矿山最佳经营品位和最低可采品位的确定.pdf

2 0 0 1 年 9I f i 第 3 0卷第 5期 有色矿山 Nonf e r r o us M i ne s Se p ， 2001 Vol 3O No 5 矿 山最佳 经 营 品位 和最 低 可 采 品位 的确 定 陈 双 世 白银 有 色 金属 公 司 ．甘肃 白银 7 3 0 9 0 0 [ 关 键词 ]最佳 经 营 品 位 ； 最 低 可 采品 位 ；确 定 [ 摘要 ]介绍 了 矿 山最 佳 经营 品 位 和最 低 可 采 品 位 确 定 的 基 本方 法 。 并 以 厂坝 一李家 沟 矿 床 为倒 讨 论 了在 多组 份 矿 床 实 际生 产 中 的应 用情 况 。 [ 中圉分 类 号 ] TD2 1 1 [ 文献 标 识 码 ]A[ 文 章编 号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 01 0 5 0 0 2 4 0 4 De t e r m i na t i o n o f mi ne o pt i m u m m a na g e me nt g r a de a nd l o we s t m i n i n g g ra de CHEN S hu a n g s h i B Ⅱ i y l n No n f e r r o u s Me t a l s C o mp a n yB a i y ／ n 7 3 0 9 0 0 ，C h i n a Ke y wo r d s }o p t i mu m ma n a g e me n t g r a d e ；l o we ．s t mi n i n g g r a d e ；d e t e r mi n a t i o n Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e b a s i c me t h o d o f d e t e r mi n a t i o n o f o p t i mu m ma n a g e me n t g r a d e a n d l o we s t mi n i n g g r a d e ，a n d t a k i n g Ch a n g b a L i j i a g o u d e p o s i t A s a e x a mp l e 。t h e a p p l i c a t i o n c a s e o f t hi s me t h o d i n mu l t i c o mp o n e n t d e p o s i t wa s d i s c u s s e d 1 矿 床价 值 与 经 营 效 果 对于一 个矿 床 而 言 ， 其 价值 大 小 主要 取 决 于矿石 的品位 、 储量 、 喊存状 态 埋深 、 三维 分布 、 开采条 件 等 。在 以上 因素 中， 矿体 的 赋存状 态是 固定 不变 的。而 矿床的地 质品位 和储量则是 与最 低工 业 品位相 联 系 的． 它 是 随着技术 、 经 济 的发 展 而 不 断变 化 的 一项 动 态指标 。人 们利 用矿床 中矿石 的地质 品位 和 矿 石储量 两项 可 变指 标 来描 述 矿 床 的 价值 ， 如 图 1所示 ， 根 据不 同工 业指 标 从大 到 小顺 序排 列计 算的一 系列矿量值 而绘制 的品位 一 储 量 曲线即 为矿 床 价值 曲线 g ， 显 然 g 是 品位 z 的函 数 ， g 随 z 的 增大 而 减 小。 而矿 山的经营 效果 主要取决 于矿 山生产 出的 矿 产品的 品位 、 矿 产品 的价格及 矿石加工 成 [ 收 稿 日期 ]2 0 0 0 1 I - 2 2 [ 修 订 日期 ]2 0 0 1 0 6 ． 0 2 [ 作 者 简 介 ]陈 双 世 1 9 6 5～ ． 男 ． 甘 肃 省 清 水 县 人． 高级 工 程师 ． 从 事矿 山地 质管 理 工作 。 