广西某银矿选矿流程精益化管理研究

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.01.121

广西某银矿选矿流程精益化管理研究

唐善茂¹^,², 刘明凯¹, 王新宇²

1. 桂林电子科技大学，广西桂林 541010

2. 广西壮族自治区地质矿产勘查开发局，广西南宁 530023

Research on the Lean Management of a Silver Ore Dressing Process in Guangxi

TANG Shanmao¹^,², LIU Mingkai¹, WANG Xinyu²

1. Guilin University of Electronic and Technology，Guilin 541010，Guangxi，China

2. Guangxi Bureau of Geology and Mineral Prospecting and Exploitation，Nanning 530023，Guangxi，China

收稿日期: 2018-04-27 修回日期: 2018-08-13 网络出版日期: 2019-03-11

Received: 2018-04-27 Revised: 2018-08-13 Online: 2019-03-11

作者简介 About authors

唐善茂（1965-），男，湖北仙桃人，教授，从事地勘经济发展管理与研究工作tsm@guet.edu.cn 。

摘要

矿山选矿阶段作为矿石的主要加工处理过程，是影响矿石精矿品位和矿山经济效益的重要因素，选矿流程管理不当会造成矿石精矿品位降低和矿山经济效益的流失。通过分析广西某银矿山选矿流程现状，运用鱼刺图分析法列举该流程面临的主要问题，并进一步利用解释结构模型ISM（Interpretive Structure Modeling）流程分析法找出瓶颈影响因素。模型分析结果表明，该银矿选矿流程存在的最主要问题是精益理念不强、现场管理不当和原矿石品位低，并针对模型分析结论提出该银矿选矿流程精益化管理建议。

关键词： 银矿 ; 选矿流程 ; 鱼刺图 ; 解释结构模型 ; 精益化管理

Abstract

With the deepening of supply-side structural adjustment of mining economy, the resource reserves are decreasing and the environmental protection requirements are becoming increasingly stringent.The traditional quantitative，technology-oriented mining production activities is adjusted to the level of technology and management mode innovation.The scientific management mode of mining and dressing production, mining rights, mineral products trading and other production value-added activities in the traditional mining industry is also constantly being innovated and optimized. As the main processing process of ore, the mineral dressing stage is an important factor that affects the grade of ore concentrate and the economic benefit of mine.Improper management of ore dressing process will lead to the decrease of ore concentrate grade and the loss of mine economic benefit.Lean management of mine beneficiation process is of great significance.The research object is the second largest independent silver mine in China.With more than 20 years of resource extraction and separation, and because located in the disputed area of the nature reserve, the mine is obviously restricted by reserves and environmental protection.The ore dressing production process is relative perfect and the scientific management mode is applied. In order to further find out the reasons for the loss of economic benefits of the mine，provide reference for the lean management of the mine beneficiation process，the mine dressing production process was selected as the research object.The process of ore dressing production was express by using flow chart，the problems existing in the process of ore dressing was solicited with Delphi method，then the main problems in this process were listed by fish-prick-graph analysis method.Interpretive Structure Modeling is further used to distinguish the influencing factors at different levels,and identify the bottleneck factors.The results show that，the low grade of raw ore and the improvement of tailings treatment will lead to the loss of benefit directly.Low efficiency of automatic operation and equipment aging degree will affect tailings treatment significantly.The main problem in the process is that the lean idea is not strong and the field management is not good.Based on the conclusion of model analysis,some suggestions on lean management of the silver ore dressing process are put forward.Firstly，constructing lean core ideaSecondly，carrying out the scientific field management method in practice.

Keywords： silver ore ; dressing process ; bones diagram ; interpretive structure modeling ; lean management

PDF (4472KB) 元数据多维度评价相关文章导出 EndNote| Ris| Bibtex 收藏本文

本文引用格式

唐善茂, 刘明凯, 王新宇. 广西某银矿选矿流程精益化管理研究[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(1): 121-128 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.01.121

TANG Shanmao, LIU Mingkai, WANG Xinyu. Research on the Lean Management of a Silver Ore Dressing Process in Guangxi[J]. Gold Science and Technology, 2019, 27(1): 121-128 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.01.121

