某金礦床工業(yè)指標(biāo)制定

甄大超

(蘭州有色冶金設(shè)計研究院有限公司)

某金礦床工業(yè)指標(biāo)制定

甄大超

(蘭州有色冶金設(shè)計研究院有限公司)

礦床的工業(yè)指標(biāo)隨礦體賦存特征、開采、選冶、售價等因素的變化而變化。為充分合理利用礦產(chǎn)資源，以某金礦為例，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，制定了合理可行的礦床資源儲量估算工業(yè)指標(biāo)，為提交礦床地質(zhì)報告提供依據(jù)。

礦床工業(yè)指標(biāo) 礦產(chǎn)資源 礦床儲量估算 礦床地質(zhì)報告 金礦

礦床工業(yè)指標(biāo)制定是在野外地質(zhì)工作基本結(jié)束后，在滿足地質(zhì)勘查報告編制要求的前提下，進(jìn)行多指標(biāo)方案礦體圈定、資源量估算及相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，為下一步地質(zhì)工作推薦技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的礦體圈定指標(biāo)。通過制定礦床工業(yè)指標(biāo)有利于充分利用和保護(hù)礦產(chǎn)資源，礦床工業(yè)指標(biāo)的制定流程包括資料搜集整理、選取指標(biāo)方案、礦體圈定及資源量估算、采選方案比較、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、推薦指標(biāo)等[1-5]。本研究以某金礦為例，詳細(xì)分析礦床工業(yè)指標(biāo)制定的詳細(xì)流程，為編制礦床地質(zhì)報告提供參考。

1 礦床地質(zhì)特征及開采技術(shù)條件

1.1 礦床地質(zhì)特征

根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)勘查工作成果初步認(rèn)為某金礦屬沉積改造型金礦床，礦體形態(tài)為層狀、分支狀，礦體連續(xù)性較好。礦體總體走向30°～210°，長860 m，總體傾向120°，傾向延深36～520 m不等，產(chǎn)狀120°∠5°～49°， 300°∠5°～26°，產(chǎn)狀隨次級褶皺的變化而變化，礦體厚0.95～10.56 m，平均厚5.37 m。礦石構(gòu)造主要為稀疏浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈-浸染狀構(gòu)造、次角礫狀構(gòu)造、脈狀-交錯脈狀-網(wǎng)脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形-半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)等。礦石金屬礦物以黃鐵礦、白鐵礦為主，少量及微量礦物有硫銻鉛礦、毒砂、閃鋅礦、黃銅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、黝銅礦、方鉛礦等，貴金屬礦物有自然金；脈石礦物主要為石英，少量絹云母、白云母、電氣石、磷灰石、綠泥石等，礦石含少量C。礦石主要有用組分為Au，伴生有益組分Ag、Pb、Zn、Cu，除Ag含量達(dá)到綜合利用要求外，其余元素含量較低；伴生有害組分主要為As，含量較低(約0.049%)，對礦石選冶性能影響較小。礦石中載金礦物主要為黃鐵礦，金礦物嵌布粒度細(xì)微，礦石中Au為次顯微金，Au賦存狀態(tài)以包裹金為主。金礦石自然類型單一，均為原生礦石，礦床Au工業(yè)礦體平均品位3.05×10-6，低品位礦段平均品位1.07×10-6，屬低品位金礦石。

1.2 礦床開采技術(shù)條件

礦區(qū)屬暖溫帶濕潤氣候區(qū)，區(qū)內(nèi)多年平均氣溫8.7 ℃，相對濕度78%，無霜期143～201 d。區(qū)內(nèi)多年平均降水量538.00 mm，多年平均蒸發(fā)量1 239.6 mm，降水多集中在6—9月，占全年降水量的73%，且以大雨、暴雨的形式出現(xiàn)。礦區(qū)地處低—中山區(qū)，地表水系較發(fā)育，嘉陵江一級支流西漢水從礦區(qū)南側(cè)流過，區(qū)內(nèi)小河溝與西漢水間形成了相對獨立又相互密切聯(lián)系的水文單元。根據(jù)礦床主要充水、含水層特征，該礦床為裂隙、巖溶充水礦床，即以基巖裂隙、巖溶溶洞充水為主的礦床。礦體底板圍巖以中厚層為主，屬石炭系中上統(tǒng)，巖石相對完整、未風(fēng)化、致密、較堅硬、整體塊狀結(jié)構(gòu)，巖石RQD值為12.3%～82.8%，大多為40%～65%，平均值52.5%，巖石質(zhì)量屬中等，巖體完整性屬中等，屬中等穩(wěn)固性好的較堅硬巖石。但在灰?guī)r與硅質(zhì)角礫巖等巖層的接觸面或破碎帶附近局部發(fā)育裂隙，灰?guī)r中存在溶洞，使得巖層的完整性較差，尤其在不同巖層面且?guī)r溶發(fā)育的部位，巖體的質(zhì)量與穩(wěn)定性降低?？傮w來講，礦體頂板巖石及含礦巖石穩(wěn)定性較差，開采過過程中需支護(hù)，其余地段穩(wěn)定性相對較好。通過礦石可選性試驗，該礦礦石選別工藝方案確定為直接浮選工藝。試驗結(jié)果表明：采用磨礦—粗選—粗精礦再磨工藝流程，獲得了金精礦Au品位26.57×10-6，回收率83.01%的選礦指標(biāo)，金精礦中Ag品位45.90×10-6，Ag回收率42.29%，Ag品位、回收率均較低。

