多层难采矿体采矿方法选择经济判据 研 究 昆明有色冶金设计研究院股分公司 余南中 2 015.7 目 录     1引言 2多层难采矿体采矿方法选择经济判据 3三个经济品位判据的计算实例 4用经济评价判据分析和确定具体地段采矿方法的实 例 1 引言   金属矿山存在许多缓倾斜～倾斜～急倾斜、薄～中 厚～厚、多层难采矿体。 见下图。 1引言  倾斜、薄～中厚～厚、多层矿体 1 引言  多层矿体平面图 1 引言  急倾斜、薄～中厚～厚、多层矿体 1 引言  急倾斜、多层薄矿体 1 引言  它们的采矿方法选择一直是个难题。在这类 矿体的采矿方法选择中，首先面临着分采还是合采？ 次要分支、低品位矿体是采还是丢等问题。      1）分采：包括 （1）多层矿体同时分采； （2）各层矿体顺序开采； （3）选择性开采较富厚的主要矿体； （4）其它。 1 引言   （1）多层矿体同时分采； 可采用分层充填法、点柱式水平上向分层充填法 等，能降低贫化损失率、保持较高出矿品位和提 高回采率，但作业细腻、工序复杂，生产能力较 低，成本较高；还必须处理好安全问题。 1 引言  多层矿体用点柱分层充填法同时开采 1 引言 （ 2）各层矿体顺序开采 除充填法外，还可采用分段空场 法、留矿法、分段崩落法等。 当各层矿体顺序开采时，上下层之 间制约关系复杂。上层矿体不推进到一 定安全距离，下层矿不能开采。通风、 运输、充填等复杂。 必须处理好安全顺序问题。 1 引言 1 引言   （3）选择性的开采 为提高生产能力，也可考虑选择性的开采较富厚的 单层矿体，采用分段空场法、分段崩落法等，但开 采主要矿体，会损失或破坏次要矿体。 1 引言 选择性的开采较厚的单层矿体，损失或破坏了次 要矿体。 1引言   高效率的采矿方法，如分段或阶段空场法（采后 充填或不充填）、分段崩落法等。作业大刀阔斧， 生产效率高，生产能力较大，但贫化损失高，出 矿品位低，资源回收率低，经济效益不一定合适。 2）合采 将多层矿体合圈、加大厚度后合采，采用  受的，则合采简单易行，效率高。 如通过经济分析，合采在经济上是可以接 1引言  多层矿体用阶段空场法合采（采后充填） 1引言  因此，采矿方法的选择，需要通过技术和经 济相结合的研究和比较来确定。 除各种技术因素外，就经济方面而言，在设  计工作中，有时会忽略用清晰的经济判据进行相应 分析的方法，有的经常靠经验来判断，结果不一定 科学和合适。需要进一步寻求合适的经济分析方法 和相应判据。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据   目前有关采矿方法选择比较的经济分析方法较多。 我公司结合设计项目的实际情况，提出一种通过计算三 个经济品位及其相应的矿石价值，与具体地段情况下、开 采对象的矿石经济价值相比较，共同作为评价采矿方法选 择经济合理性的判据的方法。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据     三个经济品位是： 附带回收边际品位 盈亏平衡品位 最低效益期望品位 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据   1、可附带回收的边际品位 在开采主矿体的同时，利用已形成的开拓、采准 等系统顺带回收低品位矿、主矿层的次级分层、分 枝部分及周边小矿体时，所允许的最低地质品位。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据  制定该指标的目的是为了圈定计算可附带回收的对 象及合并简化开采对象。用附带回收边际品位并参 考其它两个指标（盈亏平衡品位指标、最低效益期 望品位指标），进一步圈定可以合采的矿体，简化 多层矿体，将复杂矿体简单化，并扩大资源利用率。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据  附带回收矿体的价值要求能够抵消其本身直接采矿、加工、销售 等所需要的直接费用。