当下，我国矿业经济受资源储量和环境保护政策的双重约束，传统的“以量取胜”的矿业发展道路已经不能适应时代发展^[1]。矿山选矿作为保证精矿品位的重要处理过程，极易造成原矿石的浪费，从而导致经济效益的流失，同时，选矿流程管理不当也会造成环境破坏，不利于矿山可持续发展。注重矿山选矿流程的精益化管理，既能推进矿业市场低迷态势下的矿业经济稳步发展，也能为诸如深部开采的矿业创新发展奠定基础^[2]。

为提高矿山企业选矿生产效率，保障选矿效益最优，国内外学者们对选矿阶段的改善主要停留在工艺上的优化^[3,4,5,6,7]。随着管理科学技术的不断发展，也有众多学者在选矿生产中应用科学管理技术手段，陈保廉^[8]对加强选矿管理与提高生产效益之间的关系进行了研究；1997年纪洪斋等^[9]开始探索企业总体效益受选矿管理的影响程度，认为加强选矿管理能很大程度地提高企业经济效益；高利坤等^[10]对选矿厂的生产流程进行剖析，并对选矿厂管理系统的建立进行了研究；吴陆恒等^[11]对选矿厂的设备管理系统进行了设计研究，选矿生产管理得以进一步完善；随后，新兴互联网技术被用于矿山选矿管理系统效能的提高，选矿管理趋向效率化^[12,13]；黄志勇等^[14]开展了过程管理在选矿安全环保中的应用研究，矿山选矿管理理论研究进一步丰富。

本文选取广西某银矿选矿流程作为研究对象，运用典型管理和流程分析方法，对定性指标进行量化分析，确定选矿流程存在的问题，分析结果更具科学性；基于模型分析结果提出相应的精益化管理实施建议，对该矿山的可持续发展具有重要意义，为矿山选矿提供了创新管理思路。

1 矿山背景介绍

广西某银矿山原矿石成分复杂，是国内外银矿床中较为少见的矿物共生组合类型，银主要存在于硫锰矿和方铅矿中，并与菱锰矿和镁锰方解石相伴生，从矿山规模来看，该矿山是我国第二大银矿采场，广西区内第一大独立银矿^[15]。该银矿成立于1996年，由地勘单位、民营企业和地方政府三方共同持股组成，主要从事矿山开采和原矿石选矿业务，规模较大，软硬件条件及相关设施基础较好。由于经历了20余年的开采，目前矿山保有矿石量为62.81 $\times$ 10⁴ t，但是其中的25.38 $\times$ 10⁴ t氧化矿已经无法开采利用，保有的原生矿矿石量为37.43 $\times$ 10⁴ t，大部分属于边角矿块和保安矿柱，矿山资源储量正在逐年减少。同时由于受西大明山自然保护区确界影响，该矿山环境保护要求较高，未来发展方向亟待探索。

在储量限制和环境保护要求下，原矿石洗选业务精益化管理成为目前减少资源浪费、提高精矿品位、保护环境和避免经济效益流失的重要途径。该矿原矿石洗选作业流程主要包括原生矿石的破碎、磨矿和浮选，最终得到精矿和选矿废弃物（图1）。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1 广西某银矿选矿流程图

Fig.1 Mineral processing flow sheet of the sliver ore in Guangxi

2 选矿流程问题分析

该银矿选矿业务经历多年的发展，选矿生产流程较为完善，该矿山企业为了提高选矿产能，对选矿工艺进行了几次改进和技术革新，选矿厂洗选效率有所提高，但未对选矿流程的科学管理进行进一步的优化。随着原矿石储量降低和环境保护要求日趋提高，无法通过量的投入来保障选矿经济效益，同时，该选矿流程因管理不当导致的问题日益严重。运用德尔菲法及相关方法对该银矿面临的问题进行搜集，运用鱼刺图分析法列举选矿流程存在的问题，进一步利用ISM流程分析法找出选矿流程存在的最主要问题^[16,17]。

