三道莊露天礦礦產工業指標優化*

何亞清 張新光 楊建敏 陳鳳群 黃 超

(洛陽欒川鉬業集團股份有限公司)

充分利用有限的礦產資源，合理開發低品位和伴生礦產資源，走可持續發展之路，是洛鉬集團發展的長期戰略。近年來，洛鉬集團在“浮鉬尾礦中綜合回收白鎢工藝技術”上獲得重大突破，并建起了30 000 t/d白鎢回收選礦廠，加之鎢鉬等有色金屬價格的持續走高，原有的工業指標已不適應當前的技術經濟條件。為提高礦產資源利用水平和效率，建設河南欒川鉬鎢鐵資源綜合利用示范基地，增加企業發展后勁，實現礦山可持續開采，急需進行三道莊露天礦礦產工業指標優化研究，最終達到優化礦山開采境界的目的。

1 三道莊鉬礦地質資源概況

三道莊礦區是一個典型的鉬鎢共生礦山，主礦體為一厚度很大的似層狀礦體，在其上、下部位有少數零星小礦體分布。礦體規模為巨大型，沿走向長度大于1 420 m，沿傾向長度大于1 120 m，厚度一般80～150 m，最大厚度可達364.56 m，礦體厚大且分布集中、品位較高、表土覆蓋層薄，適宜露天大規模開采。

詳勘報告采用冶金工業部［76］冶色字第331號文下達的工業指標圈連礦體:Mo邊界品位≥0.030%，最低工業品位≥0.060%，最小可采厚度2 m，夾石剔除厚度4 m。伴生組分WO3資源儲量估算在鉬工業礦體內進行，平均品位≥0.060%者參加資源儲量估算，＜0.060%者不再估算伴生鎢資源儲量。國家儲委審查批準的儲量見表1。

2 工業指標優化的原則

礦產工業指標是評價礦床工業價值、圈定礦體、估算礦產資源/儲量的依據［2］，也是合理開發利用礦產資源，確定可采范圍和指導開采的主要依據。制定工業指標的原則主要有:①最大限度地合理利用礦產資源;②技術上的可行和經濟上的合理;③保證礦體的完整性;④隨著經濟的發展和采、選、冶技術的改善，根據原料供需變化、產品價格的變動等因素適時調整工業指標，保證礦產工業指標的動態性。工業指標的優化是在地質、技術、經濟綜合論證資料的基礎上，通過多方案的比較、分析，根據整體效益最優化的原則，找出最優的工業指標方案［3］。

表1 三道莊鉬礦儲量匯總［1］

3 露天礦工業指標優化過程［4］

3.1 鉬鎢當量折算系數的確定

三道莊露天礦礦石中主要有價成分為鉬(Mo)，伴生有用組分為白鎢(WO3)。根據近10 a鉬精礦和鎢精礦價格的統計分析，預測未來鉬精礦的期望價為114 962元/t(47%鉬精礦)、鎢精礦的期望價為137 995元/t(65%鎢精礦)，三道莊地區選礦統計鉬的回收率為84%，鎢的回收率為67%，綜合考慮精礦價格和回收率2大主要影響因素，計算出鉬、鎢當量折算系數為

3.2 優化方案的確定

本次工業指標優化選取6種方案，分別為邊界品位0.02%、最低工業品位0.05%指標下的單鎢25方案、單鉬25方案、鎢鉬當量25方案和邊界品位0.03%、最低工業品位0.06%指標下的單鎢36方案、單鉬36方案、鎢鉬當量36方案。

3.3 鉆孔樣品的組合

露天開采在垂直方向上是以臺階為開采單元的，一旦臺階的參考標高和臺階高度被確定，沿臺階高度無論品位如何變化，基本無法進行選別開采。因此，在1個臺階高度內采用不同的取樣品位是毫無意義的。本次礦體圈定共導入鉆孔數據131個，先根據給定的邊界品位及最小工業品位，分別標明工業礦及低品位礦的界線，再根據臺階高度進行樣品組合，樣品組合系統流程見圖1。

3.4 繪制地質剖面圖

根據鉆孔內工業礦及低品位礦的礦體界線，在地質專業人員的指導下，用計算機輔助設計技術進行礦體圈定連接，根據確定方案下工業指標和各地質勘探線在平面圖中的剖切位置，每個方案共圈定9個橫剖面。

