露天开采品位指标与矿山经济效益最大化研究:以吉林省大石河钼矿为例

卢大超

长春黄金设计院有限公司，长春130012

0 引言

除特定时期受特殊国情影响，矿山建设未重点考虑投资经济效益外，矿山的建设生产所要达到的目的就是获取最大化的经济效益。矿床工业指标分为矿石质量指标和开采技术条件指标。其中，矿石质量指标主要指矿体品位指标，品位指标主要包括边界品位和工业品位(或最低工业品位)。工业指标的确定需综合国家矿产资源政策，结合矿床地质特征、开采技术条件和市场经济条件等因素，并参考一般工业指标和同类矿山生产的实际指标，以矿山企业开发利用技术上可行、经济上合理的论证结果加以确定。这表明矿床工业指标是动态指标，应根据矿床地质特征的变化、矿床开采和加工技术水平的提高、矿产品市场价格的变动等因素而适时地调整，以期获得最佳的经济效益。前人就正在建设的露天矿山或露天开采矿山的经济效益问题，从露天矿山的开采境界、剥采比、工业指标和技术经济参数等方面进行了论证[1-16]。探寻已进行露天开采的矿山或正在进行建设的露天矿山的“最佳的开采品位指标”与“开采成本”(或“剥采比”)之间的关系，从而找到开采每吨矿石的“吨矿价值”盈利能力最大，或者矿山在生产服务年限内的盈利最大化。到目前为止，还没有这方面的论述。笔者结合自己的矿山设计和地质工作经验，以吉林省大石河钼矿为例总结了露天开采矿山地质工作中这个突出的问题，并提出笔者的观点和解决办法，这对露天开采矿山地质工作具有较好的参考价值。

1 矿床概况

1.1 地质概况

吉林省大石河钼矿床位于敦化市西北55 km 处，是小兴安岭—张广才岭钼矿带南缘新发现的一座大型钼矿床。

矿区内出露的地层主要为震旦系二合屯组和第四系。二合屯组呈NE向展布于矿区的中部，总体倾向SE，倾角变化较大，一般30°～60°，局部由于褶皱变形，产状变化较大。岩石类型主要有二云片岩、黑云片岩、白云片岩和绢云片岩等，该套片岩组合具有不均匀的矿化蚀变现象，是钼矿床的主要赋存层位，较发育的片理为辉钼矿富集提供了空间。第四系主要沿沟谷分布，由河流砂砾石堆积物组成。岩浆活动主要为海西晚期和燕山早期，其中，侵入于二合屯组片岩底部的燕山早期似斑状花岗闪长岩与钼矿化在空间与成因上关系密切。区内断裂构造发育，黄松甸—西北岔断裂呈北东向穿过矿区西北部，东西向的前进乡—庙岭冲断裂在矿区南部通过，两断裂控制了矿区内侵入岩和脉岩的分布，是矿区内主要导矿构造。

目前探明的钼矿体主要赋存于似斑状花岗闪长岩顶部及其围岩(二合屯组片岩)中，呈细脉浸染型。近地表矿体主要呈含辉钼矿石英脉，赋存于浅变质岩中。钼矿化受隐爆角砾岩筒及构造裂隙控制，矿化与蚀变具有明显的分带性，属斑岩型钼矿床。在矿区内圈出一个隐爆角砾岩筒，该隐爆角砾岩筒上大下小，呈喇叭状，上部最宽处为900 m×750 m。矿体在空间上呈陀螺状展布并包裹于该隐爆角砾岩筒内。

钼矿区Ⅰ号矿段，钼矿化主要为浸染状和网脉状两种分布形式，浸染状多分布于片岩内，网脉状多沿片理裂隙充填而形成，矿化类型以网脉状钼矿化为主，浸染状钼矿化次之。Ⅰ-1号钼矿体是大石河钼矿内的主矿体，矿体赋存标高707～300 m，其资源储量占已探明矿体总资源储量的97.18%。矿体主要赋存于石英-绢云母化蚀变带内，含矿围岩主要为片岩，次为闪长岩和花岗岩。该带控制长度为900 m，宽750 m，矿体走向70°～80°，倾角近水平。厚度100.76～377.47 m,平均厚222.423 m，厚度变化系数为36%。矿体连续性好，中心部位矿体厚大，且品位高，外侧具有明显的分枝现象，品位逐渐降低，特别是低品位矿均分布在矿体外侧的石英脉的分枝中。矿体钼品位一般为0.03%～3.48%，平均品位0.071%，变化较大，品位变化系数为184%。钼矿体被后期侵入的闪长玢岩等细脉穿切破坏，但对矿体的破坏程度较弱，总体上仍保持矿体形态的完整性[17]。