2.1 选矿流程存在的主要问题

通过查阅相关文献资料，结合实地调研，了解矿石选矿各个环节的作业环境及相关设施布局，选矿现场如图2所示。通过调查可知，选矿现场存在环境混乱、设施陈旧、人员散漫和物品摆放无序等问题。进一步根据经典德尔菲法并征询该矿山相关领导和专家组成员的意见^[18]，认为该矿山选矿经济效益的流失除了受矿石品位降低的影响外，管理及技术人员素质、硬件条件、技术方法和添加剂品质等多方面因素对选矿作业的整体影响亦较大，综合得到该银矿选矿流程主要存在5个方面的问题（表1）:（1）人员方面：精益理念不强、技术培训不到位和工作积极性不高；（2）机器设备方面：设备老旧程度高，设备维护频率低；（3）原料方面：原矿石品位低，氧化程度高，浮选药剂效果差；（4）管理方法：各车间缺乏沟通，现场管理不当，自动化作业效率低；（5）环境保护方面：车间环境差，现场器具摆放随意，尾矿处理有待加强。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2 选矿作业现场图

Fig.2 Scene graph of ore dressing process

表1 广西某银矿选矿流程存在问题分析

Table 1 Problem analysis of the silver ore dressing process in Guangxi

类别	问题	原因分析
人	精益理念不强	选矿工作人员未接受系统的精益理论培训，缺乏精益管理和生产思维
	技术培训不到位	部分工序工作人员不能适应当下岗位，未进行必要的岗前培训
	工作积极性不高	选矿流程自动化程度较高，工人空闲较多，容易产生懈怠情况
机	设备老旧程度高	设备工作年限较长，未及时更换
机	设备维护频率低	现场缺乏设备检修人员，维护主要由设备厂家进行
料	原矿石品位低	该矿开采年限较长，资源储量有限，开采出来的原矿石品位逐年降低
	原矿石氧化程度高	矿石品位降低，保有银矿石含氧化矿较多
	浮选药剂效果差	添加药剂主要为黑药和黄药，因添加比例不当、矿石复杂性导致浮选效率降低
法	各车间缺乏沟通	破碎、磨矿、浮选各车间相互独立，不能及时交换信息
	现场管理不当	选矿作业管理人员现场管理缺乏一定的科学性
	自动化作业效率低	由于各车间设备处理来料效率存在不同，流程化作业会导致部分设备空闲
环	车间环境差	车间修建年代早，未进行翻修和改善
	现场器具摆放随意	车间内大型设备固定摆放，其他器具按使用习惯摆放较为随意
	尾矿处理有待加强	尾矿处理设备老化，工人环保理念较为陈旧

新窗口打开| 下载CSV

2.2 鱼刺图分析法列举存在的问题

为了更直观地了解该银矿目前存在的问题，利用鱼刺图分析来突出人、机、料、法、环各方面存在的主要问题。

此外，为了进一步探究选矿流程存在的问题，准确判断该银矿选矿经济效益流失的主要问题，通过对专家组成员意见进行反复分析论证，结合选矿流程实地调研结果，系统化考量该流程存在的问题所得结果与前期调研分析结果一致，确定主要问题为精益理念不强、设备老旧、原矿石品位低、现场管理不当、自动化作业效率低和尾矿处理有待加强（图3）。

图3

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图3 选矿作业主要问题的鱼刺图分析

Fig.3 The fishbone diagram analysis of the mineral processing

2.3 基于ISM流程分析法的瓶颈因素探析

由于该银矿选矿为粗放式生产模式，选矿流程中存在的问题较为凌乱，且具有一定的关联性，可利用ISM流程分析法找出影响选矿经济效益的瓶颈因素，并对主要问题进行排序。

（1）确定主要问题之间的相互关系。定义P_i（i=0，1，2， $\dots$ ，6）为各影响因素，P₀为选矿经济效益，P₁为精益理念不强，P₂为设备老旧程度高，P₃为原矿石品位低，P₄为现场管理不当，P₅为自动化作业效率低，P₆为尾矿处理有待加强。图4表示各因素之间的相互关系，“V”代表行因素对列因素有影响，“A”表示列因素对行因素有影响，“X”表示因素间相互影响。

图4

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图4 各因素相互影响关系图

Fig.4 Relationship of each factor

（2）构建邻接矩阵及可达矩阵。根据图4关系图，用“1”表示行因素对列因素有影响，否则用“0”表示，构建邻接矩阵A。

A = \{\begin{matrix} 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 1 & 0 & 1 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 & 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{matrix}\}

