我國固體非能源礦產開采回采率評價標準探討

陳慶發，鐘瓊英，韋才壽，范劍輝，唐秀偉，牛文靜

(廣西大學資源與冶金學院，廣西 南寧 530004)

我國固體非能源礦產開采回采率評價標準探討

陳慶發，鐘瓊英，韋才壽，范劍輝，唐秀偉，牛文靜

(廣西大學資源與冶金學院，廣西 南寧 530004)

摘要：固體非能源礦產是不可再生資源，為促進礦產資源可持續發展，我國亟待出臺固體非能源礦產開采回采率評價標準。以充分利用開采區域內的礦產資源為出發點，礦山企業為基本評價單位，開采回采率評價工作可操作性為根本原則，通過著重考慮露天、地下、露天-地下聯合等3種開采方式的技術特點與開采回采率評價工作要求，統計分析教材、手冊、規范、國土資源部相關文件等資料，結合筆者提出的“年限評價開采回采率”定義，綜合制定出不同開采方式下我國固體非能源礦產開采回采率評價標準。研究成果可為我國固體非能源礦產資源的開發利用規范化與宏觀調控提供科學依據。

關鍵詞：固體非能源礦產；開采回采率；評價標準；開采方式

隨著國民經濟的高速發展，礦產資源正以極其驚人的速度消耗，資源短缺問題越來越嚴重[1]。造成該嚴峻形勢的主要原因是目前我國的礦產資源綜合利用水平低下。為促進礦產資源的綜合利用和有效保護，國土資源部建議開展了我國固體非能源礦產(非煤礦產)開采回采率評價標準研究[2]。

開采回采率作為衡量礦產資源綜合利用程度的指標之一，過去對其重視程度不夠，全國范圍內尚未形成統一的評價標準。在回采率評價研究方面，劉永興等[3]、嚴碩等[4]曾提出用模糊數學方法評價礦山合理回采率指標，但模糊數學方法因計算復雜不易被礦產管理者或礦山技術人員掌握；任傳鵬[5]運用礦產資源經濟學、規制經濟學和現代管理學的理論和方法，開展了地下煤礦開采回采率影響因素研究，并制定了煤炭開采回采率評價標準，但煤炭資源還與一般固體非能源礦產資源在稟賦特征和開采方式上存在較大差別，有關評價標準制定方法難以直接推廣至固體非能源礦產。

廣西大學承擔了國土資源部國家公益性行業科研專項課題“固體非能源礦產開采回采率評價研究”(201211067-5)，著重考慮露天、地下、露天-地下聯合等3種開采方式的技術特點，并結合開采回采率評價工作要求，對我國固體非能源礦產開采回采率評價標準進行探討，以期能為我國固體非能源礦產資源的開發利用與宏觀調控提供科學依據。

1開采回采率評價標準制定的原則、類型及主要依據

1.1評價標準制定的原則

通過征求國土資源部有關領導、專家對開采回采率評價標準制定的意見與建議，結合《國土資源標準化手冊》中關于國土資源標準編寫要求[6]，確定了回采率評價標準制定的4項原則：①指標中等偏上水平，既要符合當前的生產技術水平，又要能引導技術的發展和進步；②指標可量化，必須能夠采用數據具體表示，并能夠檢測、測算出來；③要有充分的依據、試驗驗證結果或經驗數據等；④標準中的有關指標要與現行的相關標準中的指標相協調統一。

1.2評價標準類型的劃分

在開采回采率諸多影響因素中，開采方式無疑是影響最大的因素。礦山開采方式主要包括地下開采、露天開采和聯合開采等3種。通常露天礦山開采回采率要遠高于地下開采回采率，聯合開采礦山開采回采率則受露天礦山和地下礦山開采回采率水平的共同影響。因此，在當前社會經濟發展水平下，固體非能源礦產開采回采率評價標準可劃分為露天礦山開采回采率、地下礦山開采回采率和聯合開采礦山開采回采率3類評價標準。

1.3評價標準制定的依據

評價標準制定依據的基礎資料主要有：《有色金屬采礦設計規范》[7]，《冶金礦山采礦設計規范》[8]，《采礦設計手冊》[9]，《采礦手冊》[10]；此外，還有國土資源部發布的有關文件，以及采礦工程專業教材、論文、網站等。

