礦床工業(yè)指標(biāo)的論證及對(duì)礦床開發(fā)潛力的評(píng)價(jià)
——以廣西南丹黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦為例*

萬 會(huì) 萬貴龍 苗 琦 劉保麗4

（1.自然資源部礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審中心；2.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院；3.自然資源部油氣戰(zhàn)略研究中心；4.上饒師范學(xué)院體育學(xué)院）

礦床工業(yè)指標(biāo)是區(qū)分礦體與圍巖的基礎(chǔ)指標(biāo)［1］，對(duì)所圈礦體的形態(tài)、規(guī)模及資源儲(chǔ)量估算都有重要影響。礦床工業(yè)指標(biāo)分為一般工業(yè)指標(biāo)和論證的工業(yè)指標(biāo)2類［2］。一般工業(yè)指標(biāo)是礦產(chǎn)資源主管部門發(fā)布的指標(biāo)，主要用于普查階段。論證的工業(yè)指標(biāo)則是根據(jù)一段時(shí)期內(nèi)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件論證提出的具體指標(biāo)［3］，要滿足開采技術(shù)的要求、達(dá)到預(yù)期經(jīng)濟(jì)收益目標(biāo)、環(huán)境政策允許［4］，主要用于詳查、勘探階段［5］。

我國(guó)許多金屬礦床的礦石品位偏低，且與共伴生礦產(chǎn)同時(shí)賦存［6］。如果僅開采主礦產(chǎn)，可能會(huì)因品位太低而導(dǎo)致采礦不經(jīng)濟(jì)。若對(duì)共伴生礦產(chǎn)同時(shí)開采利用，則可能具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。在地質(zhì)勘查時(shí)期，通過將各種共伴生礦產(chǎn)按一定原則折算成主礦產(chǎn)的當(dāng)量品位［7］，論證綜合品位指標(biāo)，可以客觀評(píng)價(jià)礦產(chǎn)資源未來開發(fā)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦床工業(yè)指標(biāo)的構(gòu)成及指標(biāo)選取

1.1 礦床工業(yè)指標(biāo)的構(gòu)成

礦床工業(yè)指標(biāo)包括邊界品位、最低工業(yè)品位、邊際品位、最低綜合品位、礦床平均品位等礦石質(zhì)量指標(biāo)，以及最小可采厚度、無礦地段剔除長(zhǎng)度、夾石剔除厚度等開采技術(shù)條件指標(biāo)。其中，最低綜合品位是指圈定礦體時(shí)對(duì)同一礦體中存在2種及以上共伴生礦產(chǎn)時(shí)，將各共伴生礦產(chǎn)折算成以主礦產(chǎn)表示的當(dāng)量品位的最低要求。

1.2 論證礦床工業(yè)指標(biāo)要素的選取

在采用傳統(tǒng)的斷面法、地質(zhì)塊段法等估算資源量時(shí)，通常用邊界品位、最低工業(yè)品位等礦石質(zhì)量指標(biāo)圈礦［8］。

在采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法估算資源量時(shí)，通常用邊際品位指標(biāo)圈礦，根據(jù)地質(zhì)礦化規(guī)律采用某一個(gè)品位界線圈出比較完整的礦化域，在礦化域內(nèi)按照一定的大小劃分單元塊，對(duì)單元塊進(jìn)行品位估值，再采用邊際品位界定單元塊是礦石還是廢石，根據(jù)劃分結(jié)果統(tǒng)計(jì)資源量。

2 礦床工業(yè)指標(biāo)的論證

2.1 礦床工業(yè)指標(biāo)的論證方法

論證礦床工業(yè)指標(biāo)，常用地質(zhì)方案法、經(jīng)濟(jì)分析法和類比論證法等方法［9］。作為礦山建設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)或資源量規(guī)模為大中型的礦床，應(yīng)采用地質(zhì)方案法，先根據(jù)礦床地質(zhì)特征提出試圈礦指標(biāo)，圈連礦體和試算資源量。

2.2 礦床工業(yè)指標(biāo)的論證

2.2.1 邊界品位

邊界品位是用于圈礦的重要指標(biāo)［10］，通常低于以經(jīng)營(yíng)成本測(cè)算的品位，但差距不宜過大。確定邊界品位的工作綜合性強(qiáng)，應(yīng)進(jìn)行合理性分析。若最終產(chǎn)品為精礦，可采用如下公式測(cè)算。

