以矿石价格为基础选择采矿方法初探.pdf

2 0 1 0年第 1 1 期／ 第 3 1 卷 黄金 GoLD 以矿石价格为基础选择 采矿方法初探 初 道忠 ， 张成祥 1 ． 山东理工大学资源与环境工程学院； 2 ． 山东金岭铁矿 摘要 关于以矿石价格为基础选择采矿方法问题 国内很 少有人讨论 。当矿石价格达到一定高 度时， 不论矿体开采条件如何 ， 采用充填采矿 法通常在经济上是合理的， 同时该 方法在矿产资源的 利用率和环境保护方面有突出的优势。结合矿 山实例对应用空场采矿 法和胶结充填采矿法取得 的 经 济效益 进行 了比较 ， 并对 结果进 行 了分析 。 关键词采矿方法； 选择 ； 矿石价格 ； 经济效益 中图分类号 T D 8 5 1 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 1 1 2 7 7 2 0 1 0 1 1 0 0 3 1 0 2 0 概述 采矿方法在矿山生产中占有十分重要 的地位 ， 它 的选择影响矿 山的生产规模 、 矿产资源的利用率 、 生 产成本 、 生产安全及矿区周 围环境等 ， 进而直接关 系 到矿山企业最终的经济效益 。目前 ， 虽然有不少优选 采矿方法的计算程序和专家系统 ， 也有不少学者提出 各种采矿方法数值优化选择方法 ， 如模糊数学法 J 、 遗传算法 J 、 神经 网络法 J 、 灰 色聚类分析法 等 J ， 但由于影响采矿方法选择 因素的复杂性 ， 这些优选算 法的成熟程度能达到普遍使用水平的并不多， 主要是 智能化程度还满足不 了广泛应用的要求 ， 因此在矿 山 实际工作中， 仍然在经验法则的基础上通过经济技术 比较来选择采矿方法 。 实际上 ， 采矿方法 的选择因素总的来说是技术上 可行 、 经济上合理 ， 另外还要考虑矿产 资源 的利用和 环境因素。目前 ， 单纯 以矿石价格为基础来选择采矿 方法的研究 比较少 ， 理论上 ， 当矿石价格高时 ， 我们应 该考虑选择回采率高 、 贫化率低的采矿方法。笔者认 为 当矿石价格达到一定高度时 ， 采用充填采矿法一 般是合理 的。原因一是在技术上适用范围广 ， 充填采 矿法可用于矿体稳 固、 围岩不稳固的倾斜或急倾斜矿 体 ， 能适应形态不规则 、 分支复合变化大 的矿体 ； 二是 在环境因素和矿山资源可持续发展方面 ， 无废采矿是 采矿发展的必然趋势 ， 采用充填采矿法可提高矿石 回 采率 ， 减少矿石贫化率 ， 充分利用资源， 防止内因火灾 和可在“ 三下” 开采 等优点 ， 加 上采空区可 以用废石 和尾砂来充填 ， 地面不需构筑大规模的尾矿库和废石 场 ， 改善周围环境 ， 具有经济和社会双效益； 三是在经 济方面， 尽管充填采矿法存在回采工艺和充填工艺相 对复杂， 矿石成本高等缺点 ， 但是 由于矿石价格高 ， 矿 石 回采率高和贫化率低 ， 获得的收益足以抵消费用成 本高造成的支出。所 以， 充填采矿法越来越受到人们 的重视 ， 充填工艺技术也在充填采矿法不断改善与发 展的过程中不断创新和完善。 1 以某铁 矿为例进行采矿方 法比较 1 ． 1 开采条件及采矿法选择 某铁矿矿床为接触交代变质磁铁矿 ， 矿体上盘为 石灰岩 ， 下盘为闪长岩 。在矿体与闪长岩之间夹有厚 度不一的矽卡岩 ， 该岩层的特性是软弱破碎 ， 给矿体 开采带来了一定的困难 。但矿体 、 石灰岩和闪长岩稳 固性好 ， 9 5％的巷道为裸体巷道 ， 无需支护。 矿体中含有极少量的赤铁矿 F e O ， 可试用重 力选矿法 回收 ， 或 用烧 结 法将 赤 铁 矿 磁 化再 进 行 磁 选 。 矿体上盘石灰岩含水丰富 ， 但在 一6 5 0 m水平 出 现 了双层水位 ， 基本上是隔水的。在设计 中应充分考 虑这一因素， 在开拓 时先 考虑开采 隔水层 以下 的矿 量 ， 以减少总的排水量。 根据矿床的水文地质条件 ， 可采用两段排水 。下 段采用潜水泵排水， 以防突然停 电等事故淹井 ； 上段 采用离心泵排水。