文山都龍礦區(qū)不同規(guī)模礦體可采系數(shù)的測定研究

楊濤

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663700）

1 礦區(qū)礦體特征

文山都龍礦區(qū)礦體走向近南北，傾向西，傾角10°～40°，局部傾角可達(dá)60°，鋅錫礦體絕大多數(shù)為盲礦體，并以10°～15°的側(cè)伏角自北而南側(cè)伏。礦體沿層產(chǎn)出，部分礦體與含礦層有一定交角，在平面圖上呈南北向展布，剖面上呈多層出現(xiàn)，顯示疊瓦狀排列特征（如圖1 所示）。

礦體產(chǎn)狀隨含礦層同步褶曲，沿走向和傾向均具波狀起伏。礦段東部的礦體產(chǎn)狀平緩，部分礦體傾角趨近水平；西部的礦體傾角稍陡，一般傾角10°～40°，深部礦體局部傾角可達(dá)60°。礦體外形不太規(guī)則，具分枝復(fù)合、膨脹收縮等變化。大礦體一般為似層狀，小礦體多呈透鏡狀、扁豆體、囊狀。厚大礦體中有夾石存在，往往有大理巖、片巖殘留體，其形態(tài)很不規(guī)則，呈扁豆?fàn)罨蚰覡睿ㄈ鐖D2 所示）。

圖2 文山都龍礦區(qū)礦體呈不規(guī)則形態(tài)產(chǎn)出

2 可采系數(shù)測算方法

可采系數(shù)是指可采資源量占地質(zhì)資源量的比例，是地質(zhì)資源量換算成可采資源量的關(guān)鍵參數(shù)。研究可采系數(shù)，其實(shí)就是研究可采資源，因?yàn)榈刭|(zhì)資源量的基數(shù)已經(jīng)為固定值。通過查閱大量文獻(xiàn)資料，均未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于露天多金屬礦山可采系數(shù)的技術(shù)方法，而關(guān)于可采系數(shù)的礦產(chǎn)資源研究更多是在頁巖氣資源、煤層資源、油砂資源方面。例如煤層氣可采資源量計(jì)算的主要方法有體積法、類比法、數(shù)值模擬法和產(chǎn)量遞減法。這些計(jì)算方法需要參考的影響因素較多，基本每個(gè)因素都是需要大量的數(shù)據(jù)去分析論證，一旦某個(gè)因素的數(shù)據(jù)信息難以收集或資料不全將難以開展測算評估工作。

文山都龍礦區(qū)的地質(zhì)特征較為復(fù)雜，礦山剝離開采工作也較為精細(xì)復(fù)雜，精細(xì)的生產(chǎn)工作一定程度上也會(huì)將可采系數(shù)影響因子進(jìn)行分解，這也給影響因子數(shù)據(jù)收集帶來較多工作量或技術(shù)難題，影響因子數(shù)據(jù)收集的不全面性，將直接導(dǎo)致可采系數(shù)測算結(jié)果的可靠性降低。為保證可采系數(shù)測算結(jié)果的可靠性，就必須優(yōu)化測算方法，可以利用“間接法”來推算出可采系數(shù)，這樣便可避開收集影響可采系數(shù)因素的數(shù)據(jù)收集工作，即：用初始數(shù)據(jù)及結(jié)果數(shù)據(jù)，推算過程參數(shù)（可采系數(shù)）。這里通過流程圖的方式，將可采系數(shù)測算方法優(yōu)選過程進(jìn)行展示（如圖3 所示）。

圖3 文山都龍礦區(qū)礦體可采系數(shù)測算方法優(yōu)選流程

3 確定計(jì)算公式

由于我國不同地區(qū)的礦床成礦條件、礦體特征以及開采條件等方面存在明顯差異，因此，具有不同的可采系數(shù)。研究可采系數(shù)，就必須確定可采系數(shù)的計(jì)算公式。按照定義，可采系數(shù)的計(jì)算見式（1）。