2 工業(yè)指標(biāo)選擇

2.1 邊界品位

邊界品位作為劃分礦與非礦的分界品位，是對圈定礦體單個樣品有益組分含量的最低要求，可采用類比法和統(tǒng)計法對邊界品位進(jìn)行綜合分析和選擇。一般情況下，采用類比法確定的邊界品位應(yīng)相當(dāng)于尾礦品位的1.5～ 2倍。統(tǒng)計法多用于確定礦體與圍巖界限不清、品位呈漸變過渡關(guān)系的礦床邊界品位。根據(jù)礦床勘查中單個樣品的基礎(chǔ)分析資料，首先將主要組分按不同含量劃分為適當(dāng)?shù)钠肺粎^(qū)間進(jìn)行分組統(tǒng)計；然后計算出各品位區(qū)間的樣品數(shù)及所占百分比，在此基礎(chǔ)上繪制頻率、頻數(shù)分布曲線，找出低品位區(qū)間曲線由高降低或由低升高的轉(zhuǎn)折點；最后結(jié)合各樣品的品位分布情況、資源利用率等因素進(jìn)行綜合分析，將該突變點對應(yīng)的品位值確定為邊界品位。通過對礦床的3 537件化學(xué)分析樣品進(jìn)行品位區(qū)間值分組統(tǒng)計，結(jié)果見表1，繪制的品位-頻數(shù)分布曲線圖見圖1。

表1 礦石樣品品位區(qū)間值

圖1 品位-頻數(shù)分布曲線

由圖1可知：礦床中化學(xué)分析樣品品位由低到高的變化中無明顯的突變拐點，說明該礦床的品位變化較均勻。因此，本研究采用類比法確定該礦床的邊界品位。

據(jù)礦床選礦試驗資料，原礦Au品位2.71×10-6，尾礦品位0.5×10-6,因此從技術(shù)角度考慮Au邊界品位應(yīng)為(0.75～1.0)×10-6。此外，處于同一礦帶的另一金礦的邊界品位為0.7×10-6。為充分利用資源，選擇的邊界品位方案(Ⅱ方案)為Au≥0.70×10-6，選擇邊界品位Au≥0.60×10-6作為低指標(biāo)方案(Ⅰ方案)，選擇一般工業(yè)指標(biāo)中邊界品位1.0×10-6作為高指標(biāo)方案(Ⅲ方案)的邊界品位。故該礦床礦體試圈試算的邊界品位方案有：方案Ⅰ0.6×10-6；方案Ⅱ0.7×10-6；方案Ⅲ 1.0×10-6。

2.2 工業(yè)品位

工業(yè)品位指標(biāo)在我國是作為劃分在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可利用與暫不能利用的資源/儲量的品位標(biāo)準(zhǔn)，一般用作為衡量單個探礦工程連續(xù)樣品段的平均品位要求或塊段品位要求。從工業(yè)品位作用分析，該指標(biāo)實際上是一個技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上收入與制造成本相抵的品位指標(biāo)。因此，可采用方案法最終確定該礦床的工業(yè)品位指標(biāo)。