圈 1 矿床 价 值 曲线 示 意 圉 本等 因素， 其 吨 矿利润可 用下式 表示 f c 】 1一P 3 7 一k 1 式 中 ， 每吨地 质 品位 为 3 2 ． 的矿 石 开 采后所获 利润 ， 元 ； s 品位为 1一P - ．的 矿 石 含 1 t 纯 金 属 的 价 格 ， 元 ； r 地 质品位 ， ％ ； 采矿 贫化率 ， ％ ； 采 矿成 本． 元。 公式 1 中 当矿 山企业 选 定某 种 采 矿方 维普资讯 第 5期 陈双 世 矿 山最佳 经 营 品位 和 是 低 可采 品 位的 确 定 法后 k 、 p和 ．在一 定 时 限 内是 一 个 基 本 固 定的常数 ， 所 以经 营 效 果 主 要取决 于 所 开 采 矿 石的品位 。 如 图 2所 示， 根 据 不 同地 质 品 位 的矿石开 采后的 吨矿利 润绘制 的品位 一利 润 曲线 即 为经 营 效 果 曲线 ， 很 显然 ，㈨ 是 品位 z的 函数 ， 它随 的增大 而增大 。 4 00 3 0o ’曼 要2 0 0 _叠 l O O 0 图 2 经 营效 果 曲 线 示意 图 2 最佳 经营 品位和 最低可采 品位 的确 定 在矿 山基 建设 计 阶段 ， 设计 单 位 必 须就 不 同 的工业指 标 最低 可 采品位 及相 应的 采 矿方 法 、 生 产规 模 、 矿 山服 务年 限、 还 贷 能 力 及 矿 山开发期 的总 利 润 目标提 出多 个方 案， 摄 后从 中选出一个最 优方 案。 厂坝 一李家 沟 矿床 是 一个 大 型铅 锌 矿 山， 某 有 色设 计 研 究 院在 该矿基 建设计 中 曾就最 低可采 品位先后 提 出 了 ，Z n品 位 ≥ 4％。 P bZ n 品 位 ≥ 4％、 P bZ n 品 位 ≥ 3 ％ 、 P bZ n 品 位 ≥ 2 ％等多个 方案 ， 并计算 了相 应的生 产经营 品 位， 经 营 利 润等 ， 最 后 优 选 确 定 了 P bz n 品位≥3 ％的 方 案及 相 应 的最 佳 生 产经 营 品 位 。 由于矿 山基 建资 金大 部 为贷 款 资 金 ， 因 而 矿 山各 年度推荐 的经营 品位及 首采地段 的 选择都 考虑 r还本 付 息 能 力， 使 得 矿 山投 产 初期经 营 品位 较 高． 后 期较 低 。本 文最 佳 经 营 晶位未 考 虑矿 山基 建投 入 ， 仅 考 虑 正 常 生 产 成本 ， 因而推 荐 的最 佳 经 营 品位 低 于设 计 方 案 。从设计 院工业指 标 最低 可采品位 及 最 佳经营 品 位确 定的 过 程 不难 看 出 ① 方 案 法工作 量很大 ， 每 选取 一个 不 同指 标 都 要 重 新圈定矿 体 、 计 算 储量 、 计 算 块 段 生 产能 力、 进 行 投入产 出分 析 。② 由于 工 作量 大 ， 方 案 法 不可 能无限 逼近 “ 最 佳 ” 点 ， 只能 是 “ 大 概 ” 的优选 指标。 本文则提 供 了一 种理论 上较 为 严 谨 、 应用上 方便快 捷 的确 定 方法 。如 图 1 、 图 2所示， 把矿床价值 曲线 g [ 1r I 和经营效果 曲线 1 联 系 起 来， 寻 求 一 个 最 佳 的 最 佳经营品位 即可。由于图 1和图 2的横轴 都为 品位 ， ， 因而 只要 解决 储 量轴 与利 满轴 的对 应 关 系 就 可 以将 g 和 ， 两 曲线 置 于 同一个 图中 。首 先根据表 1数据 绘制 出厂 坝 一李 家 沟 矿 床 的 矿 床 价 值 曲 线 g㈨ 图 3 ， 然后 任 选 一 ， 代 入公 式 1 根据 表 2数 据即 可计 算 得 一个 对 应的 这 样 就 可 以 得 到 一系列坐标对 [ 。 ， f 】 ] ， 但 ， 在竖轴 上的标定 有一 个 困难 ， 即 如 何与 储 量 轴对 应 的问题 。为 此 根据 公式 1 先 求得 ， ， 0 ， 即盈亏平衡 时 的 地 质 品位 值 z ， 则 。为最 低可采品位． 0对应的储量值 g 为可利 用储 量。 甩 g 一gt 标 定 ， h 袁 2 在 利 润轴上 的位 置 即 可 得 到 图 3 ， 从 图 3可 以看 出 z 0时 l厂 { 0 ， 即表 示 开采 低 于最 低 可采 品位的矿 石 会亏损。 