环境一般指向的是地质构造情况、矿体埋藏的深度、倾角和形态等，这些天然因素常常導致非开采损失和贫化，属不可控原因。如本文举例的该矿山为断裂构造发育，矿体呈现多个夹层，且矿体被错断和拉薄。顶底板围岩也不太稳固，其边角部分由于矿体厚度等原因无法开采，因此常常出现矿石非开采损失和贫化[3]。
（2）开采技术影响
开采技术涉及到开采工艺、开采程度和开采技术参数等，是当前制约开采出矿石品位和利用程度的重要因素。如本文举例的该矿石先后采用了高分段、回采进路间距和崩矿步距的开采方式，均出现的一些问题。崩矿步距法缺陷在于，党崩矿步距偏大时，容易造成托球体与废石相混，混合矿石放出会造成一次性大量放矿损失，而当步距偏小时，椭球体混入废石的混合矿在被放出时会切断上部矿石的流入，同样会出现一次性大量放矿损失。以上三种开采方式都是该矿石在开采过程遭遇的技术瓶颈，其实也代表着众多矿山开采中出现损失贫化现象的技术障碍[4]。
（3）技术管理措施不到位
管理上不到位体现在开采人员乃至技术人员对降低损失贫化的认识存在淡薄和偏差。许多小型矿山重开采轻降损贫，也有一些矿床条件差的矿山开采时，存在重贫化轻损失的现象，甚至以增大损失来降低贫化，目的是提高开采矿石的品位。还有一些原因是技术管理措施不到位，对开采设计不合格，施工组织不合规范造成人为损失和贫化。
二、开采技术对露采矿石损失和贫化的影响分析
矿石损失率和贫化率是一个技术参数，依据参数值和变量是分析开采技术对矿石损失贫化率的前提。
（一）矿石损失率、贫化率计算公式
γ=Qs/Qd*100%,
Σ=Qα/(Qd-Qs+Qα)*100%.
在以上两个公式中，γ为损失率；Σ为贫化率；Qs表示开采区损失的地质矿量，单位为t；Qd表示开采区的地质含量，单位为t；Qγ表示混入围岩量，t。而以上公式中涉及到得变量Qs、Qd、Qγ等均可借助几何图形予以推导，限于论文字数在此不作赘述。在公式推导过程中涉及到其他的变量还有α、β、H、M、Hn，其中α表示矿岩接触面倾角；β表示采剥分界面倾角；H表示采矿台阶高度，单位为m；M表示为矿体水平厚度，单位为m；Hn 为采剥分界面含矿部分的高度。
（二）影响矿石损失和贫化的几个技术因素分析
从上面涉及到得技术参数和公式来看，矿石损失率和贫化率是一个多元函数，分析技术因素对矿石损失贫化率影响因此需要以参数对比为基准。本文举例的该矿山在开采过程中为了分析技术参数在影响矿石损失率和贫化率中的作用，特设置了一组便于计算的参数值。如下表1。
表1 基本参数值
参数名称 α(°) β(°) H(m) M(m) X(m) Hn(m)
参数值 45° 65° 10 7.5 3.2 4
(1)作业面推进方式对损贫率的影响
依据损贫率计算公式，结合上表1的参数值，计算出采取不同的作业面推进方式对损贫率的不同表现，见下表2.
表2 基于三种作业面推进方式的损贫率计算结果
矿体倾角(°) 推进方式 贫化率(%) 相对率(%) 损失率(%) 相对率(%)
35 上盘至下盘 35.95 0 20.25 0
下盘至上盘 59.46 +65.3 38.87 97.1
顺沿走向 48.73 +34.72 29.97 +48.62
55 上盘至下盘 10.27 0 5.02 0
下盘至上盘 41.85 +301.3 24.67 +398
顺沿走向 51.20 +296.5 0 -100
75 上盘至下盘 8.97 0 4.87 0
下盘至上盘 27.76 +226.34 16.34 +269.3
顺沿走向 50.12 +480.7 0 -100
由上表2可以看出，作业面推进方式与矿石损失贫化有着显著的直接关系。横向上，在矿床地质条件相同的前提下，不同的作业面推进方式会造成很大的矿石损失率和贫化率差异；下盘向上盘推进比上盘向下盘推进造成的损失率和贫化率也随之增大，甚至接近5倍，而沿矿体面推进，损失率则降为零，而贫化率却增加50%左右。由此可以得出，采取与上盘至下盘的作业面推进方式比任何方式都能有效地降低矿石损失率和贫化率。
（2）台阶高度变化与矿石损失贫化之间的关系
根据上文矿石损失和贫化推导计算公式来看，矿石损失率和贫化率与台阶高度（H）呈正相关关系。因此，在开采参数一定的情况下，降低台阶高度可大幅度减小矿石损失贫化率。
（3）分爆面倾角对矿石损失贫化的影响
作业面在由上盘向下盘推进时，分爆线位置并未随分爆面倾角的变化而变化。但当分爆线位置固定不动时，单改变矿岩分爆面角度只能降低矿石损失或贫化，无法实现损失和贫化率双下降；然而，在上盘向下盘推进时，同时确保分爆线也随矿岩分爆面角度变化而变化，那么在这种状态下可同时实现矿石损失率和贫化率下降或升高。
三、结语
本文采用函数公式来推导来分析影响矿石损失率和贫化率的一些参数，实现了复杂问题的简单化，而且逻辑情况地说明了上文提到到几个技术因素与矿石损失贫化之间的内在联系，从而为采矿企业降低露天矿开采中易出现的损失贫化现象提供了解决思路，具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 周寿中，邱华华，苏金禄. 浅谈露天开采损失与贫化的关系[J]. 黑龙江科技信息. 2010(29): 29.