式中：Q采——可采資源量；Q地——地質(zhì)資源量。

通過式（1）可以看出：要研究可采系數(shù)，實(shí)際就是要研究可采資源量。因?yàn)榈刭|(zhì)資源量可以依據(jù)地質(zhì)資料確定其具體數(shù)據(jù)，而可采資源量則受到礦體的空間形態(tài)、采礦設(shè)計(jì)方法、采空區(qū)及坑道等因素的影響。結(jié)合文山都龍礦區(qū)實(shí)際情況，因礦山屬于露天開采，設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的所有礦石均會(huì)被剝離開采，故文山都龍礦區(qū)的可采資源量數(shù)據(jù)可以通過實(shí)際采出礦石量套貧化損失率反算后，再減去因礦體在開采過程中形態(tài)改變變化量而得出，計(jì)算公式見式（2）。

式中：Q實(shí)——實(shí)際采出礦石量；γ——礦石貧化率；ρ——礦石損失率；Q變——改圈改算礦石增減量。

故可采系數(shù)的最終計(jì)算見式（3）。

4 不同規(guī)模礦體貧化損失率計(jì)算

確定了可采系數(shù)的計(jì)算公式后，則需要對公式中的對應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，保證收集數(shù)據(jù)的真實(shí)證、合理性是該研究過程中的重要步驟。因此需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，選取具有代表性數(shù)據(jù)。結(jié)合礦山實(shí)際情況，礦體厚度越小貧化率越大，貧化率與目前采場開采地質(zhì)因素、現(xiàn)狀設(shè)備配置較一致，同時(shí)部分礦體受礦體形態(tài)、賦存位置、礦石內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性影響，導(dǎo)致貧化損失率會(huì)受到礦體厚度規(guī)模的影響。這里暫且定義礦體厚度小于3m 的礦體為薄小礦體，礦體厚度3～5m 的礦體為中厚礦體，礦體厚度大于5m 的礦體為厚大礦體。該次收集的數(shù)據(jù)為2021 年4—9 月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，主要為采礦貧化率（見表1）、損失率（見表2）、月計(jì)劃范圍內(nèi)的地質(zhì)資源量及計(jì)劃范圍內(nèi)實(shí)際采出礦石量。

表1 2021 年4—9 月貧化率測算結(jié)果

表2 2021 年4—9 月?lián)p失率測算結(jié)果

礦山貧化損失率的測定工作一般采用直接法及間接法。結(jié)合文山都龍礦區(qū)的生產(chǎn)實(shí)際，由于文山都龍礦區(qū)的礦體形態(tài)、品位變化較大，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，因此在計(jì)算貧化率時(shí)使用了直接法，對不同規(guī)模的礦體進(jìn)行貧化率測定。而在計(jì)算損失率時(shí)，通過直接法進(jìn)行計(jì)算工作量較大，如果沒有足夠量的數(shù)據(jù)支撐誤差會(huì)很大，此時(shí)就結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，通過排土場排廢超標(biāo)統(tǒng)計(jì)（生產(chǎn)樣從取樣到化驗(yàn)成果出來平均所需時(shí)間在2h 左右，現(xiàn)將出現(xiàn)排廢品位超標(biāo)的出礦點(diǎn)認(rèn)為這2h 均發(fā)生礦石流失，比實(shí)際值大）進(jìn)行計(jì)算，得出損失率。

5 計(jì)算可采系數(shù)

通過測算，4—9 月采礦貧化損失率已經(jīng)有測定的參考數(shù)據(jù)，因此便可按照可采資源量的計(jì)算公式，反算出4—9 月的月計(jì)劃范圍內(nèi)可采資源量，計(jì)算結(jié)果如表3 所示。

