不同工业矿石品位矿体的采矿方法选择.pdf

1 9 哆 不同工业矿石品位矿体的采矿方法选择 锡 矿 山矿 务 局 刘松 伟 敬 文 宇 一 一 f 3 - }／ 提 要 本文对影啊人工壁柱房柱法和普通房柱击经济效益的主要因素进行丁分析计 算 ， 建立 丁 Y 2 2 0 ． 3 76 2 1 7 1 P x[ I 7 3 6 Rx的 重要表 述式 ． 揭示 丁采矿 方法 、 工业 矿 石品位 锑 品 精 矿 盈利 R、 P 三 者之 阃的关 系 ． 对 关 键 词 三 互 垡 ， 锑 品 盈 利 1 问题 的 提 出 工业矿石 品位 ， 即矿石 中有用矿物 含量 的多少， 它是 影响采矿方法选择的一个重要 指标。矿床在开采过程 中， 由于矿体赋存条 件的不同， 矿石 品位 随着变 化， 因 此必 须 及 时地改变采矿方法 ， 以达到最优 的开采经济 教果。本文 以工业矿 石品位作 为关 键因素， 对人工壁柱房 柱法 和普通 房柱 法进 行 经济 效益分析 比较。 2经济 效 益 分析 比较 拟定用人工壁 柱 房柱 法 和普通 房 柱法 回采一个沿矿 体走 向长 8 0 m、 倾 斜 长 4 0 m、 矿体平 均 厚度 为 8 m 的厚 矿体 盘区。根 据 经验和统计取 人工 壁柱 房柱法 矿 石贫 化率 为 1 0 ％， 矿石损失率 为 1 0 ％； 普通房柱法矿 石贫化率为 9％， 矿石损失率 为 2 5 ％。 2 ． 1 经济效益 比较 构成 影响采矿方 法经 济效 益 的技 术经 济指 标是多方面 的， 诸 如 矿块 的生 产能 力、 采准 工程量 、 矿石的损失率和贫化率 、 充填成本 、 采场劳动生产率等。对人工壁柱房柱法和 房柱法的经济效 益比较 ， 它的主要影响 因索 是 充填 费用 、 矿石贫化和损失引起 的经济 损 失 。 剂橙伟高级工程师湖南狰水江4 1 7 5 0 2 济效益比较构成为 Y ， 单位为元。设人工壁 柱房 柱法 的 经济 效益 比较构 成 为 Y 。 ， 单位 为元 ； 设普通房柱 法的经济效益 比较构成为 y 2 ， 单 位为元。即 YY I “ Y 2 。 2 ． 1 ． 1 两种 采矿方 法的充填费用 比较。设 人工壁 柱房柱 法 充填盘 区采 空 区的 费用 为 Y 。 ， 单位 为元 ； 设 普通 房柱 法充填 盘 区采空 区的费用为 y 2 。 ， 单位 为元 。 两种采 矿法崩 落盘 区的矿 石 岩 量 Q。 f 2 单位为 t 可按下式计算 Q“ 2 Q 1 - o ／ 1 - 0 1 式中 ， Q 为盘 区工 业 矿 石量 ， 单 位 为 t 。可 根据 下式计 算 Q a - b c ‘ d 式 中， a 、 b 、 c 为盘 区的长、 宽及矿体的厚度， 单 位 为 m； d为 矿 石 的 比重， 取 2 ． 6 5 t ／ m 。 则 Q8 0 4 0 8 2． 6 5 6 7 8 4 0 t 。 p为矿石贫化 率 ， 单 位为 ％。 人工 壁柱 房柱法 矿 石贫 化 率 为 1 0 ％， 普 通 房 柱法 矿 石贫 化率 为 9 ％。 1 l 为矿 石损失率 ， 单 位 为％。人工 壁柱 房柱法矿 石损 失率 为 1 0 ％， 普 通 房柱 法矿 石 损失率 为 2 5 ％。 