[2] 张艳，敖慧斌. 低品位露天金矿中损失与贫化率的控制[J]. 露天采矿技术. 2009(5): 29-41.
[3] 戚文革，李长权，张维涛，等. 浅析降低吉恩镍业大岭矿矿石贫化率和损失率的有效途径[J]. 有色矿冶. 2008(6): 19-20.
[4] 陈晶晶，刘畅，伏岩. 露天开采凌乱矿脉矿石贫化及损失控制措施探究[J]. 露天采矿技术. 2008(6): 21-23.
关键词：开采技术；露采矿石；损失率；贫化率
近几年随着地质勘探技术和矿产采掘技术的不断突破，我国矿产采掘业也得到了突飞猛进的发展，资源性产业已成为国民经济的支柱性产业。我国目前在矿产资源开采与利用上的现状是一端是资源的粗放式开采造成大量高品位资源浪费和低利用率，另一端却是是大量进口诸如铁矿等常规矿产资源，导致产业发展受制于人，也制约着产业结构的调整升级[1]。从技术角度上说，损失贫化是矿石开采中常见的现象，是影响开采矿石的品味的两个重要指标，而开采技术则是导致矿石损失贫化原因中重要人为可控因素，因此分析开采技术对露天矿石采矿石损失和贫化的影响，是解决矿石损失贫化，提升采出矿石的质量和资源利用程度的重要思路。本文以某露天矿山开采为例分析了开采技术对矿石损失和贫化的影响，希望为广大矿山开采企业提供一些借鉴[2]。
一、矿石损失贫化概念介绍及原因分析
（一）矿石贫化概念理解
所谓的矿石贫化，专业上指废石混入矿石中或矿石中高品位的矿石损失，导致开采出的矿石的品味低于开采前工业储量中矿石品味的一种现象。而工业矿石品味与采出矿石品味之差与工业品位的比值以百分数表示即为贫化率。一般而言，废石混入是导致采出矿石贫化的主要原因。
（二）原因分析
结合损失贫化概念，归纳导致开采出矿石损失贫化因素，主要有以下几个方面：
（1）矿区地质环境影响
矿区地质环境一般指向的是地质构造情况、矿体埋藏的深度、倾角和形态等，这些天然因素常常導致非开采损失和贫化，属不可控原因。如本文举例的该矿山为断裂构造发育，矿体呈现多个夹层，且矿体被错断和拉薄。顶底板围岩也不太稳固，其边角部分由于矿体厚度等原因无法开采，因此常常出现矿石非开采损失和贫化[3]。
（2）开采技术影响
开采技术涉及到开采工艺、开采程度和开采技术参数等，是当前制约开采出矿石品位和利用程度的重要因素。如本文举例的该矿石先后采用了高分段、回采进路间距和崩矿步距的开采方式，均出现的一些问题。崩矿步距法缺陷在于，党崩矿步距偏大时，容易造成托球体与废石相混，混合矿石放出会造成一次性大量放矿损失，而当步距偏小时，椭球体混入废石的混合矿在被放出时会切断上部矿石的流入，同样会出现一次性大量放矿损失。以上三种开采方式都是该矿石在开采过程遭遇的技术瓶颈，其实也代表着众多矿山开采中出现损失贫化现象的技术障碍[4]。
（3）技术管理措施不到位
管理上不到位体现在开采人员乃至技术人员对降低损失贫化的认识存在淡薄和偏差。许多小型矿山重开采轻降损贫，也有一些矿床条件差的矿山开采时，存在重贫化轻损失的现象，甚至以增大损失来降低贫化，目的是提高开采矿石的品位。还有一些原因是技术管理措施不到位，对开采设计不合格，施工组织不合规范造成人为损失和贫化。
二、开采技术对露采矿石损失和贫化的影响分析
矿石损失率和贫化率是一个技术参数，依据参数值和变量是分析开采技术对矿石损失贫化率的前提。
（一）矿石损失率、贫化率计算公式
γ=Qs/Qd*100%,
Σ=Qα/(Qd-Qs+Qα)*100%.
