浅议采矿方法方案的优化.pdf

黄金 G oL D 2 0 1 3年第 7期／ 第 3 4卷 浅议采矿方法方案的优化 陈 立新 句容市仙人桥矿业有限公司 摘要 从 系统工程的观点 出发 ， 把矿床开采作为一个大的 系统 工程去考量， 把采矿 方法方案置 于矿床开采的大系统中进行选择评价 ， 以量化分析取代定性评价， 从而确定出矿床开采大系统最优 的采矿方法方案。以某铜铁矿床开采为实例 ， 介绍了采矿方法方案优化过程， 值得借鉴。 关键词 矿床开采 ； 采矿方法； 方案 ； 经济评价； 母 系统 ； 子 系统 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 文章编号 1 0 0 11 2 7 7 2 0 1 3 0 7 0 0 3 6 0 3 文献标志码 A d o i 1 0 ． I 1 7 9 2 ／ 42 0 1 3 0 7 1 0 0 概述 矿床开采是一个大的系统工程 ， 按生产组织可以 划分为三大子系统 ， 又可分成若干个孙系统 。具体划 分如下 ①生产工艺 子系统 ， 分为开拓方 法、 井巷工 程 、 采矿方法 、 运输 、 通风 、 提升 、 排水 、 破碎 、 充填等孙 系统； ②辅助生产工艺子系统 ， 分为供水、 供风 、 供电、 机修等孙系统 ； ③产品加工子系统 ， 分为地面运输、 选 矿 、 尾矿库 、 产品销售等孙 系统 。 三大子系统既有各 自的独立性 ， 又有它们非常重 要 的相互联系和相互影响。由于有众多的子 、 孙系统 的存在及其相互影响， 当矿床开采母 系统最优时， 不 是每一个子 、 孙系统都会最优 ， 同样选择最优的子 、 孙 系统 ， 也不一定能使母系统最优。采矿方法方案应置 于矿床开采的母系统中去选择 ， 取母系统最优 的采矿 方法方案 ， 不能就采矿方法 的优势和适应性论采矿方 法的选取 。 在这许许多多的子 、 孙 系统 中， 对母系统影响程 度最深、 影响面最广的首推采矿方法方案的确定。 1 采矿方法方案的建立 首先根据矿床赋存状况 、 开采地质条件与开采技 术经济条件 ， 建立并初步选定技术上可行的适合该矿 床开采的采矿方法方案 。在建立采矿方法方案过程 中， 不要 “以法 套法 ” ， 而要 “以矿 生法 ” 、 “ 以矿创 法” ， 应具有创新精神， 针对具体条件， 对现有的采矿 方法方案作某些改进 ， 以适合于该矿床 的开采 ； 或者 是没有确定适应该矿床的采矿方法基本方案时 ， 设计 出新的采矿方法方案。 在初选方案的基础上 ， 根据采矿方法的主要技术 经济指标进行对 比分析 ， 筛选出难 于确定的 2～ 3个 方案。对 比分析各种采矿方法 的主要技术经济指标 如下 ①矿块劳动生产率； ②采准切割工作量及形成 采场的时间； ③矿块生产能力 ； ④主要材料消耗量 ； ⑤ 矿石贫化率和采矿损失率； ⑥采 出矿石的直接成 本 。 2 采矿方 法方 案优化 由于多方案的经济因素涉及到生产工艺 系统和 辅助生产工艺系统及矿石加工系统的能力 、 投资、 成 本、 质量、 产量 、 价格等多方面的差异 ， 很显然 ， 仅仅用 简单的采矿方法主要技术经济指标已不能判断采矿 方法方案的优劣， 更不能准确地选取适合于矿床开采 母 系统的最优采矿方法 。因此 ， 必须对多方案进行详 细的技术经济计算 ， 进行综合分析 比较来确定选用方 案。 2 ． 1 方案优化实例 某铜铁矿床 ， 走向长 3 5 0 IT I ， 倾角 6 0 。 一 7 0 。 ， 平均 厚度 5 0 m。矿体连续性好 ， 形状 比较规整， 地质构造 简单 。矿石为含铜磁铁矿 ， 致密坚硬， f8～1 2 ， 属 中 等稳固。上盘为大理岩 ， 不够稳 固， f7～ 9， 岩溶发 育 ； 下盘为矽卡岩化斜长石及花 岗闪长斑岩 ， 因受风 化， 稳 固性差 。矿石品位较 高， 平均铜品位 1 ． 7 3％， 平均铁品位 3 2％。地表允许陷落。 根据上述矿床开采技术条件 ， 初步选出无底柱分 段崩落采矿法 第一方案 和上向水平分层充填采矿 法 第二方案 在技术上都是可行的方案。通过技术 经济 比较 ， 确定选用无底柱分段崩落采矿法。如果把 这 2个方案置于矿床开采母系统中去选取 ， 应选哪个 方案 尚难定论。根据这 2个方案的比较项 目， 作出定 量的预测 ， 以选取矿床开采母系统总的经济效益最好 的方案。2个方案的优化计算分析如表 1 所示。 