将上述数据代入 1 式得 人工壁柱房 柱法 采 下的盘 区矿 石 岩 维普资讯 2 , 0 量 为 q 8 0 4 0 8 2 ． 6 5 1 1 0 ％ ， 1 ． 1 0％ 6 7 8 4 0 t 普通 房柱法采下的盘 区矿石 岩 量为 8 0 4 0 8 2 ． 6 5 1 2 5 ％ ／ 1 - 9 ％ 5 5 9 1 2 t 两种采矿法 回采形 成 的采 空 区体 积 v 单位 为 为 VQ1 f 2 ／ d 式 中． d为矿 石 比重 ， 2 6 5 t ／ m 。 则 人 工壁 柱 房 柱 法 回 采 形 成 的采 空 区体 积 为 2 5 6 0 0 6 7 8 4 0 ／ 2． 6 5 ； 普 通 房柱法 回采形 成 的采空 区体 积 为 2 1 0 9 9 5 5 9 1 2 ／ 2 6 5 m 。 采空 区的 充填费用 y a 单位 为元 为 y a V J 1 式中， j 。为 充填成 本， 胶结 充填 取 1 0 0 元／ i 废石 充填取 2 3 ． 5元／ m 。 则 充填人工 壁 柱房柱 法 回采 的采 空 区 的费用 为 Y 1 2 5 6 0 01 0 02 5 6 0 0 0 0 元 充填普通房 柱 法 回采的采 空区的 费 用 为 2 1 0 9 92 3 ． 54 9 5 8 2 4 元 故人工壁柱房柱法比普通房柱法回采 多花的充填费用为 y 1 Y 2 2 0 6 4 1 7 6 元 2 ． 1 ． 2 矿石贫化引起的经济损失 比较。设 人工壁柱房柱 法 矿石贫 化引起 的 经济损 失 为 Y l ， 单位 为元 ； 设普通房柱法矿石贫 化 引 起的经济损失为 ， 单位为元。 矿石贫化引起的经济损失 单位 为 元 可从 由于混 入废 石而增 加 矿石 回采 、 运 输、 选矿费用以及 降低了原矿品位、 影响选 矿 回收率而少得精矿两方 面来考虑 。 1 废 石混入而增加的矿石 回采 、 运输 、 选矿费用为 y P ， 单位为元 。 y Ql 2 f j 2 J ， j | 2 式 中 Q。 f 为人工 壁 柱房 柱法 和普通 房 柱法 采下 的盘 区 矿石 岩 量， 分 别 为 6 7 8 4 0 t 和 5 5 9 1 2 t f 为采场 的废 石 混 入 率， 单 位 为 ％； 可 按下式计算 f x- x 1 ／ X - X 2 式 中 X为 工 业 矿 石 品 位． 单 位 为 ％； 根 据 5 9 湘冶生字第 6 7 0号文得知 x ≥1 ． 5 ％。 X 为采下 矿石 品位 单 位 为 ％ ． X ， X 1 一 p 。 式 中 P为矿石 贫 化率 ， 将 P值代 入 得 人工壁柱 房柱法 采场 的矿石 品位 为0 ． 9 X ， 普通房柱法采下 的矿石 品位为 0 ． 9 1 x 。 x 2为废石混入品位 单位 为％ ， 根据 表外矿块的平均品位 0 ． 7 ％～ 1 ． 5 ％， 表 内、 外的边界 品位 0 ． 7 ％， 围岩 矿 化与 否， 胶 结 料混入 等固素 确定。本 局贫 化率 计 算未 考 虑废 石品位． 即 x 2 0 。 将有关参数和数值代入得 人工壁柱房 柱法采 下 的废 石混 入 率 为 1 0 ％ ； 普 通 房 柱 法采 下的废 石混入率 为 9 ％． 即废 石混 入率 等于矿石贫化率。 i 2 为采 矿成 本， 取 1 6 ． 6元／ t 。 