在以上两个公式中，γ为损失率；Σ为贫化率；Qs表示开采区损失的地质矿量，单位为t；Qd表示开采区的地质含量，单位为t；Qγ表示混入围岩量，t。而以上公式中涉及到得变量Qs、Qd、Qγ等均可借助几何图形予以推导，限于论文字数在此不作赘述。在公式推导过程中涉及到其他的变量还有α、β、H、M、Hn，其中α表示矿岩接触面倾角；β表示采剥分界面倾角；H表示采矿台阶高度，单位为m；M表示为矿体水平厚度，单位为m；Hn 为采剥分界面含矿部分的高度。
（二）影响矿石损失和贫化的几个技术因素分析
从上面涉及到得技术参数和公式来看，矿石损失率和贫化率是一个多元函数，分析技术因素对矿石损失贫化率影响因此需要以参数对比为基准。本文举例的该矿山在开采过程中为了分析技术参数在影响矿石损失率和贫化率中的作用，特设置了一组便于计算的参数值。如下表1。
表1 基本参数值
参数名称 α(°) β(°) H(m) M(m) X(m) Hn(m)
参数值 45° 65° 10 7.5 3.2 4
(1)作业面推进方式对损贫率的影响
依据损贫率计算公式，结合上表1的参数值，计算出采取不同的作业面推进方式对损贫率的不同表现，见下表2.
表2 基于三种作业面推进方式的损贫率计算结果
矿体倾角(°) 推进方式 贫化率(%) 相对率(%) 损失率(%) 相对率(%)
35 上盘至下盘 35.95 0 20.25 0
下盘至上盘 59.46 +65.3 38.87 97.1
顺沿走向 48.73 +34.72 29.97 +48.62
55 上盘至下盘 10.27 0 5.02 0
下盘至上盘 41.85 +301.3 24.67 +398
顺沿走向 51.20 +296.5 0 -100
75 上盘至下盘 8.97 0 4.87 0
下盘至上盘 27.76 +226.34 16.34 +269.3
顺沿走向 50.12 +480.7 0 -100
由上表2可以看出，作业面推进方式与矿石损失贫化有着显著的直接关系。横向上，在矿床地质条件相同的前提下，不同的作业面推进方式会造成很大的矿石损失率和贫化率差异；下盘向上盘推进比上盘向下盘推进造成的损失率和贫化率也随之增大，甚至接近5倍，而沿矿体面推进，损失率则降为零，而贫化率却增加50%左右。由此可以得出，采取与上盘至下盘的作业面推进方式比任何方式都能有效地降低矿石损失率和贫化率。
（2）台阶高度变化与矿石损失贫化之间的关系
根据上文矿石损失和贫化推导计算公式来看，矿石损失率和贫化率与台阶高度（H）呈正相关关系。因此，在开采参数一定的情况下，降低台阶高度可大幅度减小矿石损失贫化率。
（3）分爆面倾角对矿石损失贫化的影响
作业面在由上盘向下盘推进时，分爆线位置并未随分爆面倾角的变化而变化。但当分爆线位置固定不动时，单改变矿岩分爆面角度只能降低矿石损失或贫化，无法实现损失和贫化率双下降；然而，在上盘向下盘推进时，同时确保分爆线也随矿岩分爆面角度变化而变化，那么在这种状态下可同时实现矿石损失率和贫化率下降或升高。
三、结语
本文采用函数公式来推导来分析影响矿石损失率和贫化率的一些参数，实现了复杂问题的简单化，而且逻辑情况地说明了上文提到到几个技术因素与矿石损失贫化之间的内在联系，从而为采矿企业降低露天矿开采中易出现的损失贫化现象提供了解决思路，具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 周寿中，邱华华，苏金禄. 浅谈露天开采损失与贫化的关系[J]. 黑龙江科技信息. 2010(29): 29.
[2] 张艳，敖慧斌. 低品位露天金矿中损失与贫化率的控制[J]. 露天采矿技术. 2009(5): 29-41.
[3] 戚文革，李长权，张维涛，等. 浅析降低吉恩镍业大岭矿矿石贫化率和损失率的有效途径[J]. 有色矿冶. 2008(6): 19-20.
[4] 陈晶晶，刘畅，伏岩. 露天开采凌乱矿脉矿石贫化及损失控制措施探究[J]. 露天采矿技术. 2008(6): 21-23.