3.5 保有地質儲量計算

根據所建立的礦床模型，計算各方案現狀條件下保有地質礦量、金屬量和品位(見表2)。

圖1 樣品組合系統流程

表2 各方案保有地質儲量結果匯總

從表2可以看出，采用鎢鉬當量的方式進行統計分析，大大提高了礦體的完整性，礦石的平均品位也有顯著提高，因此采用鎢鉬當量的方法來綜合優化鉬、鎢2種礦體的開采境界十分有必要，并能合理地利用礦產資源和達到更好的經濟效益。

3.6 技術經濟參數

主元素Mo和伴生組分WO3按未來市場預測價格，采剝成本、選礦成本、采選技術指標參照欒川地區已有大型礦山的實際情況選取，稅費按照國家有關規定執行。擬定的主要技術經濟參數如表3。

表3 主要技術經濟參數

3.7 露天境界邊坡參數

根據礦區邊坡巖體穩定性分析，設計確定采場邊坡參數:臺階高度:12 m;終了并段臺階高度:24 m;終了臺階坡面角:75°;清掃運輸平臺寬度:10.5 m;運輸道路寬度:16.5 m;最終邊坡角:30 000 t/d前期境界為50°，終了境界東北角為50°，其余地段邊坡角為53°。

3.8 工業指標與露采境界優化

L－G圖論法是具有嚴格數學邏輯的最終境界優化方法，只要給定價值模型，在任何情況下都可以求出總價值最大的最終開采境界，是目前確定最優露天開采境界的有效而可靠的方法，包括惠特爾、趙與金(以及皮卡德與史密斯在內的多位研究人員運用這一理論解決露天礦優化開采的若干問題。目前，隨著計算機技術的飛速發展，國內外研究工作者開發了一系列用于解決、實現露天境界優化的軟件包，將各種優化設計算法程序化，使優化設計更加簡潔、快速。本優化采用SURPAC采礦設計境界優化軟件，以市場預測的鉬、鎢售價范圍及采礦生產成本、選礦生產成本、選礦回收率、邊界品位和最終邊坡角等為基礎進行了露天開采境界優化設計。從表4可以看出，鉬鎢36方案，資源凈值和稅后總利潤最大，為最優露天開采境界方案。

表4 優化方案技術經濟指標對比

3.9 優化方案對比

2004年，長沙有色冶金設計研究院根據當時預測的鉬精礦價格，對三道莊30 000 t/d露采境界進行了一次優化，其優化主要技術經濟指標見表5。從表中可以看出:鉬鎢36優化境界方案比2004年長沙院單鉬優化境界方案增加可采鉬鎢礦石量139 865 t，服務年限增加14 a。因此，鉬鎢36優化境界方案為最優露天開采境界。

表5 優化最終境界比較

4 結論

通過上述露天礦工業指標優化，三道莊露天礦共利用鉬鎢礦石570 515 kt，綜合利用鉬鎢總金屬量918 528.44 t，比2004年長沙院單鉬優化境界方案增加可采鉬鎢礦石量139 865 t，增加綜合利用鉬鎢總金屬量15 1971 t，服務年限增加14 a，整體上達到了充分利用礦產資源的目的。

對于鎢鉬共生礦床，采用鎢鉬當量品位指標的方法，并以資源凈值和稅后總利潤為準則，綜合考慮鉬鎢價格、選礦回收率及采選成本來綜合優化鉬、鎢2種礦體的開采境界，能起到更合理地利用礦產資源的作用，并能創造更好的經濟效益和社會效益。

［1］ 河南省地質局第一地質調查隊.河南省欒川縣三道莊礦區鉬鎢礦詳細勘探地質報告［R］.鄭州:河南省地質局第一地質調查隊，1980.

［2］ DZ/T0214—2002 銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規范［S］.北京:中華人民共和國國土資源部，2002.

［3］ 王金花，等.礦山項目投資可行性研究與經濟評價實用手冊［M］.合肥:安徽文化音像出版社，2003.

［4］ 西安建筑科技大學，洛鉬集團.三道莊露天礦綜合開采技術優化研究報告［R］.西安:西安建筑科技大學，2012.