潜水泵的控制系统在地表 ， 这样可 以防止淹井事故 ， 又可以防止上层水流入下部 。 工业矿量 1 5 0 0万 t ， 磁铁矿 F e O 平 均品位 5 2 ． 3％， 矿 体平 均 厚 度 9 m， 倾 角 5 3 。 ， 埋 藏 深 度 5 6 0 m， 赋存深度 3 5 0 m， 矿体形态 为层状 ， 赋存要素 和有用矿 物 成分 组 成稳 定 ， 矿体 计 算 涌水 量 每 昼 夜 9 5 0 0 m 。 。 根据矿体的赋存条件 ， 初选采用空场采矿法和胶 收稿 日期 2 0 1 0 0 81 2 作者简介 初道忠 1 9 6 7 一 ， 男 ， 山东昌乐人 ， 副教授 ， 博士 ， 主要从事矿业经济优化研究及教学工作 ； 山东省淄博市张店 区张周路 1 2号 ， 山东 理工 大学资源与环境工程学 院 ， 2 5 5 0 4 9 黄金 结充填采矿法两种采矿方法 ， 并对这两种采矿方法进 行经济 比较。 1 ． 2 两种采矿方法的经济效益 1 有关经济指标 。2 0 0 8年 山东省第 二季度 ， 不 含水 分，品 位 6 5 ％ 的 铁 矿 石 的 市 场 价 格 为 1 7 6 0元／ t ； 增值税率为 1 7％ ， 增值税为 2 9 9 ． 2 f v Jt ； 税前价格为 1 4 6 0 ． 8 t 。 空场采矿法生产铁精矿成本为 5 0 0 t ， 包括采 矿 、 选矿 、 管理费以及增值税以外的费用 ； 胶结充填采 矿法充填费用每吨铁精矿 8 5元 ， 胶结充填采矿法 的 生产成本为 5 8 5元／ t 。 2 空场采矿法技术指标及经济效益 。 技术指标 矿石 回采率为 6 5％ ， 选矿 比1 ． 5 1 ， 矿 石贫化率 1 7％， 设计年产量 3 5万 t 。 经济效益计算 矿山开采期采出矿量 9 7 5万 t ， 矿 山开采期可选 出铁精矿粉 6 5 0万 t ； 矿 山开采期纯利 润 6 2 4 5 2 0万元 。 3 胶结充填采矿法技术指标及经济效益 。 技术指标 矿石 回采率为 9 5％ ， 选矿 比1 ． 3 5 1 ， 矿石贫化率 5％ ， 设计年产量 3 5万 t 。 经济效益计算 矿山开采期采 出矿量 1 4 2 5万 t ， 矿山开采期可选出铁精矿粉 1 0 5 5 ． 5 6万 t ； 矿 山开采 期纯利润 9 2 4 4 5 9 ． 4 5万元 。 4 两种采矿方法经济效益 的比较。在整个 开采 期内 ， 胶结充填采矿法 比空场采矿法多增加经济效益 2 9 9 9 3 9 ． 4 5万元 。同时再考虑建尾矿坝和地表处理 方面等费用 ， 胶结充填采矿法有突出的优点。 1 ． 3 两种采矿方法的结果分析 在税率和开采方法的技术指标不变的情况下， 铁 精矿价格是经济效益的函数 。则两种采矿方法 的精 矿价格 一经济效益函数分别是 空场采 矿法 E P 0 ． 8 3 P一 5 0 0 6 5 0 1 胶结充 填 采 矿法 E P 0 ． 8 3 P一5 8 5 1 0 5 5 ． 5 6 2 式中 E 空场采 矿法 矿 山开采期 的纯 利润 万 元 P 铁精矿粉市场价格 元／ t ； Ej 胶结充填 采矿法 矿 山开 采期 的纯利润 万元 。 根据两个 函数 图 见 图 1 ， 当铁精 矿价格较低 时， 空场采矿法在经济上有优势 ， 当铁精矿价格升高 到 8 6 9 L ／ t 时 ， 两种采矿方法的经济效益相 同， 随着 价格的进一步提高， 胶结充填采矿法在经济上的优势 越来越明显。 图 1 两种采矿方法的精矿价格一经济效益 图 2 结语 当矿石 包括铁精矿 的市场价格相对较高 ， 提 高矿石 回采率是关键 的环节。根据笔者对一些高价 、 高品位矿山的调查 ， 同一矿山用胶结充填采矿法较其 他种类采矿法 回采率高 2 5％ ～3 0％。根据这一情 况 ， 只要矿石价格达 到一定的水 平， 不论矿体开采条 件如何 ， 采用充填采矿法都是符合市场经济规律的。 [ 参 考 文 献] [ 1 ] 冯夏 庭 ， 王泳 嘉． 