式中，αjy為以經(jīng)營(yíng)成本測(cè)算的盈虧平衡品位，%；βjk為精礦品位，%；εjk為選礦回收率，%；ρ為采礦貧化率，%；Cjy為原礦單位經(jīng)營(yíng)成本，元/t；Djk為精礦不含稅價(jià)格，元/t。

2.2.2 盈虧平衡品位

根據(jù)礦山生產(chǎn)盈虧平衡原則測(cè)算出的品位稱為盈虧平衡品位。該品位不是對(duì)某個(gè)單工程的最低品位要求，而是由多個(gè)工程組合后或一定生產(chǎn)期間的平均品位要求，通常作為工業(yè)指標(biāo)論證方案中設(shè)置最低工業(yè)品位的參考指標(biāo)或校核指標(biāo)。若擬定最終產(chǎn)品為精礦，按單位成本費(fèi)用加資源稅測(cè)算盈虧平衡品位的公式為

式中，αph為盈虧平衡品位，%；Cq為以原礦表示的單位全成本費(fèi)用，元/t；Djk為精礦含金屬量?jī)r(jià)格，元/t；Z為資源稅，元/t。

2.2.3 礦床平均品位最低要求

采用靜態(tài)投資收益率和單位采、選投資，若最終產(chǎn)品為精礦，則可采用如下公式測(cè)算礦床平均品位。

式中，αd為礦床平均品位最低要求，%；C x為原礦單位全成本費(fèi)用（含采礦、選礦過程中發(fā)生的總成本費(fèi)用，包括外購(gòu)原材料、燃料和動(dòng)力費(fèi)、工資及福利費(fèi)、修理費(fèi)及其他費(fèi)用、折舊費(fèi)、攤銷費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)用、礦山維檢費(fèi)、環(huán)境治理費(fèi)、植被保護(hù)費(fèi)、土地復(fù)墾費(fèi)等），元/t；K為靜態(tài)投資收益率，%；R1為原礦采礦、選礦投資，元/t。

2.2.4 單工程當(dāng)量平均品位的折算

將礦石中可以回收利用的2種及以上共伴生礦產(chǎn)的品位，折算為主礦產(chǎn)的品位，該折算結(jié)果表示各單工程中以主礦產(chǎn)表示的平均含量。計(jì)算方法為

式中，αzh為以主礦產(chǎn)表示的單工程當(dāng)量平均品位，%；αzk為主礦產(chǎn)品位，%；αgbi為第i種共伴生礦產(chǎn)品位，%；k i為第i種共伴生礦產(chǎn)的品位折算系數(shù)；n為共伴生礦產(chǎn)種類數(shù)量。

2.3 黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦礦床工業(yè)指標(biāo)論證

2.3.1 擬定工業(yè)指標(biāo)方案

廣西大廠礦田是重要的有色金屬產(chǎn)地，主要產(chǎn)Zn、Sn等多金屬礦［11］。大廠礦田黑水溝—大樹腳礦段為矽卡巖型鋅多金屬礦床，主礦產(chǎn)為Zn，伴生礦產(chǎn)有Cu和Ag。據(jù)3 485個(gè)樣品的基本分析結(jié)果可知，Zn品位為0～26.76%。根據(jù)Zn的品位分布情況擬定了4套工業(yè)指標(biāo)方案（表1），估算Zn資源儲(chǔ)量。

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2.3.2 邊界品位的確定

邊界品位通常略低于以經(jīng)營(yíng)成本測(cè)算的盈虧平衡品位，一般不低于尾礦品位的1.5～2倍［12］。目標(biāo)銷售產(chǎn)品為精礦，根據(jù)選礦試驗(yàn)結(jié)果，精礦品位βjk=50%，選礦回收率εjk=84.5%；根據(jù)當(dāng)?shù)氐拈_采技術(shù)條件，確定經(jīng)營(yíng)成本Cjy=156元/t原礦，采礦貧化率ρ=10%；根據(jù)近3 a的市場(chǎng)平均價(jià)格確定主礦產(chǎn)Zn精礦不含稅價(jià)格Djk=7 142元/t，則αjy=1.4%，即以經(jīng)營(yíng)成本測(cè)算的盈虧平衡品位為1.4%。綜合考慮尾礦品位0.3%，盡量保持礦體完整性，邊界品位定為1.0%比較合理。