表3 2021 年4—9 月可采系數(shù)計(jì)算結(jié)果

利用間接法及反推法，對4—9 月生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最終得出研究區(qū)的整體可采系數(shù)為0.88，但該項(xiàng)目需要研究不同規(guī)模礦體的可采系數(shù)，故還需要將研究區(qū)的整體可采系數(shù)進(jìn)行按礦體規(guī)模分算。實(shí)際生產(chǎn)中，計(jì)劃范圍內(nèi)的實(shí)際采礦量與采礦方法、礦體形態(tài)規(guī)模息息相關(guān)，故礦體規(guī)模劃分的依據(jù)則選取文山都龍礦區(qū)精細(xì)化采礦方案中的劃分標(biāo)準(zhǔn)作為參考，即礦體厚度小于3m 的礦體視為薄小礦體，礦體厚度3～5m 的礦體為中厚礦體，礦體厚度大于5m 的礦體為厚大礦體，計(jì)算結(jié)果如表4～表6所示。

表4 2021 年4—9 月厚大礦體可采系數(shù)計(jì)算

表5 2021 年4—9 月中厚礦體可采系數(shù)計(jì)算

表6 2021 年4—9 月薄小礦體可采系數(shù)計(jì)算

通過對研究區(qū)內(nèi)的可采資源量、地質(zhì)資源量、實(shí)際采出礦石量及貧化損失率的收集收集分析整理，最終計(jì)算得出薄小礦體的可采系數(shù)為0.88，中厚礦體的可采系數(shù)為0.90，厚大礦體的可采系數(shù)為0.92，如表7 所示。

表7 不同規(guī)模礦體可采系數(shù)歸納

6 結(jié)論

可采系數(shù)作為一個(gè)計(jì)算礦山可采資源量的計(jì)算參數(shù)，利用合理的可采系數(shù)計(jì)算出來的礦量能為礦山生產(chǎn)規(guī)劃、礦山資源開采價(jià)值評估提供參考依據(jù)。但礦山可采系數(shù)受到礦區(qū)地質(zhì)勘查程度、礦體的空間形態(tài)、采礦設(shè)計(jì)方法、采空區(qū)及坑道等多重因素影響，因此若通過直接法（正向計(jì)算法）計(jì)算其數(shù)值則需要收集大量的數(shù)據(jù)，結(jié)合國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立相關(guān)的數(shù)學(xué)評估模型去評估各個(gè)因素的影響數(shù)值、影響程度，這是一個(gè)過程復(fù)雜且容易產(chǎn)生較大評估誤差計(jì)算方式。故本文結(jié)合實(shí)際情況，通過間接發(fā)（反向計(jì)算法）的方式，推算出礦山礦體的可采系數(shù)。

通過反推法計(jì)算可采系數(shù)，其實(shí)就是對礦山地質(zhì)礦量與采出礦量關(guān)系的規(guī)律總結(jié)，該研究計(jì)算得出的可采系數(shù)，是通過對以往的數(shù)據(jù)處理而得出的，嚴(yán)格來說是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。數(shù)據(jù)收集需要大量的工作量及時(shí)間，故本文在論證礦體可采系數(shù)時(shí)為節(jié)省工作量僅用了6 個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此計(jì)算結(jié)果代表了這6 個(gè)月的實(shí)際生產(chǎn)可采系數(shù)。需要用這6 個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算出來的可采系數(shù)去代替整個(gè)礦山不同規(guī)模礦體的可采系數(shù)，其實(shí)還是有些數(shù)據(jù)不充分，所以還需要近幾年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為支撐。但本文主要是在論述一種計(jì)算可采系數(shù)的簡易方法，重點(diǎn)是把該方法的計(jì)算過程及為什么要這么計(jì)算進(jìn)行闡述，如需要計(jì)算更準(zhǔn)確的可采系數(shù)，可加大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集后整理計(jì)算。

該研究通過反推法計(jì)算可采系數(shù)其優(yōu)點(diǎn)是：可不考慮影響可采系數(shù)的各類因素及其影響程度，可以把這些因素都?xì)w為一個(gè)整體因素，僅通過測算、計(jì)算統(tǒng)計(jì)出來的貧化損失率、地質(zhì)礦量及實(shí)際采出礦量便可按照公式計(jì)算出礦體的可采系數(shù)，計(jì)算方法簡單；缺點(diǎn)是：礦山貧化損失率的測定也是礦山數(shù)據(jù)測算的一份難點(diǎn)工作，貧化損失率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性決定著可采系數(shù)的準(zhǔn)確率。