Whittle軟件在排土場含金廢石回收中的應(yīng)用

陳建平，馬艷玲

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 福建 上杭縣 364200)

Whittle軟件在排土場含金廢石回收中的應(yīng)用

陳建平，馬艷玲

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 福建 上杭縣 364200)

由于前期礦山基建需要，將部分有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的低品位金礦石臨時(shí)堆放轉(zhuǎn)存，等到金價(jià)上漲再回收利用，是礦山開采經(jīng)常碰到的問題。通過對紫金山露采原含金廢石堆場資源進(jìn)行了補(bǔ)勘，生成Surpac資源模型，并利用Whittle軟件建立經(jīng)濟(jì)模型，對堆場回采部位進(jìn)行優(yōu)化，在保證安全的前提下以經(jīng)濟(jì)利潤最優(yōu)的方式回收含金廢石。

排土場；含金廢石；Whittle軟件；經(jīng)濟(jì)模型

0 引 言

Whittle軟件可以在資源礦體塊體模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行露天礦境界的開采優(yōu)化，該軟件不僅考慮了資源礦體的三維空間，而且還考慮了資金的時(shí)間價(jià)值、選礦回收率、采選成本、礦石品位、產(chǎn)品售價(jià)、邊坡角等境界優(yōu)化因子。在礦山實(shí)際中，對人工形成的含金廢石堆場進(jìn)行回采，同樣需要考慮上述問題，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)境界回采。

本文介紹了利用Surpac軟件和Whittle軟件對紫金山含金廢石堆場回采的應(yīng)用，通過對紫金山露采原含金廢石堆場資源進(jìn)行了補(bǔ)勘，生成Surpac資源模型，并利用Whittle軟件轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)模型，對堆場回采部位進(jìn)行優(yōu)化，在保證安全的前提下，以經(jīng)濟(jì)利潤最優(yōu)的方式開發(fā)含金廢石。

1 含金廢石堆場資源

通過地質(zhì)工程補(bǔ)勘，對紫金山露采含金廢石堆場金礦資源進(jìn)行估算，并將補(bǔ)勘數(shù)據(jù)加入Surpac塊體模型中，根據(jù)最新補(bǔ)勘地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)，目前境界外金礦資源總共約剩2883萬t，平均地質(zhì)品位0.300 g/t，金屬量8.5 t(見圖1)。

隨著紫金山金銅礦露天采礦逐步進(jìn)入凹陷坑采礦，原開采境界內(nèi)金礦資源逐步開采完畢，主要開采下部的銅礦石，礦山進(jìn)入金退銅進(jìn)時(shí)代，回收礦山基建期轉(zhuǎn)存的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的低品位金礦石，對保證礦山過度時(shí)期經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)定有重大意義。圖1表明，含金廢石堆場的金礦資源部分賦存較為集中，有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。同時(shí)可以充分利用紫金山金礦選冶成本低的優(yōu)勢，盡可能的回收低品位的金礦石資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。

圖1 含金廢石堆場資源總體分布

1.1 含金廢石資源模型

通過Surpac軟件平臺(tái)將含金廢石堆場資源補(bǔ)勘數(shù)據(jù)建立成礦體塊體模型，模型統(tǒng)計(jì)金礦礦量為2883萬t，平均地質(zhì)品位為0.300 g/t，金屬量8.5 t。

(1) 塊體模型。塊體單元尺寸(長×寬×高) 為12 m×12 m×12 m，次級(jí)塊體尺寸為6 m×6 m×12 m，靠近礦體邊緣依據(jù)軟件采用次級(jí)開采單元逼近。

(2) 經(jīng)濟(jì)模型。在境界優(yōu)化過程中，輸入經(jīng)濟(jì)參數(shù)，建立經(jīng)濟(jì)模型。輸入的主要參數(shù)有：預(yù)測的金屬價(jià)格(含稅價(jià))、礦石貧化損失率、選礦回收率、選礦成本、人工成本 、采礦成本、剝離成本、管理費(fèi)用和資源稅等(見表1)。

表1 境界優(yōu)化經(jīng)濟(jì)參數(shù)

1.2 資源塊體模型導(dǎo)入分析

進(jìn)行開采境界優(yōu)化首先要導(dǎo)入Surpac塊體模型數(shù)據(jù)，將塊體模型導(dǎo)入Whittle 軟件后，在Whittle 軟件里轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)模型進(jìn)行整理分析。

導(dǎo)入的模型個(gè)數(shù)共計(jì)7240個(gè)，其中地表以上的空氣塊體2399個(gè)，地表以下4841 個(gè)。按24 m×24 m×12 m 的標(biāo)準(zhǔn)塊劃分，在X軸上共380 塊，在Y軸上共344 塊，在Z 軸上共504 塊，最終導(dǎo)入的金礦礦石量為2800萬t，金金屬量為8.5 t。