采矿 科 学发 展 新 方 向 [ J ] ． 科技 导 报 ，1 9 9 5 8 2 0 2 2 ． [ 2 ] S e r g e C l e m e n t， Ni k e V a g e a s ．U s e o f g e n e t i c a l g o r i t h m s i n a m i n i n g p r o b l e m[ J ] ．I MM， S e c t i o n A，1 9 9 4 1 3 1 1 3 6 ． [ 3 ] 冯夏庭． 地下采矿方法合 理识 别的人工神 经网络模型 [ J ] ． 金属 矿 山，1 9 9 4 3 71 1 ． [ 4 ] 陈庆华 ， 潘长 良， 杨殿． 矿业有限开采方 案优选决策方 法及其应 用 [ J ] ． 湖南有色金属 ， 1 9 9 6 2 1 01 4 ． [ 5 ] 于润仓 ． 采矿 工程 师手册 上 [ M] ． 北 京 冶金 工业 出版社 ， 2 0 0 9 5 9 05 9 4． S e l e c t i o n o f s t o p i ng me t ho d b a s e d o n o r e p r i c e Chu Da o z h o n g ，Zh a n g Ch e ng x i a n g 1 ．S c h o o l o f R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t E n g i n e e r i n g ， S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ； 2 ．S h a n d o n g J i n l i n g I r o n Mi n e Ab s t r a c t Th e i s s u e o f s t o p i n g me t h o d s e l e c t i o n ba s e d o n o r e pric e i s d i s c u s s e d l i t t l e i n Ch i n a ．W h a t e v e r t h e o r e b o d y s t o p i n g s i t u a t i o n s a r e ．t h e b a c k fi l l mi n i n g me t h o d i s r e a s o n a b l e i n e c o n o mi c wh e n t h e o r e p r i c e r e a c h e s a c e r t a i n l e v e 1 ．Me a n wh i l e，t h e b a c k fil l me t h o d h a s o b v i o us a d v a n t a g e s i n t h e r e s o ur c e u t i l i z a t i o n r a t i o a n d e n v i r o n me nt p r o t e c t i o n．Co mb i n i n g wi t h s o me pr a c t i c a l e x a mp l e s，t h e e c o n o mi c b e n e fi t s o f o p e n s t o p e mi n i n g a n d c e me n t e d b a c k fil l mi n i n g me t h o d a r e c o mp a r e d a n d a n a l y z e d． K e y wo r d s s t o p i n g me t h o d ； s e l e c t i o n ； o r e p r i c e ； e c o n o m i c b e n e fi t 编辑 邢万芳