2.3.3 Zn盈虧平衡品位的測(cè)算

根據(jù)當(dāng)?shù)氐拈_采技術(shù)條件，確定全成本Cq=344元/t，根據(jù)相關(guān)政策確定資源稅Z=15.65元/t。故主礦產(chǎn)Zn的盈虧平衡品位為αph=3.3%，即主礦產(chǎn)Zn的盈虧平衡品位為3.3%。

2.3.4 共伴生礦產(chǎn)折算系數(shù)的計(jì)算

黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦可與共伴生的Cu、Ag一起論證最低綜合品位指標(biāo)，將共伴生礦產(chǎn)Cu、Ag的品位折算成主礦產(chǎn)Zn的品位。品位折算系數(shù)K的計(jì)算公式為

根據(jù)近3 a的市場(chǎng)平均價(jià)格，Cu的礦產(chǎn)品價(jià)格DCu=35 823元/t；Ag的礦產(chǎn)品價(jià)格DAg=2 642 658元/t；Zn的礦產(chǎn)品價(jià)格DZn=14 283元/t。根據(jù)選礦試驗(yàn)結(jié)果，Cu選礦回收率εCu=51.5%，Ag選礦回收率εAg=29%，Zn選礦回收率εZ n=84.5%。計(jì)算得Cu的品位折算系數(shù)為1.528 6，Ag的品位折算系數(shù)為64.5。

2.3.5 各單工程當(dāng)量平均品位的折算

該礦山共有Cu和Ag2種伴生礦產(chǎn)參與計(jì)算綜合品位指標(biāo)，故n=2。根據(jù)樣品基本分析結(jié)果確定Zn的單工程平均品位αZn，根據(jù)樣品組合分析結(jié)果確定伴生礦產(chǎn)Cu及Ag的單工程平均品位αCu及αAg，利用當(dāng)量平均品位計(jì)算公式（4）求出各單工程的當(dāng)量平均品位。再根據(jù)各單工程當(dāng)量平均品位是否達(dá)到以上4套工業(yè)指標(biāo)要求的具體情況，分別圈定礦體。

3 資源儲(chǔ)量估算對(duì)比

3.1 工業(yè)指標(biāo)方案的估算結(jié)果

根據(jù)上面擬定的4套工業(yè)指標(biāo)方案，分別估算的資源儲(chǔ)量情況見表2。

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3.2 各方案估算結(jié)果的礦床當(dāng)量平均品位

3.2.1 Ⅰ方案

從上述資源量估算結(jié)果可知，Zn的平均品位αZn=4.07%，銅的平均品位αCu=0.17%，銀的平均品位αAg=21.02 g/t。所以，αzh=4.47%。即采用Ⅰ方案指標(biāo)圈定礦體，所估算礦石的當(dāng)量平均品位為4.47%。

3.2.2 Ⅱ方案

從上述資源量估算結(jié)果可知，Zn的平均品位αZn=4.5%，銅的平均品位αCu=0.19%，銀的平均品位αAg=25.3 g/t。所以，αzh=4.95%。即采用Ⅱ方案指標(biāo)圈定礦體，所估算礦石的當(dāng)量平均品位為4.95%。

3.2.3 Ⅲ方案

從上述資源量估算結(jié)果可知，Zn的平均品位αZn=4.58%，銅的平均品位αCu=0.19%，銀的平均品位αAg=24.81 g/t。所以，αzh=5.03%。即采用Ⅲ方案指標(biāo)圈定礦體，所估算礦石的當(dāng)量平均品位為5.03%。

3.2.4 Ⅳ方案

從上述資源量估算結(jié)果可知，Zn的平均品位αZn=4.70%，銅的平均品位αCu=0.19%，銀的平均品位αAg=22.93 g/t。所以，αzh=5.14%。即采用Ⅳ方案指標(biāo)圈定礦體，所估算礦石的當(dāng)量平均品位為5.14%。