就本文实例X矿段具体情况而言，附带回收的 矿石所需要的直接成本和费用主要有：采场的采切工程、回采（凿岩、 爆破、出矿等）、充填、提升运输等费用，选矿加工费，精矿运输及 部分必须的税费（资源税、矿产资源有偿使用费等）。而不考虑开拓、 采准干线、新水平持续等费用。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据  该指标类似矿床工业指标中的边界品位，需 要与盈亏平衡品位指标或最低效益期望品位 指标配合使用，以保证合并、简化后的合圈 矿体在经济上总体可行。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据   2、最低效益期望品位 对新建项目，要承担投资回收、贷款偿还。在该品位 下，按当前的金属价格计算的矿石价值获得的项目税后 内部收益率刚好达到相应的银行长期贷款利率，可以实 现投资回收。  用矿石价值能抵消最低效益期望品位的成本费用，作 为新建规划设计项目确定采用合采还是分采的采矿方法 的主要判据。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据   和成本持平时的品位；该成本为扣除净利润 及所得税、不考虑投资回收等的成本。 3、盈亏平衡品位 系按当前金属价格计算的、矿石的价值  在已建成采矿系统、不再增加建设投资的情 况下，采用合采还是分采的采矿方法的判据。 用达到盈亏平衡品位的成本费用来确定 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据   4、计算所涉及的指标： 采矿有：原矿品位、废石混入率、废石品位、 采出矿石品位等。  选矿指标有金属选矿回收率、精矿品位、选 矿比等。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据          (1)附带回收的边际品位计算 计算涉及的成本指标： 采矿：采场采切、回采、充填、提升运输作业成本； 选矿加工费（含尾矿处理）； 管理费用； 精矿运输费用等。 相关指标有： 产品销售价格。 X矿段附带回收边际品位相应成本计算指标见下表。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据  (2)计算最低效益期望品位所涉及的成本指标 有  除前述指标外，还有：  生产服务年限、投资；  生产开拓、采准干线、生产探矿等作业成本， 采矿车间制造费用，  财务费用、营业费用、所得税、税金及附加、税后 利润等。 2 多层难采矿体采矿方法选择经济判据  (3)盈亏平衡品位  在计算最低效益期望品位所涉及的成本指标基础上， 扣除利润和所得税，达到盈亏平衡品位的成本费用。 3 三个经济品位的计算实例  应用本研究的经济判据时，要根据设计具体矿山 的具体情况进行经济分析。 下面以X矿段为例进行介绍。  3 三个经济品位的计算实例   万t/d，经过多年开采，现采区段资源消耗较多，为保证 矿区持续稳产的需要，需对其附近的X矿段进行开采设计 和建设。 3.1 X矿段矿床概况 某特大型铜矿山现在开采区段的原矿产量目前已达1.3  X矿段属于矿围岩均稳固的多层、倾斜～缓倾斜、 薄～中厚的难采矿体。 在矿体开采范围之内，地表有河流、现采区段的采矿 工业场地、选厂等地面设施需要保护。  3 三个经济品位的计算实例  矿体埋藏较深，自上而下包括铜、铁六层矿体， 其中主要矿体为两层铜矿体（Ⅰ3、Ⅰ2）、一层贫铁 矿体（Ⅰb）。矿体间夹层厚度大部分在10m以内。 平均倾角27°。主矿体走向长度2000～3000m。矿 体厚度平均4.71m。Cu品位0.64%,伴生TFe15.25％。 3 三个经济品位的计算实例  X矿段设计的开采规模达200万t/a以上， 在其采矿方法选择中，采用了前面介绍的经济判据 进行分析。 3 三个经济品位的计算实例   填）的实际成本，并按X矿段具体条件进行测算。 3.2成本 参考矿山2010年及2011年现采区段空场法（采后充   矿含铜45375元/t，铁精矿750元/t（下同）。由于只 有磁性铁（mFe）可以回收，因此用mFe指标计算铁 的价值，并可折算为当量铜价值，统一考核。 