1.3 邊坡角定義

Whitt1e軟件中邊坡角的定義很重要，直接影響可回收利用的資源量，軟件中可以根據(jù)不同巖性或不同區(qū)域來約束定義，含金廢石回采相當(dāng)于對排土場進(jìn)行二次放坡，根據(jù)設(shè)計(jì)院對紫金山露采排土場設(shè)計(jì)的最終邊坡角22°、臺(tái)階高度30 m、安全清掃平臺(tái)寬度30 m進(jìn)行定義，并輸入到Whitt1e軟件做為回采優(yōu)化的基本參數(shù)。

2 圈定回采境界

將Surpac含金廢石塊體模型導(dǎo)入Whittle 軟件后，按照露天境界優(yōu)化的步驟調(diào)整好模型，輸入優(yōu)化過程所需的各經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，取經(jīng)濟(jì)模型選定的金屬基本價(jià)格為基礎(chǔ)系數(shù)1.0，通過定義價(jià)格系數(shù)的范圍，在基礎(chǔ)價(jià)格系數(shù)的(0.8～1.5倍，以0.02為步距)進(jìn)行調(diào)整，即改變金屬價(jià)格，要求收益在0.8～1.5之間浮動(dòng)變化時(shí)，以此求得相對應(yīng)的境界的變化，結(jié)果分別圈定了相互嵌套的15個(gè)境界( Pit1～Pit15) ，總共優(yōu)化出15個(gè)境界方案( 見表2) 。

根據(jù)擬定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)指標(biāo)，表2給出不同收益因子對應(yīng)采坑的入選礦量及采剝總量。把收益因子作為手段人為產(chǎn)生一組采坑后，再用固定價(jià)格(價(jià)格因子等于1)去重新計(jì)算采坑礦量，見表3。表3結(jié)果不等同于表2，這是因?yàn)楸?所有的采坑都用一個(gè)共同的經(jīng)濟(jì)邊界品位(價(jià)格因子=1時(shí)的入選品位)計(jì)算的入選礦量。共圈定了15個(gè)優(yōu)化境界。按所選取的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行開采境界的計(jì)算分析，從中選取凈現(xiàn)值NPV值最大的優(yōu)化境界(見圖2)。根據(jù)軟件優(yōu)化結(jié)果，選定5號(hào)境界為當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的最優(yōu)開采境界，在原境界基礎(chǔ)上，5號(hào)優(yōu)化方案新增開采的境界殼(whittle軟件輸出)見圖3，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)邊坡角度、道路寬度等設(shè)計(jì)參數(shù)對境界優(yōu)化后的露天殼重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)果見圖4。

境界優(yōu)化后，用優(yōu)化后的新境界對Surpac地質(zhì)塊體模型重新圈定計(jì)算，整體增加礦巖總量為 2470.34萬m3，其中礦石量1787.40萬t、廢石量1524.62萬m3，礦石平均品位為Au 0.308 g/t。

表3 各境界NPV計(jì)算及其理想狀態(tài)下最佳礦巖量

圖2 各優(yōu)化方案礦巖量及凈現(xiàn)值

圖3 優(yōu)化方案新增開采的塊體

圖4 重新布置設(shè)計(jì)后新排土場境界

3 結(jié) 語

將Surpac含金廢石塊體模型導(dǎo)入Whittle 軟件后，按照露天境界優(yōu)化的步驟調(diào)整好模型，輸入優(yōu)化過程所需的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，建立經(jīng)濟(jì)模型，經(jīng)多方案經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算分析，根據(jù)優(yōu)化的每個(gè)境界的NPV 值，得到排土場含金廢石回采的最優(yōu)境界，在保證安全的前提下，以經(jīng)濟(jì)利潤最優(yōu)的方式回收含金廢石，為礦山創(chuàng)造價(jià)值利益。

[1]李潔慧,郭明明.基于Whittle的露天礦境界優(yōu)化及應(yīng)用研究[J].采礦技術(shù),2017,17(02):30￣32.

[2]李山存.Whittle軟件在金多金屬礦露天境界優(yōu)化中的應(yīng)用[J].黃金,2014,35(08):47￣50.

[3]王建衛(wèi),段銀聯(lián).Whittle軟件在內(nèi)蒙古迪彥欽阿木鉬礦境界優(yōu)化中的應(yīng)用[J].科技信息,2014,(13):362￣363.

[4]楊 彪.Whittle在露天礦開采境界優(yōu)化中的應(yīng)用[J].有色金屬(礦山部分),2013,65(03):24￣28.

[5]郜志明.Whittle軟件在齊大山鐵礦境界優(yōu)化中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程,2012,10(03):58￣59.

[6]金 艷.whittle軟件境界優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念與技術(shù)方法[J].礦業(yè)工程,2012,10(01):53￣57.(收稿日期：2017￣10￣07)

陳建平(1984-)，男，福建永定人，采礦工程師,主要從事礦山工程技術(shù)的工作，Email：49137360@qq.com。