2露天礦山開采回采率評價標準研究

2.1《采礦設計手冊》露天礦山開采回采率指標及變化分析

通過對《采礦設計手冊》中統計出的部分露天礦山開采回采率分析可知，其平均值達到了95.63%；通過將我國2004年和2011年4月份部分重點露天礦山開采回采率數據與《采礦設計手冊》中數據進行全面對比分析可知：隨著國民經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，露天開采生產能力不斷提高，開采成本不斷降低，但回采率整體水平變化不大，維持在95.5%左右，部分礦山達到了99%；露天開采礦石回采率水平主要受礦體特征的影響，受礦體產狀和夾層的影響最大。一般來說，礦體產狀越穩定，開采回采率水平越高，礦體產狀越復雜，開采回采率越低；同樣，礦體夾層越少，開采回采率水平越高，礦體夾層越多，開采回采率水平越低。

2.2現行標準中露天礦山開采回采率指標規定分析

現行有關標準中的相關規定是確定露天礦山開采回采率指標的重要依據。按照《有色金屬采礦設計規范》對損失率的規定，確定出有色金屬露天礦山開采回采率指標為：礦體賦存條件簡單的礦床，開采回采率指標不低于95%；礦體賦存條件復雜的礦床，開采回采率指標不低于92%；礦體分枝復合嚴重的礦床，開采回采率指標不低于90%。按照《冶金礦山采礦設計規范》對損失率的規定，確定出冶金礦山露天礦山開采回采率指標為：人工裝運的礦山，開采回采率指標不低于97%；產狀規整、夾層少的露天礦，開采回采率指標不低于95%；產狀不規整、夾層多或品級復雜的露天礦，開采回采率指標不低于85%。

通過對《有色金屬采礦設計規范》和《冶金礦山采礦設計規范》中有關露天開采礦山回采率指標規定進行分析可知，兩個標準都主要依據礦體的賦存復雜程度對不同開采條件下露天礦山的回采率指標進行劃分，這符合露天開采礦山開采回采率特征，所規定的相關指標也與我國目前大多數礦山所能達到指標相適應，但兩個標準中的有關規定并非完全一致?！队猩饘俨傻V設計規范》中有關規定主要適用于有色金屬礦山領域，《冶金礦山采礦設計規范》中有關規定適用范圍更廣，除了適用于有色金屬礦山領域外，還適用于黑色金屬礦山和非金屬礦山領域。

2.3國土部門文件對露天礦山開采回采率規定

為加強對礦產資源 “三率”的監督管理，促進礦山企業節約與綜合利用資源，到目前為止，國土資源部已出臺了三個與開采回采率指標有關的重要文件，即《關于四川攀西釩鈦磁鐵礦開發利用“三率”指標要求(試行)的公告》[11]、《金礦、磷礦和高嶺土礦三種礦產資源開發的“三率”要求》[12-13]、《鐵、銅、鉛、鋅、稀土、鉀鹽和螢石等礦產資源合理開發利用“三率”最低指標要求(試行)》[14]，這些文件對釩鈦磁鐵礦、金礦、磷礦、高嶺土、鐵、銅、鉛、鋅、稀土、鉀鹽和螢石等礦種的露天礦山開采回采率最低指標進行了明確規定，有關具體指標將直接作為制定固體非能源礦產開采回采率評價標準依據。

由國土資源部發布的文件內容知，所提出的開采回采率指標基于傳統定義，即指“當年開采區域范圍內采出的礦石量與動用資源儲量的比例”。由于評價工作的需要，筆者提出“年限評價開采回采率”概念，即指“評價年限內整個礦山采出的礦石量與動用的可采工業儲量的比例”。將傳統定義與筆者提出的“年限評價開采回采率”相比較，前者將客觀因素引起的不可避免損失的儲量納入計算范圍，所得計算數據可能比按“年限評價開采回采率”概念計算數據小，但考慮到現代正規露天開采設計中開采回采率指標一般都較高，客觀因素引起不可避免損失的儲量與可采工業儲量相比，比值一般較小。為能使開采回采率評價有一個共同的衡量尺度，從有利于評價礦產資源露天開發程度的角度出發，在制定固體非能源礦產露天礦山年限評價開采回采率評價標準時參照有關文件關于“開采回采率”的規定進行。