4 工業(yè)指標(biāo)方案的確定

4.1 礦床最低平均品位測(cè)算

根據(jù)最低期望收益水平及行業(yè)平均收益水平，確定項(xiàng)目的靜態(tài)投資收益率K=15%，原礦采礦、選礦投資R1=862元/t，原礦單位全成本費(fèi)用Cq=344元/t。所以，采用靜態(tài)投資收益率和單位采、選投資進(jìn)行工業(yè)指標(biāo)測(cè)算，αd=4.5%。即礦床平均品位要不低于4.5%才能實(shí)現(xiàn)15%的靜態(tài)收益率。

4.2 工業(yè)指標(biāo)方案的確定

4.2.1 從預(yù)期收益水平的角度

根據(jù)上面4套方案，Ⅰ方案工業(yè)指標(biāo)所圈礦體的當(dāng)量平均品位為4.47%，低于礦床平均品位4.5%的要求。所以，采用Ⅰ方案工業(yè)指標(biāo)所圈礦體達(dá)不到預(yù)期收益水平。Ⅱ方案為4.47%，Ⅲ方案為5.03%，Ⅳ方案為5.14%，均達(dá)到了預(yù)期收益水平要求。

4.2.2 從礦體連續(xù)性的角度

再?gòu)牡V體連續(xù)性角度判斷各套工業(yè)指標(biāo)方案的合理性。以勘查區(qū)的主要礦體95號(hào)礦體為例，所圈出的資源儲(chǔ)量級(jí)別如圖1所示，Ⅰ方案的礦化面積最大，工業(yè)礦面積約占80%，無礦范圍占20%，沒有低品位礦；Ⅱ方案的礦化總面積減少，工業(yè)礦面積約占80%，無礦范圍占20%，沒有低品位礦；Ⅲ方案的礦化面積和Ⅱ方案基本一致，但工業(yè)礦面積比例減少，約占76%，無礦范圍占20%，低品位礦面積占4%；Ⅳ方案工業(yè)礦面積進(jìn)一步減少，僅占50%，無礦范圍約25%，低品位礦約25%。說明隨著品位指標(biāo)的提高，礦體形態(tài)變得復(fù)雜，礦體規(guī)模逐漸變小，礦體連續(xù)性逐漸變差［13］。綜合以上，Ⅰ方案所圈的礦體連續(xù)性最好，Ⅱ方案次之，Ⅳ方案最差。所以，從礦體的連續(xù)性及充分合理利用資源的角度，Ⅳ方案不可取。

在擬定的4套工業(yè)指標(biāo)方案中，Ⅱ方案最經(jīng)濟(jì)合理，最終確定的礦業(yè)工業(yè)指標(biāo)為邊界品位0.75%，最低綜合品位1.5%，礦床平均品位4%。

從上述4套工業(yè)指標(biāo)的圈礦結(jié)果可以看出，合理最低綜合品位指標(biāo)的確定，要綜合考慮礦體完整性、連續(xù)性、資源量規(guī)模等地質(zhì)因素，采礦回采率、貧化率、選礦回收率、精礦品位等技術(shù)因素，總投資、經(jīng)營(yíng)成本、總成本費(fèi)用、利稅、預(yù)期收益率等經(jīng)濟(jì)因素。根據(jù)礦山實(shí)際生產(chǎn)的需要，綜合比較不同的工業(yè)指標(biāo)，擇優(yōu)確定最佳工業(yè)指標(biāo)方案，保證用該指標(biāo)圈定的礦體，既能反映礦體的地質(zhì)特征，又具有采、選的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)礦產(chǎn)資源貧化、社會(huì)發(fā)展需求的現(xiàn)狀，迫使礦山加強(qiáng)對(duì)低品位多金屬礦的開發(fā)利用。實(shí)際勘查工作中，多金屬礦床仍然普遍采用主礦產(chǎn)的品位指標(biāo)圈礦，忽略了對(duì)共伴生礦產(chǎn)的綜合評(píng)價(jià)，所圈出的礦體因主礦產(chǎn)的品位指標(biāo)不夠而尖滅再現(xiàn)，礦體形態(tài)變得復(fù)雜，不能反映出礦床中有用組分的客觀賦存實(shí)際。因此，倡導(dǎo)在多金屬礦產(chǎn)勘查工作中，將共伴生礦產(chǎn)折算成主礦產(chǎn)論證礦床最低綜合品位指標(biāo)，以保證合理圈定礦體，充分利用資源，對(duì)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用實(shí)現(xiàn)客觀評(píng)價(jià)。