国外某矿山开采截止品位的计算和矿体圈定

2019-12-23苑雪超门建兵骆贞江

采矿技术 2019年6期

苑雪超,门建兵,骆贞江

国外某矿山开采截止品位的计算和矿体圈定

苑雪超,门建兵,骆贞江

(中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330031)

随着国家“一带一路”政策的支持和鼓励，越来越多的矿企走出国门，走向国外开发矿山，但由于矿产当地基础设施和建设条件的不完善，开采成本相比国内一般较高，因此选择一个合理的开采截止品位对于矿山建设和后期运营至关重要。基于非洲某矿山详查报告和矿体地质模型，根据拟采用的采选工艺及相关成本和税费计算矿山开采的截止品位，并根据计算得出的截止品位重新圈定矿体。结果表明，资源储量由原详查报告的8120万t减少到3773万t，铜、钴品位分别从0.99%和0.38%提高到1.34%和0.61%。矿山按计算得出的截止品位进行开采，可大大降低开采成本，提高盈利能力。

截止品位;详查报告;地质模型;开采成本;资源储量

非洲某矿区范围内存在中矿体、主矿体、西矿体、西南矿体、北矿体、南Ⅰ矿体、南Ⅱ矿体、东Ⅰ矿体、东Ⅱ矿体及深部矿体等多个铜钴矿体，其中一期工程南Ⅱ矿体露天开采已建成投产，采选规模为99万t/a。

1 矿山开采技术条件与采选工艺

深部矿体位于南Ⅱ矿体的下部，为厚大层状矿床，赋存标高约964~1326 m，埋深约230~540 m，矿体倾角为5°～10°，南北宽约400~900 m，东西长约1300 m，厚约20~50 m。矿体厚度、铜、钴品位在空间上存在较大差异，铜、钴品位分布整体上呈现两大特征：一是在平面上，矿体南东部的铜、钴品位较高而北西部品位较低；二是主要含矿层位呈现中部铜、钴品位高，顶、底板铜、钴品位逐渐变低。

深部矿体的矿体和顶板围岩稳固，底板围岩稳定性较差，矿区工程地质条件属中等类型。矿床顶板溶蚀裂隙发育，富水性强，属水文地质条件复杂的岩溶充水矿床。矿山开采条件属以水文地质问题为主的开采技术条件复杂的矿山。

根据前期工作，深部矿体拟采用地下开采，开采规模为198万t/a。矿山开拓拟采用双斜坡道+副井开拓形式，设上行和下行斜坡道各1条，斜坡道负责矿石、废石和材料的运输，副井负责提升人员，同时设回风井用于回风。井下矿、废石通过铲运机直接铲装至卡车经中段运输巷道和上行斜坡道运至地表选厂，空车经下行斜坡道和中段运输巷道进入采场；材料由下行斜坡道和中段运输巷道进入各中段采场，卸车后由中段运输巷道经上行斜坡道返回地表；人员由专用车辆经下行斜坡道和中段运输巷道进入采场（亦可由副井罐笼进入各中段后进入采场），空车经中段运输巷道和上行斜坡道返回地表。井下矿石、废石、人员和材料运输车辆形成一个环形运输线路。副井位于矿区东北部错动范围外，设罐笼用于人员上下，同时零星材料亦可从该井进入井下各中段，供水、排水及供电等管缆亦布置在该井内。

采矿方法为盘区式阶段空场嗣后充填法，盘区沿矿体走向布置，沿走向方向长60 m，沿倾向方向长250~300 m，盘区间留设20 m宽间柱。盘区内划分矿房和矿柱，跨度均为18 m。矿房和矿柱分两步骤进行回采，一步回采矿房，采空区采用胶结充填接顶；二步回采矿柱，采空区嗣后低强度胶结充填。

选厂碎磨拟采用半自磨+球磨+顽石破碎的半自磨工艺，选别采用一粗三扫三精的全浮选流程，产品为硫化铜钴精矿。

2 截止品位计算

2.1 详查报告资源量

矿山2010年委托国内地勘部门完成了深部矿体的普查报告，为加快深部矿体的开发建设工作，2018年又委托国内地勘部门完成了矿床详查报告，并依据勘探数据建立了矿床地质模型。

根据详查报告，深部矿体地质勘查以100 m× 100 m网度求控制的资源量，以200 m×200 m网度求推断的资源量，在勘探工程控制范围内，矿体达到了详查控制程度，确定矿体为第II类勘查类型。详查报告中矿体圈定采用国内矿山的工业指标，即Cu 0.5%、Co 0.1%，共探获资源量8120.41万t，平均品位Cu 0.99%，Co 0.38%，其中332级别资源量6265.7万t，平均品位Cu 1.00%，Co 0.39%，333级别资源量1854.71万t，平均品位Cu 0.94%，Co 0.34%，矿床属厚大高品位铜钴矿床。