1.2 技术经济参数

(1)工业指标

①边界品位：0.03%；②最低工业品位：0.05%；③最低可采厚度：8 m；④夹石剔出厚度：8 m；⑤当品位较高而矿体厚度达不到可采厚度时，采用米·百分值(0.4 m·%)圈矿。

(2)单位矿石生产成本

①采矿成本：废石剥离成本8.89元/t(24元/m3)；矿石开采成本9.23元/t(25元/m3)；②选矿成本：38.21元/t；③管理费：15.06元/t(含安全费用)；④销售费：0.2元/t。

(3)产品价格(含钼45%以上)

按(钼精矿含钼45%及以上)纯金属钼价格：12、13、14、14.5、15、16、17、18、19万元/t等钼精矿价格进行测算。

(4)采矿损失贫化

采矿损失率：3%；采矿贫化率：3%。

(5)选矿回收率：93%。

2 露天采矿“最低开采品位指标”的计算方法

2.1 吨矿最大盈利能力法

在露天开采过程中，并不是“最低工业品位指标”越高，其产生的利润最大，这和露天开采的特点(剥采比)有关。由于露天开采的矿岩总量是不变的，当其“最低开采品位指标”提高时，其可供开采的“矿石量”就会减少，“剥离量”就会增加，导致露天开采的“剥采比”随之增大；反之，“最低开采品位指标”降低时，其可供开采的“矿石量”就会增大，“剥离量”就会减少，导致露天开采的“剥采比”也会降低。因此需要寻找一种最佳的方法，找到合理的“剥采比”值，使开采出来的矿石储量，吨矿盈利能力最大。

该方法是在采矿的贫化率、损失率、选矿回收率和选矿成本、管理费、销售费用及其他费用已经基本确定的情况下，采用成本及价格法进行测算，使得开采吨矿价值最大的计算方法。并建议生产矿山采用实际指标；正在建设还未开采矿山采用矿山设计指标。

吨矿盈利能力计算公式：

M=C×(1-γ)×ε×ρ-b×f1-f2-X-G-N

(1)

式中：M为吨矿盈利能力(元/t)；C为工业储量的平均品位(%)；γ为采矿矿石贫化率(3%)；ε为选矿回收率(93.0%)；ρ为价格(元/t)；b为剥采比(t/t)；f1为剥离费用(元/t)；f2为采矿费用(元/t)；X为选矿费用(元/t)；G为管理费(元/t)；N为销售费用或其他费用(元/t)。

根据公式(1)，结合资源储量估算按不同边际品位统计的岩石量、矿石量和品位，并计算每个边际品位下的剥采比，根据这些参数计算出吨矿盈利能力。为尽快完成投资回收，为企业寻找年最佳的盈利以吉林省大石河钼矿数据进行说明(表1)。

从表1可看出，随着产品销售价格的升高，吨矿最大盈利能力的边际品位也随之提高，属于正相关关系，因此并不是吨矿盈利能力随着产品销售价格提高，其边际品位会有所降低，而是也随之提高。在矿山生产过程中，该方法比较适合于产品价格波动时，对边际品位(最低开采品位指标)的控制，特别适合需要偿还贷款(或借款)的露天开采矿山或在国外投资的露天开采矿山。采用此方法时，应根据市场产品价格，随时调整“最低开采品位指标”，可以有效快速地回收投资。

从表1及图1可看出，按(45%)钼精矿(纯金属)价格17万元/t，对应的边际品位是0.078%，吨矿盈利能力为66.55元，盈利能力最大，而其他边际品位的吨矿最大盈利能力均小于边际品位0.078%，因此可将边际品位0.078%设定为“最低开采品位指标”。

图1 产品价格在17万元/t时的吨矿盈利能力曲线图Fig.1 Profitability curve of per ton of ore when product price is 170，000 yuan/ton