收稿 日期 2 0 1 3 0 5 2 0 作者简介 陈立新 1 9 6 7 一 ， 男 ， 安徽桐城人 ， 工程 师， 注册安全 工程师 ， 主要 从事矿 山采 矿生产技术 和管理工作 ； 南京 市江宁 区汤 山街 道青林社 区 ， 仙人桥矿业有 限公司技术部 ， 2 1 1 1 3 1 2 0 1 3年第 7期／ 第 3 4卷 设计依据 2 3 矿石地质品位 c ／％ F ／ ％ 设计能力 精矿含铜 A j ／ t ‘ a 精 矿含铁 A j v e ／ t a 全员 劳动生产 率 尸 ／ [ t a 人 ] 生产工人劳动生产率 P ／ [ t a 人 ] 采矿方法 比重 分段崩落 e 崩 ／ ％ 分层充填 e 充 ／ ％ 矿块生产能力 g ／ t d‘ 。 分段 崩落 ／ t‘ d 分层 充填 g 充／ t‘ d 采准切割 比／ m 万 t 分段崩落／ m 万 t 分层充填／ m万 t 采矿 回采率 ％ 分段崩落 崩 ／ ％ 分层 充填 充／ ％ 矿石贫化率 p ／ ％ 分段 崩落P 崩／ ％ 分层充填 P 充／ ％ 选矿回收率 c ／ ％ gv , ／％ 选矿原矿 品位 d tC u ／ ％ oLIF e ／ ％ 选 矿精 矿品位 卢 c ／ ％ 1 ． 7 3 3 2． O 5 9 2 0 7 9 2 4 4 1 ． 7 3 3 2 ． O 5 9 2 0 7 9 2 4 4 设计资料 4 5 6 7 8 9 芦 F ／ ％ 矿石年产量 A ／ 万 t 矿山服务年限 t ／ a 矿 山职工人数 全 员 N ／ 人 生产工人 N ／ 人 精 矿年产量 铜精矿 J c ／ t a 铁精 矿J F ／ t a 精矿产 出率 铜 r c u ／ ％ k 崩 崩 克 充 ／ 1 0 0 P 崩p 崩 十 充p 充 ／ 1 0 0 0 L c c 1 - p 0 L F F e 1- p 2 9 5 2 8 7 8 4 21 4 1 0 一l l 1 0 0 3 3 0 ． 6 7 3 5 0 。 4 0 0 2 0 0 - 2 5 0 3 5 0 。 4 0 0 3 0 0 3 5 0 1 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 1 5 0 1 5 0 7 5 8 2 91 9 8 2 8 2 9 5 ． 4 2 0 9 1 1 2 0 2 0 2． 6 9 4 6 8 1 ． 3 8 2 5． 6 2 O 6 5 4 4． 4 3 0 95 7 0 1 ． 5 7 2 9 ． 1 2 0 6 5 3 9 ． 6 3 2 ． 8 1 2 1 4 1 5 1 6 产品生产 1 7 铁 r F e ／ ％ 单位矿石基建贷款 按矿石量计算 d ／ [ 元 t a ] 按精矿量计算 铜 d j ／ [ 元 t a ] 矿 山基建贷款 D ／ 万元 A ；Aj C u ／ k c 8c u t q k ／ a 1 - p J c A c E c ／ 卢 c j F A a 。 e ， 0 F e c J c ／ A r F e i E ， A 1 5 0 6 1 0 5 4 2 8 7 9 8 1 8 91 0 6． 4 9 2 6． 7 8 l 3 7 8 一l 2 8 9 6 5 2 9 5 3 2 7 3 4 1 2 4 1 0 0 7 ． 4 6 5 1 9 0 3 1 3 4 产品投资 D d A 4 0 0 4 0 0 6 1 6 3 ． 3 3 5 3 6 1 ． 9 3 1 7 7 6 0 1 5 8 4 0 1 9 2 0 圈匝西 黄 金 2 5 精 矿价格 铜精矿 L c ． ／ 元 t 铁精矿 ， J F e ／ 元 t 2 6 单位矿石总价值 元 t 产 品 产 值 ； 2 7 精矿成本分摊 铜精矿 y c ／ 元 t 铁精矿 ／ 元 t 2 8 企业总产值 M／ 万元 VV c V c r c u L c u V v F 。 F e 按产 品产值分配 y C v c u ／ V r C Y F e V r u ／V F M V A 8 8 0 o 1 2 0 0 8 9 2 ． 48 5 71 ． 1 2 3 2 1 ． 3 6 】 】 ． 7 1 2 7 ． 1 9 3 9 6 2 6． 1 1 4 ．1 7 3 4． 1 0 4 0 8 8 9 ． 4 2 ． 4 6 6 ． 9 1 l 2 6 3 ． 