和尚橋鐵礦礦床工業(yè)指標(biāo)的合理性論證

祖　飛　何孝磊　陳　洪

(1.馬鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司;5.安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司)

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和尚橋鐵礦礦床工業(yè)指標(biāo)的合理性論證

祖飛1何孝磊2,3,4陳洪5

(1.馬鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司;5.安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司)

馬鋼和尚橋鐵礦現(xiàn)行礦床工業(yè)指標(biāo)在現(xiàn)階段鐵礦石市場(chǎng)行情下偏低，礦山整體經(jīng)濟(jì)效益低下，為此，分別從市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)和采礦等方面通過大量數(shù)據(jù)分析及曲線圖擬合進(jìn)行論證，得出了和尚橋鐵礦合理的礦床工業(yè)指標(biāo)，為該礦山的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

工業(yè)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益曲線圖擬合合理性論證

和尚橋鐵礦位于安徽省馬鞍山市雨山區(qū)向山鎮(zhèn)，為馬鋼集團(tuán)南山礦業(yè)公司下轄礦山，目前，該礦山采用的是1974年制定的工業(yè)指標(biāo)(磁鐵貧礦邊界品位TFe≥18%，工業(yè)品位TFe≥20%，可采、夾剔厚度≥5 m)。2014年以來(lái)，隨著礦山開發(fā)成本的大幅提高以及鐵礦石市場(chǎng)價(jià)格的大幅下降，和尚橋鐵礦出現(xiàn)了嚴(yán)重虧損。該鐵礦現(xiàn)行的礦床工業(yè)指標(biāo)偏低，礦山整體經(jīng)濟(jì)效益低下，不利于礦山的可持續(xù)發(fā)展，因而有必要對(duì)該礦山的工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行重新論證。

1　和尚橋鐵礦開采現(xiàn)狀

和尚橋鐵礦為國(guó)家規(guī)劃礦區(qū)，列為馬鋼后備接替礦山，自2004年啟動(dòng)基建，于2013年7月進(jìn)入試生產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為利用工業(yè)品位礦石300萬(wàn)t/a，礦山采用露天開采方式，截至2014年底，礦山保有鐵礦石資源儲(chǔ)量約16 600 萬(wàn)t，平均品位20.95%。

2　工業(yè)指標(biāo)論證

和尚橋鐵礦為正常生產(chǎn)礦山，開拓運(yùn)輸系統(tǒng)均已形成，上部部分臺(tái)階已達(dá)最終境界，故本研究以原設(shè)計(jì)境界、開采工藝不變?yōu)榍疤?，在符合?guó)家地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，以0.5%為單位，TFe品位由18%升至25%，依次提高礦床的最低工業(yè)品位，分別計(jì)算出全礦床和境界內(nèi)的儲(chǔ)量。根據(jù)各最低工業(yè)品位進(jìn)行采場(chǎng)內(nèi)采出礦石的經(jīng)濟(jì)合理性論證，選取較優(yōu)方案后，從地質(zhì)、采礦等方面進(jìn)一步論證合理的邊界品位，最后確定推薦的最低工業(yè)品位和最低邊界品位。

2.1地質(zhì)儲(chǔ)量分析

和尚橋鐵礦按照鉆孔資料，采用克里格法建立了整個(gè)礦床的三維地質(zhì)模型，與采場(chǎng)最終境界結(jié)合使用，以0.5%為單位，TFe品位由18%～25%，依次提高礦床的最低工業(yè)品位，按不同最低工業(yè)品位計(jì)算出全礦床和境界內(nèi)的儲(chǔ)量、品位等數(shù)據(jù)，結(jié)果見圖1。

圖1　最低工業(yè)品位、儲(chǔ)量變化◆—儲(chǔ)量(全礦床)；■—儲(chǔ)量(境界內(nèi))

和尚橋鐵礦床屬玢巖鐵礦系列中的“陶村式”鐵礦床，為產(chǎn)于閃長(zhǎng)玢巖侵入體內(nèi)的貧磁鐵礦礦床，礦體與圍巖呈漸變關(guān)系。根據(jù)露天采場(chǎng)內(nèi)鐵礦434個(gè)樣品TFe分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，其頻率分布曲線具有正態(tài)分布特點(diǎn)，其多數(shù)鐵品位為15%～26%，樣品出現(xiàn)頻率為77.9%，反應(yīng)鐵品位變化穩(wěn)定。