i 3 为采场运搬、 机运、 提 升矿 石单 价， n 7元／ t 。 j 为选 矿成本 包括制造 费用 ． 取 4 8 ． 5 元／ t 。 将上述数据代入 2 式得 人工壁 柱房 柱 法 因废 石 混入 而增 加 的 矿石回采、 运 输 、 选矿费用为 y 6 7 8 4 0 1 0 ％ 1 6 ． 6 1 1 ． 7 4 8 ． 5 5 2 1 0 1 1 元 普通房柱 法 囤废 石 混 入而 增 加的 矿石 回采、 运输 、 选 矿费用为 y 商 5 5 1 9 29 ％ 1 6 ． 6 1 1 ． 7 4 8 ． 5 3 8 1 4 8 7 元 2 囤废 石混入降低 了原矿品位、 影响 选 矿 回收率而少得精 矿的经 济损 失 Y ， 单 维普资讯 2l 位 为元 。 Y 3 { Q 1 2 ‘ x 4 ‘ ￡ I 2 3 2 ， 61 6 式， 采 用普通 房柱 法 矿石的损失率高 比人工壁柱房柱法开 采因矿石损失 引起 的经 济损 失可根 据 下式 计算 Y Q } 1 一 砸 ’ 啦’ 一 1 - 1 ’ 啦 e 1 - 句 R 4 式 中 Q 为 盘 区 的 工 业 金 属 含 量 ．为 6 7 8 4 0 x t ； 日 l 、 为人工壁 柱房 柱法 和普通房 柱法 的矿石损失率 ， 分 别为 2 5 ％和 1 0 ％； 啦为 采场底 板粉 矿及 矿 石运途 中的损 维普资讯 22 失 ， 取 2％； E l 、 c 2为人工 壁柱房 柱法 和普通房 柱 法 采下 的矿石而衍 变成 的原 矿品 位的选 矿 回 收率 ， 取 8 2 ％； 自 为冶炼 回收率 ， 取 9 0 ％； R为每吨锑品盈利， 等于锑 品的销售 价 格减去锑 品的直接成本 ， 单位 为元／ t 。 将上 述参 数和数值 代入 4 式得 ，6 7 8 4 0 x 1 5％ 1 - 2 ％ 8 2 ％ ’ 9 O％ R7 3 6 O Rx 元 即人工 壁柱房 柱法 比普通 房 柱法 回采 因矿石损 失率低而少产 生的经济损 失为 7 3 6 0 R x元 。 由 1 、 2 、 3 可知 人工壁柱房柱法 与普通房桂法 的经济效益 比较 构成 Y Y 。 一 y 2 为 Y． 2 2 0 3 7 0 0 ． 6 2 1 7 1 P x7 3 6 0 R x 元 以万元为单位 ， 则 Y． 2 2 0． 3 7 6 2 1 7 1 Px0． 7 3 6 Rx 5 2． _ ．人工壁柱房柱法和房柱法开采不同工 业矿石品位的经济效益分析比较 我局是采、 选、 冶联合企业， 精矿盈利只 是 内部 利润 ； 只有当锑 品卖 出去以后获得 的 利润才算真正盈利。一般锑 品盈利 比精矿 盈利大得多． 为了便于分析起见， 将 5 式中 的 6 ． 2 t 7 P x略 去， 于是得 Y． 2 2 0． 3 70． 7 3 6 Rx 6 1 当上述两种采矿方法的经济效果相 同 时，即 Y 0 。 由 6 式 得 ． 2 2 0 3 7 0 ． 7 3 6 R x 0 ， 即 x 2 2 0 、 3 7 ／ 0 ． 7 3 6 R 7 童家院矿床二 号矿体 的平均 品位 为 3． 5％ ． ～ 4 5％， 将其分别代入上式相应得 出 R为 8 5 5 4 ． 7和 6 6 5 3 ． 7 。