建立可达矩阵。当（A+I）^K^-1≠（A+I）^K=（A+I）^K⁺¹=M（I为单位矩阵）时，则M为其对应的可达矩阵。由于邻接矩阵中只有1和0，属于布尔矩阵，经逻辑运算可得可达矩阵M。

M = \{\begin{matrix} 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 & 1 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 & 1 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}\}

（3）分解可达矩阵进行因素排序。对可达矩阵进行分解，令可达集合M（P_i）为可达矩阵中对应行元素为“1”的集合，定义集合Q（P_i）为可达矩阵M中对应列元素为“1”的集合，即先行集合为Q（P_i）。则可列举可达集合与先行集合及其交集并进行分解，如表2所示。

表2 可达集合与先行集合及其交集层级分解

Table 2 Hierarchical decomposers of reachability sets，current sets and their intersections

i	M（P_i）	Q（P_i）	M（P_i）∩Q（P_i）
1、4	1，4	1，4	1，4
0	0	0，1，2，3，4，5，6	0
1	0，1，2，4，5，6	1，4	1，4
2	0，2，5，6	1，2，4	2
3	0，3	3	3
4	0，1，2，4，5，6	1，4	1，4
5	0，5，6	1，2，4，5	5
6	0，6	1，2，4，5，6	6
i	M（P_i）	Q（P_i）	M（P_i）∩Q（P_i）
1	1，2，4，5，6	1，4	1，4
2	2，5，6	1，2，4	2
3	3	3	3
4	1，2，4，5，6	1，4	1，4
5	5，6	1，2，4，5	5
6	6	1，2，4，5，6	6
i	M（P_i）	Q（P_i）	M（P_i）∩Q（P_i）
1	1，2，4，5	1，4	1，4
2	2，5	1，2，4	2
4	1，2，4，5	1，4	1，4
5	5	1，2，4，5	5
i	M（P_i）	Q（P_i）	M（P_i）∩Q（P_i）
1	1，2，4	1，4	1，4
2	2	1，2，4	2
4	1，2，4	1，4	1，4
i	M（P_i）	Q（P_i）	M（P_i）∩Q（P_i）

新窗口打开| 下载CSV

分解方法：根据可达矩阵M建立初始分解表，当可达集合M（P_i）与先行集合Q（P_i）中含有相同的要素时,抽取相同要素后进入下一级分解，即当M（P_i）∩Q（P_i）=M（P_i）时，抽出对应要素进行下一级分解，交集部分为该等级影响因素，分解直至要素完全抽取时结束分解，并进行要素等级排列。

由表2分解结果可知，要素1、4为最底层，是引起选矿流程效益流失的最根本管理因素，要素3只在先行集合Q（P_i）一二级分解中单独排列，则其在当前研究系统中不受其他要素影响，综合得到各层级因素关系如图5所示。

图5

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图5 选矿效益流失主要原因层级图

Fig.5 Hierarchical map of mainly problems of the ore dressing benefit loss

由ISM流程分析可知，影响广西某银矿选矿效益的最主要原因是精益理念不强、现场管理不当和原矿石品位低。

3 基于模型分析的精益化管理改善实施建议

将模型分析结论反馈给专家组，专家组结合生产实际进一步讨论通过，认为该银矿近年来经济效益不断下降，除了矿石储量降低和矿物氧化程度高导致的选矿原矿石品位低之外，选矿流程管理不当造成的浪费很大程度上影响了选矿效益。为了改善存在的问题，建立良好的选矿流程管理体系，保障选矿经济效益最优，建议从构建精益核心理念和切实推行科学现场管理方法2个层面进行精益化管理^[19]。

3.1 构建精益核心理念

精益理念提倡以最大限度地减少企业所占用的资源和降低企业管理和营运成本为主要目标的生产方式^[20]。在当前矿业市场低迷背景下，要寻求生存发展必须改变以技术为导向的生产方式，创新管理模式，调整发展思路。针对该银矿选矿流程存在的问题，首先要对企业全面注入精益管理的先进理念，以“消除浪费、持续改善”为导向。

（1）加强精益理念顶层设计。选矿生产是目的矿物富集的过程，保证质量、减少浪费、提升选矿回收率，是避免选矿经济效益流失的重要手段，要按照精细、经济、有序的要求开展各项工作，选厂领导应以身作则，积极学习先进精益管理知识，起到示范带头作用。同时，建立专门的精益管理实施监督部门，制定系统的精益管理工作制度，将工作标准化，形成“有据可查、有规可守”的良性工作氛围。