為合理選擇該礦床可能的工業(yè)品位指標(biāo)方案，首先采用精礦含金屬的“臨界品位”公式進(jìn)行了初步計算和選擇。根據(jù)礦床的內(nèi)外部建設(shè)條件、可能的開采方式、選礦試驗結(jié)果(最終產(chǎn)品方案按含Au品位26×10-6的金精礦考慮)以及對黃金市場價格的預(yù)測分析，綜合選擇礦床工業(yè)指標(biāo)的評價技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：①根據(jù)采選車間成本，采用精礦含金屬公式計算礦床的“臨界品位”為1.74×10-6；②根據(jù)綜合成本采用精礦含金屬公式計算礦床的“臨界品位”為2.12×10-6。因此，初步選擇與邊界品位方案對應(yīng)的工業(yè)品位指標(biāo)方案：方案Ⅰ1.6×10-6；方案Ⅱ2.0×10-6；方案Ⅲ 2.5×10-6。

2.3 開采技術(shù)條件

礦床金礦體形態(tài)受向NE傾伏的寬緩復(fù)式背斜構(gòu)造控制，礦體傾角5°～36°，主要屬緩傾斜—傾斜礦體；礦體形態(tài)以似層狀為主，豆莢狀、透鏡狀次之；礦體沿走向延伸大于傾向，在空間沿走向、傾向膨大、收縮、分枝、復(fù)合現(xiàn)象明顯。各指標(biāo)方案中礦體平均厚4.67～6.89 m，而厚1～5 m的工程占60%～86%；礦體規(guī)模為中型、品位較低；礦體及下盤圍巖屬中穩(wěn)固—穩(wěn)固，礦體上盤圍巖穩(wěn)固性較差。根據(jù)上述礦體特征，礦山建設(shè)規(guī)模為中型，開采方式擬采用地下開采，豎井開拓方案，采礦方法主要為全面留礦法或房柱法[6-7]。綜合礦體的地質(zhì)特征及可能的開采技術(shù)水平，確定開采技術(shù)條件指標(biāo)：最小可采厚度1.0 m，夾石剔除厚度2 m。

3 指標(biāo)方案擬定及比較

3.1 指標(biāo)方案擬定

根據(jù)礦床主礦體地質(zhì)特征、礦石品位變化特征和相關(guān)分析計算結(jié)果，初步擬定了低、中、高3套方案：①方案Ⅰ，邊界品位 0.6×10-6，最低工業(yè)品位 1.6×10-6；②方案Ⅱ，邊界品位0.7×10-6，最低工業(yè)品位 2.0×10-6；③方案Ⅲ，邊界品位 1.0×10-6，最低工業(yè)品位 2.5×10-6。最小可采厚度(真厚度) 1.0 m，最小夾石剔除厚度 (真厚度)2.0 m，伴生組分Ag品位 2.0×10-6。根據(jù)上述3類方案進(jìn)行礦體試圈，圈定后的礦體特征見表2。

表2 各方案礦體試圈特征

3.2 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

礦床礦石中伴生Ag品位較低，選礦試驗結(jié)果表明其主要富集于金精礦中,但其回收率較低，僅為42.29%，且價值不高，故礦床工業(yè)指標(biāo)論證中未將其列入各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價中，待礦山生產(chǎn)時根據(jù)實際情況在金精礦中進(jìn)行計價回收。根據(jù)確定的采選規(guī)模及技術(shù)方案，對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ方案進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)果見表3。

(1)資源利用率。與方案Ⅰ相比，方案Ⅱ、Ⅲ地質(zhì)資源利用率(礦石量)分別為62%、48%。方案Ⅱ比方案Ⅰ少回收Au金屬1 004.75 kg；方案Ⅲ比方案Ⅰ少回收Au金屬1 620.28 kg。因此從資源總利用率水平分析，方案Ⅰ資源利用率水平最高，方案Ⅱ次之，方案Ⅲ最低。

(2)開采技術(shù)條件。方案Ⅰ、Ⅱ圈定的礦體在走向、傾向上連續(xù)性較好，礦體呈層狀、薄層狀，具膨大收縮及分層、分枝復(fù)合現(xiàn)象，但方案Ⅰ圈定的礦體相對較厚，礦體連續(xù)性相對較好；方案Ⅲ圈定的礦體在走向、傾向上連續(xù)性較差，礦體呈脈狀、透鏡狀，礦體相對較薄。因此從開采技術(shù)條件方面分析，方案Ⅰ最優(yōu)，方案Ⅱ次之，方案Ⅲ最差。

(3)經(jīng)濟(jì)效益。方案Ⅱ的年凈利潤、總凈利潤最高，方案Ⅲ次之，方案Ⅰ最低；方案Ⅰ上交稅費最高，方案Ⅱ次之，方案Ⅲ最低；方案Ⅱ、Ⅲ企業(yè)內(nèi)部收益率均高于期望收益率13%，經(jīng)濟(jì)合理，方案Ⅲ的內(nèi)部收益率及凈現(xiàn)值最高(略高于方案Ⅱ)，方案Ⅰ企業(yè)內(nèi)部收益率低于期望收益率13%，經(jīng)濟(jì)上不合理。綜上所述：方案Ⅱ最優(yōu)，故推薦采用該方案制定礦床工業(yè)指標(biāo)。