该种方法是寻找“最佳开采品位指标”与“采矿成本”的最佳关系(采矿成本因剥采比的变化而变化)，也就是“最佳的开采品位指标”与“剥采比”的关系，从而找到“开采1 t矿石”产生的利润(盈利)最大。从该矿的工业指标看，当边界品位为0.03%，最低工业品位为0.05%。因此，当钼精矿金属价格在17万元/t时，能够最快完成投资回收的钼的最低品位为0.078%。经过测算，该矿在2.78 a内可完成投资回收；如果按矿山原设计指标开采，其投资回收期需要7.86 a。另外，需要对钼品位0.03%～0.046%之间的低品位、以及0.046%～0.078%之间的矿石分别进行堆存，待投资全部回收后，对这些堆存的矿石再利用，从而保障矿产资源的利用率。

表1 吨矿盈利能力计算表

2.2 露天矿山总盈利能力最大法

该方法适合已经完成建设投资回收或已经还完贷款(借款)的露天开采矿山。矿山在没有还款资金的压力下，可以使企业在生产服务年限内总的盈利最大化。或者在矿山采用公式(1)方法开采结束后，再处理已开采出来堆存的矿石，在没有采矿费用的前提下，处理这些品位0.046%～0.078%之间的矿石，企业的经济效益更佳。

企业总盈利能力计算公式：

F=M×Q

(2)

式中：F为项目总盈利能力(元)；M为吨矿盈利能力(元/t)；Q为可供开采的矿石总量(t)。

根据计算公式(2)，按不同边际品位统计矿石量及吨矿盈利能力，计算出项目的总盈利额(表2)。表2没有扣除应交纳的各种税费。

表2 矿山总盈利能力计算表

图2 产品价格在17万元/t时的矿山总盈利能力曲线图Fig.2 Total profitability curve of mine when product price is 170,000 yuan/ton

从表2和图2可看出，如果企业没有贷款或负债，根据目前市场产品价格17万元/t，矿区的“最低开采品位指标”可确定在0.046%。比原矿山工业指标的“最低工业品位指标”为0.05%要低，从而增加了资源储量的利用率，也相应的延长了矿山生产服务年限。并且在“最低工业品位”0.05%时，矿山总盈利为788 874万元，而在“最低开采品位”0.046%时，矿山总盈利为809 991万元，也明显高于工业指标中的“最低工业品位”时的盈利能力。通过以上计算说明，采用本方法计算出的露天开采“最低开采品位指标”最合理，总盈利能力最佳。

3 结语

通过对大石河钼矿的露天开采资源储量进行合理规划开采，矿山的经济效益得到大幅度提升。由一座经济效益一般的矿山，变成了一座经济效益较佳的矿山。矿山可以更容易获得融资和进行生产决策。这两种方法联合使用，在时间上，可以使资金成本极大地降低，从而使资金效益得到极大地提高。特别是采用吨矿最大盈利能力法开采完成后，再处理该方法中已开采出堆存的矿石，其经济效益更佳。露天矿山总盈利能力最大法，只适合没有“贷款”和“借款”等资金压力的露天开采矿山，采用这种方法规划矿山开采，使矿山在开采服务年限内获得的总利润最大。另外，也提高了资源储量的利用率。

露天矿山开采每吨矿石的“吨矿价值”盈利能力最大，或者矿山在生产服务年限内的盈利最大化两种情况下，计算露天采矿“最低开采品位指标”的方法是有条件的，不是一成不变的，要根据矿山的具体情况确定。笔者推荐的方法尚存在不足之处：

(1)选矿回收率未考虑矿石品位的变化对选矿回收率的影响。

(2)计算的利润数据，没有扣除应交纳的各种税费。

(3)经济数据及计算结果只适合举例的矿山，不一定适合其他矿山(其盈利能力计算结果与矿石总量、品位及价格有关)，不同矿山需根据各自的具体情况进行重新计算。

(4)对于正在评估和正在设计(在办理采矿证前)的矿山，最好采用工业指标多方案论证对比，找到最佳的工业指标方案。

(5)本文的计算方法是根据笔者多年的矿山设计、矿山地质工作经验总结得到的,并参考了近几年比较有特色的工业指标：紫金集团李坝—赵沟金矿工业指标、中金集团阳山金矿工业指标、中金集团乌奴格吐山铜钼矿工业指标、中金集团刚果布索瑞米铜矿工业指标、河南雷门沟钼矿工业指标、吉林省季德钼矿工业指标以及吉林省大石河钼矿工业指标等。