而经营 品位 高时短 期效 果 虽好 但 矿 山储 量 会 明 显变 小． 服 务年 限 缩短 ， 矿 山基建 投资难 以得 到 充分 回报 ， 长 期 效益羞 。只有 矿床价值 曲线 和经 营效果 曲 6 O O O 5 啪 一 4 00 0 商 3 啪 一2 O Pt l [ 】 0 锌 位 图 3 厂坝 一李象淘矿床最佳经营品位和 最低 可 采晶 位确 定 图 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1薤 线交 点所对应 的品位 才是 最佳 经营 品位 。 其对应 的 利润 轴上 的 ， 】 为最佳 利 润水平 。 这点可 以从 图 3给予直 观的解 释。 图中经营 效果 曲线、 矿 床 价值 曲线和 横 轴 所 围 区域 是 经营效 果和 矿 床特 性 能 共 同接 受 的 区域 ， 在 这一 区域 内存 在一 极大 值 点 P， 即 以 P点对 应 的品位经 营能获得 最佳综 台利润。 衰 1厂堋 一李 索 淘矿 床 品 位耘 率 分 布衰 3推 广 应 用 1 关 于 多 组 份 矿 床 中伴 生 组 份 的 折 算。 以上模式 考 虑 的是单 元 素 的 情况 ， 但 实 际 中大 多数 矿 床都 为 多元 素 共 生矿 床 ， 操作 参照工业 指标 制 定 的 办法 ， 选 取 一 种 主元 素 将 其它元 素作为 伴生元素分 别计算 品位 系数 ，之后 将各 种元素的 品位折台 成 同一 种元 素 的相应 品位． 再按 单 元 素 方法 确 定 其 最低 可 采 品位和经 营品位 。例如厂坝 一李家 沟矿床 中生要有 用组份 有锌 、 铅两 种 ． 在 整个矿 床 中 锌铅 品位 比为 5 1 ， 如 果 以锌 元素 为主 元 素， 斜元 素 为伴 生元 素则 有 h 2 3 0 0 ／ 4 0 5 0 0 5 68 ’ 生 苤植 昌 直 垃搔 厶l 主元 素精矿 产品市场 价格 元／ t 因此 广坝 一李家 淘矿床将 铅锌 折 合成锌 元素的 品位为 ￡ z 。 z n t p b ‘ P b 1． 11 4Xz n 。 2 关 于矿 山最低 可采 品位 和 最佳 经营 品位的确 定 。利用 图 3的方 法求取 矿山最 住 经营 品位 时先 要 根据 公 式 1 令 ， ㈤ 0 ， 对 厂坝 一李 家 淘矿 床取 p1 5 ％、 k6 5元／ t ， 则 有 11 5 ％1 ． 1 1 4 x n 5 0 6 5 ， 据此 得 厂坝 一李 家淘矿 的最低可 采品位 折合锌 元素 含 量 5 ． 1 ％． 即 铅 品 位 为 0 ． 9 2％、 锌 品 位 为 4 ． 5 8 ％。从 图 3厂坝 一李 家沟矿 床价值 曲线 z 上 可褥 出锌 品位 大 于 4 ． 5 8 ％的矿 石 占 总工 业 储 量 的 7 ． 2 O％，g z g相5 8 】 4 6 6 0万 t ， 即该 矿 区可 利 用的储 量 为 4 6 6 0万 t 。 图 3 f 与 g 的交 点得 1 9 ． 1 ％， 即最 佳经营 品位折 合 锌含 量 9 ． 1 ％， 其 中 锌 品位 为 9 ． 1 ％ 1 ． 1 1 48 ． 1 7 ％， 铅 品 位 为 8． 1 7 ％ 51 ． 6 3％。 综 合 品位 为 9． 8 0％， 根 据公式 1 计算 的最 佳利润为 5 0 ． 4元／ t 。 3 矿 山实际 的最低 可 采 品值可 以低 于 依公 式 1 计算 的 理 论值 。 因 为在 开 采境 界 内采 出部 分矿石 不需要 新增加 先期探 矿和 开 拓 工 程费用 。例如 厂坝矿总体 规划 设计预 算 维普资讯 第 5期 陈 双世 矿 山最 佳 经 营 品位 和最 低 可采 品 位 的确 定 2 7 中开拓 工 程 和 探 矿 费 用 约 占 采 矿 总成 本 的 4 O％左右 ， 因此公 式 1 可演 变 为 1 P 1 ． 1 1 4 xl。 ， 1 4 0％ - k 令 f 】 0则得 0 3 ． 