表3 各方案綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

4 結(jié) 論

(1)通過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證推薦采用方案Ⅱ制定該金礦床工業(yè)指標(biāo)，該方案僅適合于礦床詳查報告提交的礦體，對于礦床詳查范圍內(nèi)后續(xù)新發(fā)現(xiàn)的礦體，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工業(yè)指標(biāo)論證或制定。

(2)工業(yè)指標(biāo)是圈定礦體和計算資源量的一套技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，應(yīng)隨技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件的變化而進(jìn)行動態(tài)管理。在對各工業(yè)指標(biāo)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較時，考慮到目前僅處于詳查階段，礦床的總體規(guī)模、分布范圍尚未完全控制，故在后續(xù)的地質(zhì)勘查和礦山開發(fā)過程中，應(yīng)根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步、市場經(jīng)濟(jì)條件及礦山開發(fā)條件的變化，對工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和修正，以便更合理、充分地開發(fā)利用礦產(chǎn)資源。

(3)礦床礦石品位偏低，且礦床礦體為緩傾斜礦體，相比于陡傾斜礦床，開采條件較差，在后續(xù)開采過程中需對采選成本進(jìn)行有效控制。

[1] 姚兆良，鄭明華.礦床學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京：地質(zhì)出版社，1980.

[2] 張富民.采礦設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989.

[3] 王文政，于崇波.某鐵礦床工業(yè)指標(biāo)探討[J].中國礦山工程，2014，43(6)：31-34.

[4] 馬洪志.基于方案法確定銅礦床工業(yè)指標(biāo)的探討[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011(2)：83-84.

[5] 李家泉，代碧波.淺談陜西某鉬礦床工業(yè)指標(biāo)的調(diào)整[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2008(2)：39-40.

[6] 郝世波.房柱法采場礦柱的數(shù)值模擬優(yōu)化[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(10)：5-9.

[7] 劉 道，趙 維.房柱法開采地表沉降運動規(guī)律的數(shù)值模擬研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(5)：99-101.

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我國稀土產(chǎn)業(yè)主要的問題是缺少核心技術(shù)

盡管我國稀土產(chǎn)業(yè)已有較大進(jìn)展，但我國稀土產(chǎn)品的高端應(yīng)用與國外先進(jìn)水平相比，仍然差距較大，主要體現(xiàn)在重要的元器件、零部件依賴進(jìn)口，稀土材料及器件的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性、成材率上仍達(dá)不到先進(jìn)水平等方面。他表示，稀土材料倍受世界高度關(guān)注，美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)都將稀土列為重點研究領(lǐng)域，將稀土作為關(guān)鍵、戰(zhàn)略、危急材料，因此我國稀土行業(yè)的發(fā)展應(yīng)該堅持國家戰(zhàn)略引導(dǎo)和市場問題導(dǎo)向，聚焦重點目標(biāo)，對事關(guān)稀土行業(yè)發(fā)展的重大問題進(jìn)行謀篇布局，統(tǒng)籌推進(jìn)。

對此，北京鋼鐵研究總院教授朱明剛認(rèn)為，目前我國在稀土永磁產(chǎn)業(yè)存在的主要問題是缺少核心技術(shù)專利，戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域所需的高端永磁材料市場被國外壟斷，成為相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，他認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)稀土永磁材料的基礎(chǔ)研究、原始創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化上下游產(chǎn)業(yè)的合作，提升行業(yè)整體競爭力。

Industrial Indicators Formulation of a Gold Deposit

Zhen Dachao

(Lanzhou Engineering & Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.)

The industrial indicators can be revised with the changing of factors such as orebody occurrence characteristics, mining, mineral processing and smelting, price, etc. In order to make fully use of mineral resources reasonably, taking a gold deposit as the research example, the feasible deposit reserves estimate industrial indicators are formulated based on technical and economic argumentation to provide the basis for ore deposit geological report.

Ore deposit industrial indicators, Mineral resources, Ore deposit reserves estimation, Ore deposit geological report, Gold deposit

2015-09-07)

甄大超(1984—)，男，工程師，730000 甘肅省蘭州市城關(guān)區(qū)天水南路168號。