3.3附带回收的边际品位计算 2012年产品销售价格，电铜取55000元/t，相应精 3 三个经济品位的计算实例 3 三个经济品位的计算实例  边际品位相应成本为105.73元/t： 根据以上指标，通过计算，X矿段附带回收矿体的  单铜矿体（mFe含量小于3%的铜矿体）Cu品位为 0.28%，单铁矿体（Cu含量小于0.1%的铁矿体）mFe 品位为10.37%，铜铁矿体可以折算成Cu或mFe的当量 品位，按照以上标准进行考核。 3 三个经济品位的计算实例   .4最低效益期望品位及盈亏平衡品位的计算 根据收入＝成本+利润+税金的计算公式，计算X矿 段成本效益指标，从而确定最低效益期望品位及盈 亏平衡地质品位及出矿品位。 3 三个经济品位的计算实例 3 三个经济品位的计算实例   计算结果，满足最低效益期望品位的成本为272.88元/t原 矿,相应地质品位和出矿品位,折为当量Cu分别为0.82%、 0.72％。其中采选成本只占成本费用的56.00%；而财务、 销售、管理占23%，税金、利润占21%，共为44％，使项目 承受的经济压力大，相应对出矿品位的要求较高。 X矿段是新建项目，存在投资回报问题，所以用最低效益 期望品位及相应矿石价值作为选择采矿方法的经济判据。 3 三个经济品位的计算实例  扣除利润和所得税后达到盈亏平衡品位的成本费 用为217.28元/t，相应地质品位和出矿品位, 折为当量 Cu分别为0.68%、0.57％。  采选成本比例提升到70.34%，财务、销售、管理、 税金等下降到29.66%。故在不考虑投资回报的情况 下矿段承受的经济压力得到较大幅度的减缓。 3 三个经济品位的计算实例  计算结果与现采区段生产实际盈利指标基本 接近。由于现采区段已投产多年，建设投资已经 回收，在其生产持续中，可以用盈亏平衡品位及 相应矿石价值作为选择采矿方法的经济判据，相 应对出矿品位的要求可以降低一些，有利于采用 矿体合圈后用分段或阶段空场法进行采矿。 3 三个经济品位的计算实例  X矿段作为经济判据的地质品位与出矿品位和相应的矿 石价值计算结果见表1。 最低效益期望品位 地质品位/% 出矿品位/% 矿石价 值 当量 Cu 当量 Cu （ 元/t） Cu mFe Cu mFe 2 72.88 0.63 6.82 0.82 0.54 6.48 0.72 3 三个经济品位的计算实例 盈亏平衡品位 矿石价 值 地质品位/% 出矿品位/% 当量 Cu 当量 Cu （ 元/t） Cu mFe Cu mFe 2 17.28 0.49 6.82 0.68 0.40 6.48 0.57 3 三个经济品位的计算实例  从上表可以看出获得最低效益期望值的矿石价值 为272.88元/t，相应地质品位和出矿品位, Cu分别为 0 0 .63%、0.54％；加上mFe折为Cu后，当量Cu分别为 .82%、0.72％。 3 三个经济品位的计算实例  不含利润和所得税后，盈亏平衡点的矿石价值为 2 17.28元/t，相应地质品位和出矿品位, Cu分别为 0 .49%、0.40％；加上mFe折为Cu后，折为当量Cu分 别为0.68%、0.57％。 3 三个经济品位的计算实例  影响最低效益期望值及盈亏平衡的地质品位及出矿 品位的主要因素有采矿制造成本、电铜售价、建设 投资等，对由于它们的波动而造成的影响，进行了 计算分析，下一步将建立计算模型，以便动态地了 解这些因素变化的影响程度，便于实际工作使用。 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例  用上述经济临界尺度对X矿段首采区段的部分 地段进行具体分析,作为确定相应采矿方法的经 济依据。  4.1首先按可附带回收的边际品位，对复杂地质 矿体按就近并层的原则进行归并、简化处理，以 得到符合采矿工艺要求的可采矿体。见下图。 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例  用上述经济临界尺度对X矿段首采区段的部分 地段进行具体分析,作为确定相应采矿方法的经 济依据。  