三道庄露天矿矿产工业指标优化*

2013-04-03何亚清张新光杨建敏陈凤群

金属矿山 2013年3期

何亚清张新光杨建敏陈凤群黄超

(洛阳栾川钼业集团股份有限公司)

充分利用有限的矿产资源，合理开发低品位和伴生矿产资源，走可持续发展之路，是洛钼集团发展的长期战略。近年来，洛钼集团在“浮钼尾矿中综合回收白钨工艺技术”上获得重大突破，并建起了30 000 t/d白钨回收选矿厂，加之钨钼等有色金属价格的持续走高，原有的工业指标已不适应当前的技术经济条件。为提高矿产资源利用水平和效率，建设河南栾川钼钨铁资源综合利用示范基地，增加企业发展后劲，实现矿山可持续开采，急需进行三道庄露天矿矿产工业指标优化研究，最终达到优化矿山开采境界的目的。

1 三道庄钼矿地质资源概况

三道庄矿区是一个典型的钼钨共生矿山，主矿体为一厚度很大的似层状矿体，在其上、下部位有少数零星小矿体分布。矿体规模为巨大型，沿走向长度大于1 420 m，沿倾向长度大于1 120 m，厚度一般80～150 m，最大厚度可达364.56 m，矿体厚大且分布集中、品位较高、表土覆盖层薄，适宜露天大规模开采。

详勘报告采用冶金工业部［76］冶色字第331号文下达的工业指标圈连矿体:Mo边界品位≥0.030%，最低工业品位≥0.060%，最小可采厚度2 m，夹石剔除厚度4 m。伴生组分WO3资源储量估算在钼工业矿体内进行，平均品位≥0.060%者参加资源储量估算，＜0.060%者不再估算伴生钨资源储量。国家储委审查批准的储量见表1。

2 工业指标优化的原则

矿产工业指标是评价矿床工业价值、圈定矿体、估算矿产资源/储量的依据［2］，也是合理开发利用矿产资源，确定可采范围和指导开采的主要依据。制定工业指标的原则主要有:①最大限度地合理利用矿产资源;②技术上的可行和经济上的合理;③保证矿体的完整性;④随着经济的发展和采、选、冶技术的改善，根据原料供需变化、产品价格的变动等因素适时调整工业指标，保证矿产工业指标的动态性。工业指标的优化是在地质、技术、经济综合论证资料的基础上，通过多方案的比较、分析，根据整体效益最优化的原则，找出最优的工业指标方案［3］。

表1 三道庄钼矿储量汇总［1］

3 露天矿工业指标优化过程［4］

3.1 钼钨当量折算系数的确定

三道庄露天矿矿石中主要有价成分为钼(Mo)，伴生有用组分为白钨(WO3)。根据近10 a钼精矿和钨精矿价格的统计分析，预测未来钼精矿的期望价为114 962元/t(47%钼精矿)、钨精矿的期望价为137 995元/t(65%钨精矿)，三道庄地区选矿统计钼的回收率为84%，钨的回收率为67%，综合考虑精矿价格和回收率2大主要影响因素，计算出钼、钨当量折算系数为

3.2 优化方案的确定

本次工业指标优化选取6种方案，分别为边界品位0.02%、最低工业品位0.05%指标下的单钨25方案、单钼25方案、钨钼当量25方案和边界品位0.03%、最低工业品位0.06%指标下的单钨36方案、单钼36方案、钨钼当量36方案。

3.3 钻孔样品的组合

露天开采在垂直方向上是以台阶为开采单元的，一旦台阶的参考标高和台阶高度被确定，沿台阶高度无论品位如何变化，基本无法进行选别开采。因此，在1个台阶高度内采用不同的取样品位是毫无意义的。本次矿体圈定共导入钻孔数据131个，先根据给定的边界品位及最小工业品位，分别标明工业矿及低品位矿的界线，再根据台阶高度进行样品组合，样品组合系统流程见图1。

3.4 绘制地质剖面图

根据钻孔内工业矿及低品位矿的矿体界线，在地质专业人员的指导下，用计算机辅助设计技术进行矿体圈定连接，根据确定方案下工业指标和各地质勘探线在平面图中的剖切位置，每个方案共圈定9个横剖面。

3.5 保有地质储量计算

根据所建立的矿床模型，计算各方案现状条件下保有地质矿量、金属量和品位(见表2)。

图1 样品组合系统流程

表2 各方案保有地质储量结果汇总

从表2可以看出，采用钨钼当量的方式进行统计分析，大大提高了矿体的完整性，矿石的平均品位也有显著提高，因此采用钨钼当量的方法来综合优化钼、钨2种矿体的开采境界十分有必要，并能合理地利用矿产资源和达到更好的经济效益。

3.6 技术经济参数

主元素Mo和伴生组分WO3按未来市场预测价格，采剥成本、选矿成本、采选技术指标参照栾川地区已有大型矿山的实际情况选取，税费按照国家有关规定执行。拟定的主要技术经济参数如表3。

表3 主要技术经济参数

3.7 露天境界边坡参数

根据矿区边坡岩体稳定性分析，设计确定采场边坡参数:台阶高度:12 m;终了并段台阶高度:24 m;终了台阶坡面角:75°;清扫运输平台宽度:10.5 m;运输道路宽度:16.5 m;最终边坡角:30 000 t/d前期境界为50°，终了境界东北角为50°，其余地段边坡角为53°。

3.8 工业指标与露采境界优化

L－G图论法是具有严格数学逻辑的最终境界优化方法，只要给定价值模型，在任何情况下都可以求出总价值最大的最终开采境界，是目前确定最优露天开采境界的有效而可靠的方法，包括惠特尔、赵与金(以及皮卡德与史密斯在内的多位研究人员运用这一理论解决露天矿优化开采的若干问题。目前，随着计算机技术的飞速发展，国内外研究工作者开发了一系列用于解决、实现露天境界优化的软件包，将各种优化设计算法程序化，使优化设计更加简洁、快速。本优化采用SURPAC采矿设计境界优化软件，以市场预测的钼、钨售价范围及采矿生产成本、选矿生产成本、选矿回收率、边界品位和最终边坡角等为基础进行了露天开采境界优化设计。从表4可以看出，钼钨36方案，资源净值和税后总利润最大，为最优露天开采境界方案。

表4 优化方案技术经济指标对比

3.9 优化方案对比

2004年，长沙有色冶金设计研究院根据当时预测的钼精矿价格，对三道庄30 000 t/d露采境界进行了一次优化，其优化主要技术经济指标见表5。从表中可以看出:钼钨36优化境界方案比2004年长沙院单钼优化境界方案增加可采钼钨矿石量139 865 t，服务年限增加14 a。因此，钼钨36优化境界方案为最优露天开采境界。