上述分析表明：①邊界品位的調(diào)高破壞礦體的連貫性及礦體的產(chǎn)狀，從而影響到采礦方式；②邊界品位的提高，易造成礦山礦石量的減少，初步估計(jì)，每提升TFe 0.5%品位，礦石量減少1 000萬(wàn)t，從而影響到礦山的生產(chǎn)規(guī)模，對(duì)于已成型的和尚橋鐵礦開采產(chǎn)生不利影響。因此，根據(jù)礦體規(guī)模及礦體的連貫性，以及顧及到現(xiàn)有的采礦技術(shù)，可合理地對(duì)TFe18%的鐵礦進(jìn)行加工處理，TFe品位大于18%仍具有開采價(jià)值。但根據(jù)現(xiàn)階段市場(chǎng)行情，須要考慮到經(jīng)濟(jì)成本的影響。

2.2最低工業(yè)品位經(jīng)濟(jì)測(cè)算

按照《黑色冶金礦山企業(yè)地質(zhì)設(shè)計(jì)》價(jià)格法以及“收支平衡、投資返本”的原則測(cè)算出不同的精礦價(jià)格，得出精礦價(jià)格與最低工業(yè)品位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上按較低的精礦價(jià)格選取對(duì)應(yīng)的最低工業(yè)品位。精礦價(jià)格計(jì)算公式為

式中，β精為精礦品位，按礦山計(jì)劃指標(biāo)選取TFe64%；Cx為礦石采選綜合成本，Cx=C1(礦石開采成本)+C2(礦石選礦加工費(fèi))+C3(期間費(fèi)用)，期間費(fèi)用包含管理費(fèi)用、營(yíng)業(yè)費(fèi)用和財(cái)務(wù)費(fèi)用，按實(shí)際選取18元/t；r1為原礦采選投資，根據(jù)和尚橋鐵礦初步設(shè)計(jì)，r1=370.63元/t；k為靜態(tài)投資收益率，按12%選?。沪脼椴傻V貧化率，可按采礦回采率95%，廢石混入率(5%)，以及不同圍巖品位，計(jì)算出不同邊界品位對(duì)應(yīng)的采礦貧化率；ε精為精礦選礦回收率，%；α平為平均工業(yè)品位，取境界內(nèi)平均地質(zhì)品位，%。

根據(jù)2014年底和尚橋采場(chǎng)現(xiàn)狀，圈定境界內(nèi)礦巖量，以2014年的采礦成本為依據(jù)，得出剝采比與采礦成本的關(guān)系模型，測(cè)算出了不同邊界品位圈定礦體時(shí)對(duì)應(yīng)的原礦開采成本，結(jié)果見表1。

表1　和尚橋鐵礦不同最低工業(yè)品位對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)剝采比及采礦成本

將和尚橋選礦廠單位原礦生產(chǎn)成本分成破碎系統(tǒng)、超細(xì)碎系統(tǒng)、磨選系統(tǒng)、濃縮過濾系統(tǒng)、尾礦輸送系統(tǒng)、人員工資及附加、制造費(fèi)等部分分別分析，隨著采出品位的變化，磨選系統(tǒng)、濃縮過濾系統(tǒng)及尾礦輸送系統(tǒng)的單位原礦生產(chǎn)成本均將發(fā)生變化，從而引起單位原礦總生產(chǎn)成本的變化。采出品位與單位原礦選礦成本的回歸擬合模型見圖2。

圖2　采出品位與單位原礦選礦成本的回歸擬合曲線

選取和尚橋鐵礦選礦廠近年來(lái)的部分原礦全鐵品位為18%～26.5%的生產(chǎn)數(shù)據(jù)回歸擬合了采出品位與選礦回收率的模型，結(jié)果見圖3。

圖3　采出品位與選礦回收率的回歸擬合曲線

在收支平衡的情況下，計(jì)算結(jié)果見圖4。由圖4可知：最低工業(yè)品位為21.5%～22.0%時(shí)，精礦售價(jià)為55～56 美元/t，和尚橋鐵礦可實(shí)現(xiàn)收支平衡。

圖4　TFe最低工業(yè)品位-精礦價(jià)格曲線▲—含維簡(jiǎn)費(fèi)；◆—不含維簡(jiǎn)費(fèi)

3　結(jié)　語(yǔ)

結(jié)合大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)馬鋼和尚橋鐵礦的礦床工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行了論證，經(jīng)適當(dāng)計(jì)算，得出了合理的和尚橋鐵礦礦床工業(yè)指標(biāo)。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，鐵精礦平均價(jià)格會(huì)維持在60美元/t以下，故和尚橋鐵礦的最低工業(yè)品位≥22%時(shí)，礦山虧損最小，可見，和尚橋鐵礦磁鐵礦的最優(yōu)工業(yè)指標(biāo)為邊界品位≥18%，工業(yè)品位≥22%。

2016-04-01)

祖飛(1984—)，男，工程師，243000 安徽省馬鞍山市太白大道1899號(hào)。