2.4露天開采回采率評價標準確定

對比分析我國露天礦山開采回采率指標參數變化情況，參考我國現行有關國家標準對露天礦山開采回采率指標具體要求，遵照國土資源部發布文件中對特定礦種的回采率硬性要求，本著評價標準制定的基本原則，制定出我國固體非能源礦產露天礦山開采回采率評價標準，見表1。

表1　固體非能源礦產露天礦山開采回采率評價標準表

注：帶“*”為國土資源部門特別規定的礦種。

3地下礦山開采回采率評價標準研究

3.1《采礦設計手冊》推薦地下礦山開采回采率指標分析

地下采礦方法分為空場法、崩落法和充填法等3類。不同采礦方法其開采回采率差別較大，一般來說，充填采礦方法開采回采率水平最高，空場法最低。為便于制定標準，分析過程中取礦塊回采率指標?！恫傻V設計手冊》推薦的礦塊回采率參數如表2所示。

3.2現行標準對地下礦山開采回采率指標規定分析

現行的有關標準相關規定是確定地下礦山開采回采率指標的重要依據。目前，對地下礦山礦塊開采回采率指標有明確要求的標準有《有色金屬采礦設計規范》和《冶金礦山采礦設計規范》，具體指標要求分別如表3和表4所示。

表2　《采礦設計手冊》推薦地下礦山礦塊開采回采率指標參數表

表3　《有色金屬采礦設計規范》對地下礦山礦塊

3.3地下礦山開采回采率評價標準確定

對于地下礦山而言，開采損失影響因素多，損失率較大，且不同礦山開采技術條件相差較大，造成礦石開采損失形式多樣。為了使評價指標具有統一對比性，避免因客觀因素引起礦石損失的人為操作因素干擾，固體非能源礦產地下礦山開采回采率評價推薦采用“年限評價開采回采率”指標，重點考慮各礦塊(采區)集合的開采回采率，以相關教材、手冊與規范相關指標為重點參考，綜合制定出地下礦山年限評價開采回采率評價標準，如表5所示。

表4　《冶金礦山采礦設計規范》地下礦山礦

表5　地下礦山年限評價開采回采率評價標準表

若同一礦山在不同區域采用了多種不同采礦方法，對于這類礦山礦塊的開采回采率指標則需要考慮各種不同采礦方法的回采率指標后綜合確定，宜采用加權平均的方法確定綜合指標。

設最低合格指標Kmin、最高合格指標Kmax，具體計算方法為見式(1)、式(2)。

(1)

(2)

不合格等級開采回采率指標范圍為：[0～Kmin]；合格等級開采回采率指標范圍為：[Kmin～Kmax]；優秀等級開采回采率指標范圍為：[Kmax～100%]。

4露天-地下聯合開采礦山開采回采率評價標準研究

4.1聯合開采礦山開采回采率評價要求

露天-地下聯合開采按其生產發展情況有全面聯合開采，先露采后地采過渡時期的聯合開采和先地采后露采過渡時期的聯合開采等3種形式[15]。不同聯合開采形式的開采過程具有其自身特殊情況，需制定相適應的評價要求和標準。

1)全面聯合開采回采率評價要求。對于全面聯合開采礦山，在不回采暫留境界礦柱的評價年限內，應嚴格對照表1和表5分別對露天開采與地下開采進行單獨評價，境界礦柱暫留儲量不計入動用儲量范圍，但必須嚴格計算出境界礦柱暫留儲量。在露天開采下降到坑底時，開采暫留境界礦柱采用露天或者地下開采方式則視具體情況而定，開采暫留境界礦柱的回采率評價根據選定的開采方式對應標準進行。

2)露天轉地下聯合開采回采率評價要求。露天轉地下聯合開采的開采方案眾多，開采回采率評價時需要根據所選定開采方案是否暫留有境界礦柱和臨時間柱不同情況進行。對于暫留有境界礦柱和臨時間柱的開采方案，露天和地下開采的回采率評價分別進行評價，在未開采境界礦柱和臨時間柱時，礦柱暫留儲量不計入動用儲量范圍，即地下開采第一階段的動用儲量則主要指礦房范圍內的儲量，但要嚴格計算礦柱暫留儲量。當露天開采結束后，境界礦柱和臨時間柱同時開采，其開采回采率評價要根據選定的具體開采方式的對應標準進行。對于不留設有境界礦柱和臨時礦柱的開采方案，則根據具體的采礦方法嚴格對照表1和表5分別對露天開采與地下開采進行單獨評價。

