大紅山銅礦285中段連續(xù)開采中膠結礦柱經(jīng)濟分析

廖慶永，嚴 體

（云銅業(yè)（集團）有限公司技術中心礦山研究院，云南 昆明 650051）

大紅山銅礦經(jīng)過多年穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)后，資源消耗過快，品位大幅下降，對低品位銅鐵資源提出“大規(guī)模、低成本”連續(xù)開采是提高礦山產(chǎn)量的關鍵因素，也是未來的發(fā)展趨勢[1，2]。隨著開采銅品位和經(jīng)濟效益下降，開展膠結礦柱開采的經(jīng)濟性評價，讓礦山在開采中取得合理的經(jīng)濟效益，有利于降低礦山采礦成本[3]。

1 285中段簡介

285中段設計中段高度100m，開采標高300m～400m。礦體自下而上包含4個含銅鐵礦體（Io、Ia、Ib、Ic）和3個含鐵銅礦體（I1、I2、I3），礦體呈鐵-銅互層狀產(chǎn)出，其中I2和I3含鐵銅礦體規(guī)模較大，是主要開采對象。礦體沿走向分為東部（B8線～B23線）銅鐵合采區(qū)，中部（B23線～B49線）分采區(qū)和西部（B49線～B68線）銅鐵合采區(qū)。東、西兩個銅鐵合采區(qū)的礦體合采厚度14.0m～85.0m，傾角14°～30°，設計采用兩步驟階段空場嗣后充填采礦法[4]；中部（B23線～B49線）分采區(qū)，礦體可采厚度3.0m～25.0m，傾角13°～42°，設計采用上向分層充填采礦法、房柱法和無底柱分段空場嗣后充填法。

2 膠結礦柱開采的經(jīng)濟性分析

2.1 大紅山銅礦兩步驟階段空場嗣后充填采礦法應用現(xiàn)狀

兩步驟階段空場嗣后充填采礦法已在大紅山銅礦米底莫B88線～B92線和385中段B48線～B54線區(qū)域取得成功。開采中對膠結礦柱的結構尺寸、膠結充填體強度、配比開展了大量工業(yè)試驗，為285中段銅鐵合采區(qū)膠結礦柱結構尺寸和膠結充填體配比選取提供指導依據(jù)。由于試驗區(qū)原礦品位較高，開采時僅計算膠結礦柱開采的直接成本，礦山還未建立膠結礦柱開采的綜合成本與利潤計算方法。

2.2 膠結礦柱的單位銅金屬生產(chǎn)成本測算

2.2.1 繪制銅鐵合采區(qū)標準礦塊規(guī)劃圖

根據(jù)285中段銅鐵合采區(qū)礦體平均厚度、礦體傾角、礦塊結構尺寸及兩步驟階段空場嗣后充填采礦法的礦房（柱）結構尺寸等相關參數(shù)，繪制標準礦塊規(guī)劃圖，如圖1所示。

圖1 285中段銅鐵合采區(qū)標準礦塊規(guī)劃圖

表1 285中段銅鐵合采區(qū)標準礦塊費用測算表

2.2.2 標準礦塊開采費用測算

根據(jù)標準礦塊規(guī)劃圖計算出標準礦塊的采礦量、空區(qū)充填量，結合大紅山銅礦生產(chǎn)實際，對285中段初步設計說明書中原礦開采單價進行修正，最終測算出標準礦塊的開采費用如表1所示。

以標準礦塊的設計礦量和投入費用為定值，在不考慮中段建設費用攤銷和銷售費用的情況下，建立膠結礦柱的單位銅金屬生產(chǎn)成本測算公式如下：

式中，M膠為膠結礦柱單位銅金屬直接生產(chǎn)成本（萬元/t）；C為標準礦塊投入費用，23354.82萬元；Q標為標準礦塊設計采礦量，149.43萬t；α銅、α鐵分別為設計膠結礦柱的銅、鐵原礦品位（%）；ε銅、ε鐵分別為銅、鐵選礦回收率（%），分別取值92.0%、26.0%；q為場內損失率（%），取值8.4%；n鐵為鐵金屬選礦單價，取值120元/t。

2.3 銅鐵合采區(qū)膠結礦柱開采的經(jīng)濟性分析

2.3.1 中段建設費用分攤

285中段建設費用3.26589億元，設計采礦量1412.11萬t，銅品位0.365%，鐵品位17.28%，銅金屬量51546.31t，鐵金屬量2440034t。結合礦山場內損失率、選礦回收率，計算出285中段的Cu金屬量為43435.49t，F(xiàn)e金屬量為5823087.32t。根據(jù)礦山的銅、鐵分攤中段建設費用比例約2/3和1/3，計算出單位銅金屬分攤建設費用約5012.63元/t，鐵金屬分攤建設費用約186.93元/t。結合單位銅、鐵金屬建設費分攤額，建立中段建設費用分攤測算公式如下：