4.1首先按可附带回收的边际品位，对复杂地质 矿体按就近并层的原则进行归并、简化处理，以 得到符合采矿工艺要求的可采矿体。见下图。 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例    后成为较厚的单一矿层，cu品位0.59%,mFe品位5.98%, 矿石价值266～290元/t，经济上基本接近最低效益期 根据矿体情况分别对东、中二个地段进行分析。 4.2 东部B88～B100线之间采矿方法选择 矿体合圈矿石价值见表2。该地段上3层矿体合圈 望地质品位价值（ 272.88元/t原矿）。厚度适于 采用分段空场法，因而可用分段空场法采矿。 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例 东部B88～B100线之间矿体合圈后矿石价值表 表2 B88～B100 品位 价值估算（元/t） 合并处理后矿层 矿石量 （万t） 电铜5.5 电铜6 Cu（%） mFe（%） 万 万 1 1 +2+3 173.4 446 0.59 0.35 5.98 6.37 266 187 290 组合 情况 +2+3+4+5 201 东部B88～B100线之间矿体剖面 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例  4.3 中部B102～B120线之间采矿方法选择  该地段矿体合圈后的矿石价值见表3。由表可见， 用分段空场法单采第1层I3主矿层或用分层充填法 分采1、3、5层I3、Ib、I2矿体，在经济上都大于 或接近最低效益期望地质品位界限（矿石价值为 2 72.88元/t）。 4 用经济评价判据分析和确定具体地段 采矿方法的实例  表3 中部B102～B120线之间矿体合圈矿石价值表 品位/% 估算价值(元/t) 合并处理后矿 层 矿石量/ （万t） 电铜元5/.5t 万 电铜元6/.t0万 Cu mFe 4.17 6.6 第1层 I 矿体 3 主矿层 145.82 340.02 0.72 0.4 295 208 148 346 224 157 1 +2+3 2 +53+4 3 5 64.76 10.57 0.22 7.2 + 分层组 合情况 1 +2+3 0.36 0.53 0.63 6.34 6.93 5 190 254 271 205 275 296 + 4+5 1 1 +3+5 +5 286.14 221.46 中部B102～B120线之间剖面 中部B102～B120线之间矿体采矿方法选择  但单采第1层资源利用率低（采出矿石145万t），总 体效益差；分采1、3、5层矿体，采出矿量多（达 2 86万t），因此，本地段以采用机械化点柱式上向 水平分层法较合适。 结 语    1、在采矿方法选择中使用经济分析的方法很 多，但采用本文所提出的三个经济判据的方 法尚未见报导； 2、本方法体现了在多层难采矿体采矿方法选 择中，在保证预期经济效益的基础上，尽量 多回收资源的原则； 3、本方法将复杂矿体简单化，通过简化矿体 关系，减少了采矿方法选择和设计的复杂性； 结 语   4、作为经济判据的品位，除本文提出的三个品位外，还可 以根据预期经济效益的需要，设定作为判据的其它经济品位， 如盈利率为多少的经济品位等； 5、进行分析计算时所采用的有关成本和采选指标，根据设 计阶段不同，可用经验类比法、统计法、初步分析计算法等 来确定。对于X矿段这类生产矿山的新的矿段来说，更可以 参考实际的生产指标；  6、今后可以通过建立计算机计算模型、计算程序来进行分 析计算，以提高效率，取得更好效果。 结 语  在X矿段多层难采矿体采矿方法的选择设计中， 我公司采用计算三个经济品位与相应的矿石价值 共同作为采矿方法选择经济合理性判据的方法， 成功解决了具体地段的采矿方法选择问题，投产 后的生产情况表明采矿方法的选择是合适的。其 后，在其它矿山多层矿体采矿方法选择中也推广 使用，不但在用空场法、充填法时使用，在用无 底柱分段崩落法时也使用，证明是一种科学合理 的方法，可供同行参考。 介绍结束  谢 谢！