3)地下轉露天聯合開采回采率評價要求。地下轉露天開采的過渡時期，不需要留設有境界礦柱和間柱，露天和地下開采的開采方案相對比較獨立。因此，露天開采轉地下聯合開采的回采率評價按照各自的標準分別進行。對露天轉地下或地下轉露天的礦山，在聯合開采過渡時期結束后，礦山只存在一種開采方式，此時開采回采評價則按照具體某種開采方式的標準進行。

4.2聯合開采礦山開采回采率評價標準確定

對于露天與地下聯合開采的礦山，由于露天開采與地下開采的回采率有很大差別，在進行開采回采率評價時，為了能夠有效督促礦山企業充分利用所有開采區域內的礦產資源，全面提高礦產資源的綜合利用水平，避免出現大量回采露天礦產以彌補地下資源回采率低下的現象，規定以露天與地下開采方式中較低的等級作為衡量聯合開采礦山企業總體回采率等級標準，而不以綜合整體的資源開采回采率情況作為標準，具體標準見表6。

表6　露天-地下聯合開采年限評價回采率評價等級標準表

5結論

1)以采礦設計手冊及國家公布的統計數據為基礎，全面分析了我國露天礦山開采回采率指標水平，嚴格遵照現行國家標準和國土資源部發布的相關文件，制定出我國露天礦山開采回采率評價標準。該標準將固體非能源礦產劃分為黑色金屬及非金屬、有色金屬、國家指定礦種等幾種類型，主要以露天礦山礦體賦存復雜程度為基本條件，對每種類型不同賦存條件的礦體分別制定相應指標。

2)由于地下礦山開采損失形式多樣，損失量較大，為了使開采回采率評價指標具有統一對比性，避免因客觀因素引起礦石損失的人為操作因素干擾，采用考慮礦塊(采區)集合的“年限開采回采率”定義，通過參考相關教材、手冊及規范相關指標數據，制定出地下礦山開采回采率評價標準。

3)針對露天-地下聯合開采不同聯合形式的特殊情況，重點考慮回采方案是否暫留礦柱的情形，提出了不同聯合形式在不同回采時期評價要求。從充分利用礦產資源的角度出發，確定聯合開采的礦山企業總體回采率等級以露天開采和地下開采中等級較低的作為標準。

參考文獻

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[15]張世雄.固體礦物資源開發工程[M].武漢：武漢理工大學出版社，2005.

Study on mining recovery evaluation criteria of solid non-energy mineral resources in China

CHEN Qing-fa，ZHONG Qiong-ying，WEI Cai-shou，FAN Jian-hui，TANG Xiu-wei，NIU Wen-jing

(College of Resources and Metallurgy，Guangxi University，Nanning 530004，China)

Abstract:Solid non-energy mineral resources are non-renewable resources，it is urgent to carry out the mining recovery evaluation criteria of non-energy mineral resources in china，in order to promote the sustainable development of mineral resources.Taking the optimum use of mineral resources in mining area as fundamental principle，mining recovery evaluation maneuverability as starting point，mining enterprises as the basic evaluation units，focus on considering technical features and evaluation requirements of the three mining methods of open-pit mining，underground mining，combined open-pit and underground mining，combing with the definition of “Year evaluation mining recovery” which proposed by the author，mining recovery evaluation criteria of solid non-energy mineral resources in china under different mining methods are comprehensively formulated，through the statistical analysis of teaching materials，manuals，standards，documents of Ministry of Land and Resources et al.The research results can provide a viable basis for the standardized development and utilization macro-management of solid non-energy mineral resources in china.

Key words：solid non-energy mineral；mining recovery；evaluation criteria；mining method

收稿日期：2015-03-24

基金項目：國土資源部公益性行業科研專項課題資助(編號：201211067-5)

作者簡介：陳慶發(1979-)，男，漢族，河南鄲城人，博士，教授，從事采礦工程的教學與科研工作。E-mail：chqf98121@163.com。

中圖分類號：TD353

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)02-0110-06