3 产品效益 2 9 企业年毛利 s ／ 万元 2 ． 2 优化结果及选择 通过分析比较结论是 1 第二方案比第一方案的矿山规模小， 投资少， 单位矿石利润高 ， 投资收益率高 ， 资金利润率高 ， 在经 济上有绝对的优越性 ， 应选用第二方案 。 2 从资源 回收 比较 ， 第一方案为 7 7 ． 1％， 第二 方案为 8 6 ． 5％， 第二方案有明显的资源 回收优势。 3 第二方案唯有全员 劳动生产率低 ， 在方案上 是一个 次 要 的不 足。 因此 ， 最后 确 定选 用第 二 方 案上向水平分层充填采矿法 。 3 结论 综上所述 ， 采矿方法方案优化从系统工程的观点 出发有与众不同的 4点认识 1 矿床开采母 系统最优 ， 子、 孙 系统不一定是最 优 ， 选择子、 孙系统应置于母 系统 中去考虑 ， 选用母系 统最优的方案。 2 有许多方案存在时 ， 用采 矿方法 的主要技术 经济指标进行对 比分析 ， 不能肯定会得出适合于母系 统最优的采矿方法 ， 而且 ， 进行技术经济分析时， 要把 这些指标费用化 ， 改指标的定性分析 比较为定量分析 比较 ， 会取得更满意的效果 _ 2 。j 。 3 通过矿床开采母 系统经济技术综合 比较 ， 是 取得母系统最优采矿方法的可靠途径。 4 当矿山地质条件变化很 大时， 除了 比较评价 采矿方法外 ， 还 要论证某些采 矿方法合 理的应用范 围 。 [ 参 考 文 献] [ 1 ] 袁世伦 ， 成华雄． 工程 经济原理在 采矿方法选 择 中的应用 [ J ] ． 黄金 ， 2 0 0 5， 2 6 1 1 2 42 7 ． [ 2 ] 吴璇． 矿山工程投资经济评价方法及 应用的研究 [ D] ， 武汉 武 汉科技大学 ， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 吴璇 ， 许梦 国， 刘振平 ， 等． 程潮铁 矿西 区采 矿方法选 择的经济 评价『 J ] ． 金属矿山 ． 2 0 0 6 8 1 31 5 ． Di s c u s s i o n o n t h e o pt i mi z a t i o n o f mi mn g me t h o d Ch e n Li x i n X i a n r e n q i a o Mi n i n g C o ． ， L t d ． Abs t r a c t I n t e r ms o f s y s t e m e n g i n e e r i n g， d e po s i t s a r e l a r g e s y s t e ms a n d mi n i n g me t ho d s mu s t b e p u t un d e r s u c h bi g s y s t e ms a n d be c ho s e n ． An d S O q ua l i t a t i v e e v a l u a t i o n i s r e p l a c e d b y q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s， d e t e r mi n i n g t h e o p t i ma l p l a n i n t h e h u g e s y s t e m o f d e p o s i t mi n i n g ． Th e p a p e r t a k e s o ne c o p p e r i r o n mi n e f o r e x a mp l e a n d i n t r o d u c e s t he o p t i mi z a t i o n pr o c e s s o f t h e mi n i n g p l a n， a n d i t p r o v e s t o b e r e f e r e n t i a 1 ． Ke y w o r d s d e p o s i t m i n i n g ；m i n i n g m e t h o d ； d e s i g n ； e c o n o m i c a l e v a l u a t i o n ； m a j o r s y s t e m； s u b s y s t e m 编辑 邢万芳 6 5 8 8 0 O 4 O 蚰 加∞ 8 1 l 6 3