2 0 ％， 即厂 坝 一 李家 沟 矿 的 实 际 晟 低 可 采 品 位 为 锌 大 于 2 ． 8 7 ％ 另外还 可 利用 任邦生提 出的 不同 级 差 品 位 公 式 [ F／ ∈ - 1 ] - 1 L／ F 2 进行 计算。 式 中 矿 石 品 位 ． ％ ； 一 选 矿 回收 率 ， ％ ； 一 采矿 贫化率 ， ％ ； F 采矿 总成 本 ， 元／ t ； n 产 品价 格 ， 元 ； 『 吨 矿 利 润 ， 元 ／ t ； 仍 厂 坝矿 为 例， 取 {8 8 ％ ； 。4 0 5 0 元 ／ t ； 1 5 ％ ； F 6 56 0 ％ 7 01 0 9元 。 在求最 低 可 采 品位 时 因 为 L 0 ， 财 可 得 3． 2 3 ％。即锌元 素含 量为 2． 9 0 ％。 4 当矿产品 为精 矿 时用 价格 法计 算结 果 如 下 C - d ／ [ Z 。 ￡ 0 - 1 7 。 1 0 0 ％ 【 6 5 ％ 6 57 0 ] ／ 【 4 0 5 0 8 8 ％ 11 5 ％ J 二 2． 9％ 式 中 c 一精矿品 位， ％ ； 临再 最 低可采品 位， ％ ； z 精矿 价格， 元 ； ￡ 选 矿 回收率 ， ％ n 采选 综合 成本 ． 元 ； y 采矿 贫化率 ， ％ 。 显然 上 三 种 方 法 计 算 的 结 果 非 常 接 近 ， 都为 2． 9 ％左 右。考 虑 到 在 增 大 选 矿 处 理量 的前提 下， 有些 可变 成 本并 未 增 加 以 及 矿石 中还含 璃 少量 银 、 硫 等 可综 合 回收 的 实 际情况 ， 厂坝一 李 家 淘矿 床 锌 的最 低 可 采 品 位取 2． 7 ％ ～3 ． 0 ％是 合 适 的 。 总之 确 定 最 佳经 营品位 和最低 可采品位是 一 个 与同家 经 济 资源 政 策 及 市 场 变 化 密切 相 关 的 复 杂 问 题， 只有综 合考 虑 全面 动 态 分析 才 能 得 出一 个较切 实际 的指 标 ， 晟 大 限度 的发 挥 矿 床 的 潜 在价值 。 上 接 第 1 1页 凝土假底 ， 且 坑 木 支 护 量相 对 较 小 ， 成 本 较 低 ， 为 2 9 ． 1 6元I t 采 充直接 成 本 但 由于贫 化率 损 失率较高 ， 使 回收率 较 低 ， 仅 为 8 1 ％。 下向分层 充填 法 由于工 艺 的特 点 ， 需铺 设 钢 筋混凝土 假 底和 架设 术 支 护 等， 成本 相 对 较 高， 为 3 6 ． 7 2元／ t ， 而 矿 石 贫 化 率 损 失 率 较 低 ， 回收率较 高 为 9 4 ％ 。 尽管 下 向分 层水砂 充填法 的采矿成本 较 上 向进 路式水砂 充填 法 的成 本高 7 ． 5 6元／ t ， 但 由 于 西 部 矿 体 的 含 铜 品 位 较 高， 平 均 为 1 ． 8 6 ％， 极 有开 采 价值 ， 故 回收 率 越 高 ， 效 益 就 越好 。经分 析 计算 ， 上 向进 路 式 水 砂 充填 法 的 综 台效 益 为 1 7 8 ． 6元／ t ， 下 向 分 层水 砂 充填法 为 1 9 0． 1元／ t 。抵 消 成 本 的差 额 ， 下 向分层 水砂 充填 法的综 台效益 比上 向进 路 式 水 砂 充填 法要高 3 ． 9 4元／ t 6结束 语 实践证 明， 矿 岩 稳 固 性较 差 的 一8 0 m 中 段西 部 矿体 采用上 向进路式 水砂 充填采矿 法 进 行开采 是 不适 用 的， 无 法 保 证 生 产的 正 常 进 行 。采用下 向分 层水 砂 充填 法 进 行 开 采 ， 不仅在 安全上 得 到保 障 ， 而 且 矿石 贫 化 损 失 率 也大大 降低 ， 回收率 得到较 大的提 高， 综台 效 益也是 比较好 的 因 此． 对 于 矿 岩 稳 固性 较 差 的矿体 ， 在选 择采 矿方法 时 ， 应予 慎重 考 虑 ， 南 矿 带 一8 0 m 中段西 部 采 矿法 的改 变 是 成 功的 ， 对 于类似 地质 条件的 矿床开 采， 具 有 一 定的借鉴作 用 维普资讯