（2）建立精益管理全员参与的长效机制。选厂职工结构较为复杂，对管理人员、不同工种的技术人员和一线操作人员，同样要普及精益管理的先进工作理念，可以由专设部门、选厂领导或外聘专家对选厂职工进行定期培训和实际操作指导，企业上下形成合力，加强各岗位之间的沟通，打造全员参与的精益管理工作氛围，避免选矿管理工作出现死角。

（3）树立持续改善的核心意识。选矿生产属于典型的单件大批量生产模式，生产流程单一，各环节工作内容清晰明确，应按照不同加工工序进行合理划分，形成多个以专家为核心的维护小组，制定维护工作标准，定期对各工序进行改善，综合各小组维护意见，结合现场实际，提出系统的优化建议，对发现的问题、提出的建议进行记录备案，避免同类问题的二次发生。坚持问题导向，树立持续改善的核心意识，同时，鼓励选厂职工全员参与，积极反映存在的问题，提出对策建议。

3.2 切实推行科学现场管理方法

现场管理就是要针对生产作业现场，严格按照科学的标准，运用合理有效的管理方法对涉及的人员、机器设备、原材料、生产方式和作业环境进行准确的计划、组织、协调、控制和检测，使得生产作业现场能够良好有序地进行生产实践^[21]。科学现场管理主要包括现场的安全管理、物料管理、计划管理、设备管理、工具管理、人员管理、排产管理和6S管理等。

由选矿作业问题分析可知，该银矿存在的问题涉及现场因素较多，由于现场管理不当导致其他问题的产生，这些问题进一步演变，最终影响选矿经济效益和环境保护。因此，为了提升该银矿选矿流程现场管理能力，优化选矿作业管理模式，可以从以下几个方面推行选矿生产现场的科学管理。

（1）实施选矿生产现场的6S管理。6S管理即生产现场的整理、整顿、清扫、清洁、素养和安全。将选矿生产现场生产器具进行区分，影响生产或者无用的器具清除出生产现场，并将必需品合理有序摆放，清扫生产现场的废弃物和作业垃圾，认真维护改善后的生产现场环境，提高全员素养，按照规章制度进行作业生产，同时注意选矿生产安全。

（2）利用目视管理和看板管理进行实时改进。目视管理和看板管理是现场管理实施的重要工具，二者均是一种较为直观的管理模式。在进行选矿流程现场管理时，目视管理主要注重视觉感知来发现现场存在的问题，并对问题作出及时反应，看板管理则可在选矿车间设置看板，及时了解各种数据和信息，从而发现问题。目视管理和看板管理可以及时发现选矿流程存在的问题，较好的维护现场。

（3）构建全面设备维护体系。广西某银矿选矿作业设备得不到及时维护和更新是导致选矿经济效益流失和环境破坏的重要因素。设备的高效运转是保证生产作业效率、降低废品率和其他管理成本的有效途径，使得经济效益得以保障。

为了提升选矿设备运行效率，须构建全面设备维护体系。首先是自上而下树立全面设备维护意识，成立专门的部门来推行全面设备维护；其次是全员学习先进的设备维护经验，定期进行选矿设备的预防维修、必要的事后维修和改善维修；最后是持续实施全面设备维护，实现“零停机、零废品、零故障”的目标。

4 结语

基于对广西某银矿选矿生产流程的问题分析，指出该银矿选矿流程存在精益理念不强和现场管理不当的瓶颈因素，提出了精益化管理实施建议，对该银矿可持续发展有一定的指导意义。

在我国矿业经济发展低速徘徊的大背景下，如何突破资源储量和环境保护要求限制的双重约束，探索矿山选矿新的发展路径是促进矿业经济增速发展的重要保证，兼顾选矿工艺改善，创新选矿业务流程管理模式，实施精益化管理是符合矿业经济可持续发展目标，优化管理、减少浪费及保障选矿经济效益的有效方法。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

方敏，徐静 .

2016年度我国地质勘查行业发展报告

［J］.中国国土资源经济，2017，30（8）：2.