50年一遇的强降雨迫使露天矿停止运营

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文章摘要

嘉能可（Glencore）因强降雨暂停了澳大利亚麦克阿瑟河（McArthur River）锌铅矿的运营，这可能进一步收紧全球锌精矿供应。该矿是一个由地下转为露天开采的矿场，洪水可能对边坡稳定性产生重大影响。嘉能可在澳大利亚运营着多个矿场，包括即将关闭的Mount Isa Mines铜矿和在秘鲁的Antamina铜矿。麦克阿瑟河矿是澳大利亚北部地区的大型锌铅矿床，由地下开采转为露天开采。矿床地质结构复杂，包括多个矿体和褶皱带。

该矿的锌和铅精矿主要在麦克阿瑟河选矿厂加工后运往国际市场。尽管该矿曾采用房柱法和分段空场采矿法，但露天开采的推进使得地下采空区成为管理的重大隐患。参考文献提供了关于麦克阿瑟河矿的地质调查、地下水建模、露天采矿安全和风险管理策略的详细信息。特别是，分析了确定露天采矿作业安全工作顶柱厚度的方法，如灾难性破坏分析（CFA）和比例跨度分析（SSA），以及如何管理历史上的地下采空区。此外，还有关于脚墙边坡稳定性的三维数值分析，这些研究对于确保矿场安全运营至关重要。

正文

1. 引言

受强降雨的影响，嘉能可(Glencore)暂停了澳大利亚麦克阿瑟河(McArthur River)锌铅矿的运营，此次暂停可能导致全球锌精矿得供应进一步收紧。据称该地区本周的降雨量超过了1974年创下的纪录，嘉能可正在监测该地区的洪水并评估运营现场的影响。麦克阿瑟河锌铅矿目前是一个露天矿，该矿是由地下开采转为露天开采的，猜想这也是嘉能可暂停运营时考虑的其中一个因素，一旦洪水灌入采空区，将会对边坡稳定性产生重大影响。

值得一提的是，在加拿大也有一个名为McArthur River的矿山，不过那个矿【2024年全球铀产量大幅增加 | McArthur River铀矿】是一个地采铀矿。事实上，英联邦国家中有许多相同的地名，例如比较著名的地名是牛津和剑桥，这可能受早期移民"眷恋家乡"的影响。

嘉能可(Glencore)运营着澳大利亚最大的地下铜矿Mount Isa Mines，使用的主要采矿方法是分段崩落法，开采深度接近2000米，不过该矿经过60年的运营后将于2025年关闭【胶结充填采矿法的鼻祖---伊萨山地下铜矿(Mount Isa Mines)即将关闭】。此外，嘉能可也参与秘鲁的安塔米纳矿(Antamina mine)的运营【秘鲁批准投资20亿美元的Antamina铜矿扩建项目 | 尾矿坝高度240m】。

2. 麦克阿瑟河锌铅矿(MRM)

麦克阿瑟河矿(McArthur River Mine, MRM)位于澳大利亚北部地区(Northern Territory)达尔文东南约 970 公里处，是已知最大的地层沉积型锌铅矿床。沉积物由不同层位的白云质、沥青质、黄铁矿页岩和角砾岩组成，整个沉积物中夹有凝灰岩层。矿床厚约 55 米，分为八个矿体。拟建矿坑区域内有两个主要褶皱带，即西部边缘的上褶皱带和东部边缘的下褶皱带或铰链带，在褶皱之间，矿床向东南倾斜 10-30° 。

MRM包括一个露天矿和选矿厂。锌和铅在麦克阿瑟河矿开采和加工，然后运输到卡奔塔利亚湾的 Bing Bong 装载地，从那里矿物被运往国际各地。根据最新的生产报告，该矿去年生产了 262,200 吨锌精矿和 50,400 吨铅精矿。与此同时，今年1月，True North Copper与嘉能可国际公司就其位于澳大利亚昆士兰州的Cloncurry铜矿项目签署了两项协议，根据具有约束力的承购协议，嘉能可将从该项目购买100%的铜精矿。

MRM矿床于1995年开始地下开采，2006 年转为露天开采。地下开采针对高品位矿石采用房柱法，在适当的情况下，还采用了分段空场采矿法。地下开采关闭后，均采用露天开采。不过，随着露天开采的逐步推进，历史上形成的地下采空区已成为一个需要管理的重大隐患。

3. 参考

[1] (2004) Report on Geotechnical Investigation Detailed Feasibility Study Mcarthur River Mine Expansion Project Mcarthur River, Northern Territory.

[2] (2012) Quantifying The Effect of Localized Depressurization On A Deep Underground Orebody At The Mcarthur River Mine Through Cross Hole Hydraulic Testing And Groundwater Modeling.

[3] (2016) Open Pit Mining through Historic Underground Workings.

[4] (2018) Risk management strategies for open pit mining through historic underground workings.

[5] (2020) Evaluation and management of toppling failures at the McArthur River Mine, Northern Territory.

[6] (2021) Mining through historic underground workings and systematic void management processes at McArthur River Mine.

本文讨论了用于确定露天采矿作业安全工作顶柱厚度的分析方法以及以及面临的独特挑战。MRM用于确定安全工作水平的主要分析方法是灾难性破坏分析 (CFA) 和比例跨度分析 (SSA)。灾难性破坏分析（CFA）利用膨胀系数来表示完整岩石和破碎岩石之间的体积增长，考虑了顶柱的渐进破坏，并确定破坏事件是否会发展到地表；SSA 是一种基于岩体质量和比例跨度的经验方法，这种方法以前作过详细讨论【地下金属矿顶柱稳定性分析(Crown Pillar Stability Analysis)；顶柱的经验比例跨度设计方法(Scaled Span Design Method)】。

[7] (2024) 3D numerical stability analysis of a footwall slope at the McArthur River Mine.

来源：计算岩土力学

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首次发布时间：2024-03-31