2.2 截止品位计算

考虑到矿区当地矿山建设、基础设施等条件，并综合一期开采实际和矿区附近其他类似矿山生产实际（该国其他地下开采矿山目前普遍开采Cu品位＞3%的矿体），本文认为详查报告中采用国内圈矿工业指标Cu 0.5%、Co 0.1%不切合实际，该指标下开采无法负担矿山开采成本，矿山建成后将持续处于亏损状态。鉴于矿山地处非洲，且当地政局不稳定，本文分析矿体赋存条件后，认为矿山开采过程中可适当“采富留贫”，尽量多回采矿体中间部位的富矿，对靠近顶、底板的低品位矿石适当进行选择性开采。

因此，鉴于当地实际情况和Cu、Co市场行情，本文结合矿山当地采矿成本、选矿成本、其他费用、权税费、采选指标、当量系数、计价系数等参数对开采截止品位进行重新计算，主要数据见表1。

表1 截止品位计算数据

=(采矿+选矿+辅助+其他)/( 1−)///(1−)/（1）

式中，为截止品位，%；采矿为采矿成本，吨矿成本；选矿为选矿成本，吨矿成本；辅助为辅助成本，吨矿成本；其他为其他成本，吨矿成本；为税费，以销售收入为税基计算；为金属价格，长期预测市场价格；为选矿回收率，%；为开采贫化率，%；为计价系数。

将表1中数据代入式（1），得到Cu开采截止品位为3.32%，Co开采截止品位为0.40%，Co/Cu当量系数8.3。即，只有开采矿体单Cu品位达到3.32%或单Co品位达到0.40%的矿体时，矿山才能处于盈利状态。

3 重新估算资源储量

基于计算得出的边界品位（Cu 3.32%、Co 0.40%，Co/Cu当量系数8.3）和地勘单位提供的矿体地质模型，本文采用Datamine矿业软件对矿体进行圈定并计算资源储量，计算后深部矿体地质资源储量为3773.91万t，平均地质品位Cu 1.34%，Co 0.61%，其中332级别资源储量3064.05万t、平均品位Cu 1.35%、Co 0.61%，333级别资源储量709.87万t、平均品位Cu 1.30%、Co 0.63%，说明深部矿体为以钴金属为主的高品位矿床。

按类似以往矿山资源储量升为设计利用储量的经验，本文考虑资源利用率可信度系数332=1、333=0.7，深部矿体设计利用资源储量共约为3560.95万t，平均地质品位Cu 1.34%，Co 0.61%。按照198万t/a规模计算，考虑损失、贫化后，矿山服务年限约18 a服务年限较《有色金属采矿设计规范》关于新建地下大型矿山服务年限大于25 a的要求偏短，但考虑到矿山地处政局不稳定的非洲，且随着补勘进行，资源量仍有可能增加，加之矿体顶、底板尚有大量低品位矿石，服务年限存在延长的可能性，因此矿山服务年限亦在合理范围内。

重新圈定矿体后，矿体的埋深、赋存深度和倾角等参数基本未发生较大变化，矿体的主要变化是厚度明显变薄（主要原因是剔除了顶、底板的低品位矿石），同时局部地段呈现分支复合现象，矿体中间伴有低品位夹石。

从资源量方面看，重新圈定矿体后资源储量为原详查报告的46.5%，其余53.5%资源为低品位矿体，低品位资源占比较大；其中332和333级别工业矿体资源量分别为原详查报告的48.9%和38.3%，333级别矿体资源储量变化略大于332级别矿体资源储量。

从矿体品位方面看，重新圈定矿体后，矿体Cu、Co品位分别较原详查报告提高35.4%和60.5%，Co品位提高尤为显著。其中，332级别矿体Cu、Co品位分别较原详查报告提高35.0%和55.4%；333级别矿体Cu、Co品位分别较原详查报告提高38.3%和84.4%。

从矿体含金属量方面看，重新圈定矿体后，矿体含Cu、Co金属量分别为原详查报告的62.9%和74.6%。其中，332级别矿体含Cu、Co金属量分别为原详查报告的66.0%和76.0%；333级别矿体含Cu、Co金属量分别为原详查报告的51.9%和69.3%。

对比矿体资源储量和金属量变化，重新圈定矿体后，资源储量为原详查报告的46.5%，矿体中金属量分别为原详查报告的62.9%和74.6%，矿体中金属量变化幅度明显小于资源储量变化幅度，说明重新圈定矿体后剔除的低品位矿体Cu、Co品位明显低于原详查报告中矿体平均品位。

根据矿体赋存情况和品位分布状态，低品位资源占比53.5%，且主要集中在工业矿体顶、底板，矿山在开采实际过程中，可适当减小损失、提高围岩的混入率，适当加大对低品位矿体的回收；待金属价格上涨到一定高度时，对低品位矿体适当进行选择性回收。

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