“尉曰：‘今將軍尚不得夜行，何乃故也！’”原文用“曰”字，并沒有用表示霸陵尉態(tài)度的明顯詞語，而在英文翻譯中卻有“the watchman retorted”，“retorted”有反駁、回嘴之意，帶有抵抗意味。漢語原文中有很多都是直接“某某曰”，沒有表示人物情感態(tài)度的詞語，在英譯過程中加入表示情感態(tài)度變化的詞語，有助于讀者體會人物的心境。

式中，D膠為膠結礦柱分攤的中段建設費用（萬元）；Q設為膠結礦柱設計礦量（t）；D銅和D鐵分別為每噸銅、鐵金屬分攤的中段建設費用。

2.3.2 生產(chǎn)投入費用計算

由公式2-1計算出膠結礦柱的單位銅金屬直接生產(chǎn)成本后，結合采空區(qū)膠結充填成本和鐵金屬選礦成本，建立生產(chǎn)投入費用計算公式如下：

式中，S膠為膠結礦柱生產(chǎn)投入費用（萬元）；M膠為膠結礦柱單位銅金屬直接生產(chǎn)成本；γ為礦石比重，取值3.15；n膠為礦山膠結充填單價（元/m3），取值80元/m3。

2.3.3 精礦銷售額計算

根據(jù)大紅山銅礦銅、鐵精礦銷售實際，建立精礦銷售額計算公式如下：

式中，T膠為膠結礦柱精礦銷售總額（萬元）；P銅、P鐵分別為市場銅價及鐵精礦價格（元/t），分別取值45000元/t、585元/t；K為銅精礦銷售系數(shù)，取值0.85；δ為鐵精礦品位（%），取值62%。

2.3.4 經(jīng)濟性分析

通過計算膠結礦柱開采的利潤，對膠結充填體置換礦柱開采的可行性和經(jīng)濟合理性進行技術經(jīng)濟分析，便于設計者在采用膠結充填體置換礦柱開采的設計中正確決策，降低開采風險[6]。

建立公式2-1、2-2、2-3和2-4后，將各膠結礦柱對應的采選技術指標和相關系數(shù)代入公式，分別計算出各膠結礦柱的生產(chǎn)成本、中段建設費用分攤、生產(chǎn)投入費用和銷售額等數(shù)據(jù)，最后根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立膠結充填體置換礦柱開采的利潤計算公式如下：

式中，R膠為開采膠結礦柱的最終利潤（萬元），T膠為膠結礦柱精礦銷售總額（萬元），S膠為膠結礦柱生產(chǎn)投入費用（萬元），D膠為膠結礦柱的中段建設費用分攤額（萬元）。

表2 285中段銅鐵合采區(qū)膠結礦柱開采利潤測算表

利潤測算公式建立后，將285中段銅鐵合采區(qū)膠結礦柱的相關指標分別代入公式，完成開采利潤測算如表2所示。

從表2可以看出，當市場銅價在4500元/t，鐵精礦585元/t時，有8-14I、49-55I-2、55-58I-2和58-63I-2四個膠結礦柱采用膠結充填體置換礦柱開采會出現(xiàn)虧損，若需進行膠結替換開采必須結合開采當期的生產(chǎn)成本和銷售價格重新測算[7]。

3 存在的問題

（1）本文僅針對285中段當前礦體資料、生產(chǎn)成本及精礦市場價格對銅鐵合采區(qū)膠結礦柱開采進行經(jīng)濟性分析。后期應根據(jù)最新的礦體資料計算出膠結礦柱主要技術指標，結合礦山生產(chǎn)成本及精礦市場價格，利用本文建立的公式測算出膠結礦柱開采的利潤，并根據(jù)利潤決定是否對膠結礦柱進行開采。

（2）本文的膠結礦柱開采經(jīng)濟性分析研究成果僅適用于大紅山銅礦285中段銅鐵合采區(qū)，在推廣應用方面存在一定的局限性。其它區(qū)域需要借鑒此成果，還應結合實際情況對各項指標更新后才能應用。

4 結論

根據(jù)285中段銅鐵合采區(qū)標準礦塊規(guī)劃圖，測算出膠結礦柱的單位銅金屬生產(chǎn)成本。

結合膠結礦柱開采的中段建設費用分攤和銷售費用，完成膠結礦柱開采的利潤測算，并根據(jù)測算結果對膠結礦柱開采進行經(jīng)濟性分析，為膠結礦柱是否采用膠結充填體置換開采提供指導依據(jù)。同時，建立了一套可行的膠結礦柱開采綜合成本測算公式，今后推廣應用時，可以將當期生產(chǎn)成本，精礦市場價格和膠結礦柱的設計技術指標依次代入公式，測算出膠結礦柱開采的利潤，對膠結充填體替換礦柱開采具有指導意義。