这 一盈 利 指 标 基 本符 合我局的实情， 因为今年 以来我局零号 锑 白、 二号锑 、 筛 分锑 自 的平 均销 售成 本 为 9 0 3 2 ． 2 7元／ t 、 1 0 3 3 5 ． 7 3元／ t 、1 0 8 1 6 ． 3 8 元／ t ， 而我 局的期间费用 管理 费用、 营业 外 支 出、 冶化厂和锌厂亏损等 和上缴的各种 费税相 当大 ， 锑 品的销售价 格要 在 1 7 ～1 ． 9万元／ t 才能保本 或微利 ． 即要 求盈利指 标 R 为 6 5 0 0～8 5 0 0元／ t 。故 当锑 品 盈利 为 8 5 5 4 7元／ t ， 人工 壁 柱法 和 普 通 房 柱 法 回 采矿体品位为 3 ． 5 ％或当锑品盈利 为 6 6 5 3 ． 7元／ t 、 人工壁柱法和普通房柱法回采矿体 品 位达到4 5 ％时它们 的比较经济效 果才相 同。即品位较低 3 ． 5 ％ 时． 盈利 大可 以 补 偿人工壁柱房柱法 的高充填 费用 ； 普通房 柱 法则 由于品位 较低 其损 失率 高 的经 济损 失 相对 降低 。当 品位较高 时． 普通房柱法则 由 于每吨锑品的盈利少， 损失率高引起的经济 损失亦相对减 步 ； 盈利 少时， 人 工 壁柱 房柱 法则 由于 品位 高可 补偿 高充填费用。 2 当采用人工壁柱房 柱法 比普通房柱 法的经济效果好时， 即 Y 0 。由 6 式得 X 2 1 4 ． 2 3 4 ／ 0 ． 7 3 6 R。 如果锑 品盈 利 为 8 5 5 4 ． 7元／ t ， 开 采工 业 矿 石 的 品 位 大 于 3 ． 5 ％ 时 3 ． 5 ％ ～ 4 ． 5 ％ ． 则 人 工 壁 柱房 柱 法 优 于普 通 房 柱 法 。 3 当采用人工壁柱房柱法 比普通房 柱 法的经济效果差时， 即 Y 0 。由 6 式得 x 2 1 4 ． 2 3 4 ／ 0 ． 7 3 6 R。 如果锑 品盈 利为 6 6 5 3 7元／ t ， 开 采工 业 矿 石 的 品 位 小 于 4 5 ％ 时 4 ． 5 ％ ～ 3 5 ％ ， 则 普 通 房 柱 法 优 于 人 工 壁 柱 房 柱 法 。 为了加深上面的理解， 列举下 倒。当锑 品盈利 R 为 7 4 8 5 ． 7元／ t 时． 如 何 选择 采 矿方 法 将 R7 4 8 5 ． 7代入 7 式得 x4 0 ％ 即工业 矿 石品位 为 4 ％ ～4 5 ％时， 应 选择人工壁柱房柱法开采 ； 工业矿石 品位为 3 ． 5％～4 0％时 ， 应 选择普通 房柱法开 采。 现在矿 山的原矿 品位较低 ， 当然高 品位 矿石直拨炼是 降低原矿品位 的主要原 因， 但 是加强采矿过程中的贫化管理和杜绝废 石 进矿仓尤 为必要 ． 地 质工程师如 何运 用勘探 工程及采准 、 回采揭 露的地 质 资料 ， 准 确地 维普资讯 确定工业矿石的品位也值得深入研究 下 面再 对低 品 位矿体 品位少 于 3 ． 5 ％ 开 采 的经济效益进行演算 。 取 工 业 矿 石 品 位 x 分 别 为 3 0 ％、 2． 5 ％、 2 ． 0％代入 7 式相 应 得 出锑 品盈 利 R 应 为 9 9 8 0 ． 5 、 1 1 9 7 6 ． 6 、 1 4 9 7 0 ． 8 。即 要 求锑 品的销 售价 格 销 售成 本 “ 锑 品盈 利 R ” 为 1 9 9 8 0 ．5 元／ t 、2 1 9 7 6 ．6 元／ I 、 2 4 9 7 0 8元 ／ t 。 近年来锑 品价格处于低 潮， 锑 品的平 均 销售 价 格 为 1 3 5 0美 元／ t 8 2 4 1 1 1 2 4 元／ t ， 我局 出现严重 亏损。 由上 可 知， 低 品 上接第 3 9页 有 4万 m 的充填废 水蓄 存坝 ． 首 先将 井下 矿坑废水及 地表 充 填制备 站废 水 用水泵 经 管路输送到 蓄水 坝 内， 经 过初 次 沉 淀． 待 泥 沙 沉淀以后 打开 输送 阀门， 利用 地形 高差 ， 采 用 1 4 45钢 管 自流 入 废 水 处 理 站 的 5 0 0 m3 蓄 水 池， 以泵 提 升 至混 合器 与 电 石 石灰乳 混合． 加入 了 3 助絮凝剂在混凝 器 内混 凝， 后进 入 沉淀池 固液分 离， 上清 液 流入现 有 5 0 0 m 储水 池， 加入 缓 蚀 剂 S EH S P Z ， 并补 充新水 1 0 ％ 1 5 m3 ／ h ， 经管 路 输入副 井供 水管 ， 供 井下生产使 用。水 处理 后产生 9 0 ％循环水， 1 0 ％是沉淀的泥浆水， 这些沉淀泥浆经泥浆泵再次送入 1 9 9 0 m水 平 蓄水坝沉 淀重 复处理， 见 图 1 。 5 ． 3 废水处理工艺的成功应 用 该矿 废水 处理经 科学 论证， 于 1 9 9 8年 初建成并投 入正 式运 转使 用。共 处理 矿 井 酸性水 2 3万 t ， 产 生循环 水 2 0 ． 7万 t 用 于 井下 生产 ， 综合 成 本 节 约 0 ． 5 6元／ t 水 ， 共 节 约成本 费用 I 1 ． 5 9万元， 为了保证 循环 水 质量 ． 定期进行挂 片试 验 测定， 挂 片时间 为 1 5小 时。 实 践 证 明选 择 缓 蚀 技 术 是 可行 的， 配方 S EHS P Z在 9 O ％循 环率 相 应 盐 量的条件下， 7小时挂片的腐蚀率 C R 0 1 位矿体 的开 采 只能用普 通 房柱 法开 采 。若 从经 济角度出发， 正 常品位的矿体也宜 用普 通房柱法开 采。但 普 通房柱 法 回采的采 空 区是用废 石充填 ， 它的填 满 系数 低、 压缩 率 大， 不利于地压管 理 ， 我局 已有 南矿 三次 大 面积地压 活动 的深 刻教 训。 另外 ， 我局又是 百年老矿 ， 资源 非常 珍贵 ； 且 普通 房 柱法开 采， 矿石的损失率高。因此人工壁柱房 柱法 必须占有相 当的 比重 。在当前 的经 济形势 下， 如何适 当增 加普 通 房柱法 的 比重 ， 并且 保障矿 山可持续发展 不发生大面积地压活 动 ， 应当进行采矿方法 的优化配置 。 mma ， 缓 蚀率 9 0 ％， 采 用 石 灰乳 中和 处理 ， S E HS P Z缓蚀 在深部 铜 矿 井下 生 产水 可 图 1 废水处理工艺流程 循 环使用， 循环率达 9 0 ％， 腐蚀率 可控 制在 0 ． 1 mma 水平 ． 废 水处理是 成功 的。 深部铜 矿 井下废 水经 处理 后成 功 循环 使用， 不仅 缓解 了矿 山因供水不足影响井下 生产的矛盾 ， 而且 为盐 、 碱地 区矿业 排 水和 制 盐行 业工业 废水 循环应 用提 供 了一 项技 术 ， 更重要 的是避免了酸性水流经矿 区注入 黄 河的污染 。 维普资讯