某地下錫多金屬礦山建設(shè)規(guī)模的確定

蔣胡燦，曾令義

(1.內(nèi)蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司， 內(nèi)蒙古赤峰市 024000；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南長(zhǎng)沙 410012)

某地下錫多金屬礦山建設(shè)規(guī)模的確定

蔣胡燦1，曾令義2

(1.內(nèi)蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司， 內(nèi)蒙古赤峰市 024000；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南長(zhǎng)沙 410012)

新建礦山合理建設(shè)規(guī)模的確定對(duì)于企業(yè)的發(fā)展、投資決策、開發(fā)建設(shè)意義重大。根據(jù)維拉斯托錫多金屬礦資源開發(fā)條件，利用泰勒公式和中段可布有效礦塊數(shù)兩種方法計(jì)算了礦山可能的生產(chǎn)能力，通過礦山經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限、年下降速度、新中段準(zhǔn)備時(shí)間3種驗(yàn)證方式，綜合確定礦山的合理建設(shè)規(guī)模為1200 t/d。

地下開采；建設(shè)規(guī)模；服務(wù)年限；資源儲(chǔ)量

0 前 言

維拉斯托錫多金屬礦是新建礦山，本項(xiàng)目的開發(fā)一定程度上接替了維拉斯托銅鋅多金屬礦(處于減產(chǎn)期)，為礦山的可持續(xù)發(fā)展提供了保障。礦山生產(chǎn)規(guī)模確定是礦山設(shè)計(jì)，投資建設(shè)非常重要的一環(huán)。礦山的生產(chǎn)能力受礦床勘探程度、礦體賦存條件、采礦工藝復(fù)雜程度、市場(chǎng)需求、資金籌措等因素影響。建設(shè)規(guī)模偏小，攤銷成本就大，難以形成規(guī)模效益；而建設(shè)規(guī)模偏大，是目前礦山普遍存在的現(xiàn)象，許多礦山未經(jīng)論證，由管理層“拍腦袋”確定建設(shè)規(guī)模，導(dǎo)致投資偏大，礦山不達(dá)產(chǎn)，服務(wù)年限明顯偏短。因此礦山合理的建設(shè)規(guī)模應(yīng)經(jīng)多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，與礦床儲(chǔ)量、開采技術(shù)條件、開采強(qiáng)度、設(shè)備折舊、財(cái)務(wù)收益等相匹配。

1 礦山可能的生產(chǎn)能力

1.1 礦山資源開發(fā)條件

維拉斯托錫多金屬礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)克什克騰旗，2013年維拉斯托銅鋅多金屬礦外圍普查找礦發(fā)現(xiàn)了該錫多金屬礦。2014年內(nèi)蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司委托內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查有限責(zé)任公司對(duì)該礦床進(jìn)行地質(zhì)詳查工作，于2015年5月提交了《維拉斯托礦區(qū)錫多金屬礦勘探報(bào)告》，維拉斯托錫多金屬礦為錫鎢鋅銅鉬為成礦元素的石英大脈型，石英網(wǎng)脈型礦體。地質(zhì)資源量:礦石量972.88×104t (其中設(shè)計(jì)利用721.00×104t)，金屬量:Sn 86525 t、Zn 77506 t、Mo 2232 t；平均品位:Sn 0.89%、Zn 0.80%、Mo 0.023%。

石英脈型礦體呈脈狀、似脈狀、透鏡狀，走向以北東25°為主，傾向南東。本礦床的主要礦體為基本連續(xù)的脈狀或大脈狀，一般形態(tài)較簡(jiǎn)單，走向上基本連續(xù)，而在傾向上有分支復(fù)合現(xiàn)象，局部由于礦體分支復(fù)合或品位、厚度變化較大，形態(tài)復(fù)雜。主礦體Sn 0號(hào)礦體傾角一般在30°～40°左右，呈波狀、“S”型狀、似層狀產(chǎn)出，平均真厚度2.53 m，屬緩傾斜脈狀薄礦體。

1.2 礦山生產(chǎn)能力計(jì)算

地下礦山生產(chǎn)能力的確定一般通過泰勒公式和中段可布有效礦塊數(shù)兩種方法進(jìn)行計(jì)算。

1.2.1 按泰勒公式進(jìn)行計(jì)算

根據(jù)美國(guó)《SNME采礦工程手冊(cè)》(第二版)推薦泰勒經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行礦山生產(chǎn)能力計(jì)算:

式中，T為礦山日產(chǎn)量，t/d；t為礦山設(shè)計(jì)利用儲(chǔ)量，t＝721.00×104t；b為短噸和公噸的換算系數(shù)，b＝1.10231；D為年工作日，D＝330 d。

經(jīng)計(jì)算礦山生產(chǎn)規(guī)模為T＝1461 t/d。根據(jù)國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，一般取0.7～0.8的系數(shù)。礦山日產(chǎn)量為T＝1023～1169 t/d。

1.2.2 按中段可布置礦塊數(shù)計(jì)算

式中，Ar為中段日生產(chǎn)能力，t/d；q為礦塊生產(chǎn)能力，按所選擇的采礦法確定，t/d；k為有效礦塊利用系數(shù)；N為中段可布礦塊數(shù)，個(gè)；E為地質(zhì)影響系數(shù)，0.7～1.0，取0.9；z為副產(chǎn)礦石率，取10%。

計(jì)算參數(shù)的選取及計(jì)算結(jié)果見表1，安排兩個(gè)中段同時(shí)回采即可達(dá)到720～1840 t/d的生產(chǎn)能力，其它中段處于投產(chǎn)期或減產(chǎn)期。

表1 按中段可布置礦塊數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證

2 礦山生產(chǎn)能力驗(yàn)證

根據(jù)以上兩種方法計(jì)算的生產(chǎn)能力，初步推薦為1200 t/d。以下采用礦山經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限、年下降速、新中段準(zhǔn)備時(shí)間3種方法對(duì)推薦的生產(chǎn)能力進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1 按礦山經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限驗(yàn)證

式中，T為合理服務(wù)年限，a；A為礦山年產(chǎn)量，t/a；Q為設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，641.69×104t；β為礦石貧化率，12%。

該礦山計(jì)算總的服務(wù)年限為18.41 a，其中一期開采范圍內(nèi)設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為490萬t，可服務(wù)14 a。由于本礦山為中型礦山，根據(jù)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50771-2012新建礦山的設(shè)計(jì)合理服務(wù)年限15～25 a，經(jīng)驗(yàn)證該礦推薦的1200 t/d能力較為合理。

2.2 按礦山年下降速度驗(yàn)證

埋藏在淺部和深部的礦體礦量較小，年下降速度相對(duì)較大，而中部礦體1200～880 m之間9個(gè)主要中段年平均下降速度為12.73 m/a，考慮兩個(gè)中段同時(shí)回采，其平均下降速度為25.46 m/a，參考國(guó)內(nèi)同類礦山中段年下降速度一般為10～30 m/a，因此本礦主要回采中段年下降速度較為正常，考慮到本礦為多層薄礦脈，走向長(zhǎng)，礦體分散，將來在回采過程中強(qiáng)化中段平巷掘進(jìn)，加強(qiáng)管理，兩個(gè)中段同時(shí)生產(chǎn)，1200 t/d的生產(chǎn)能力是可以實(shí)現(xiàn)的。

2.3 按礦山新中段準(zhǔn)備時(shí)間驗(yàn)證

礦山正常生產(chǎn)時(shí)期采掘比為19.5 m/kt(100.96 m3/kt)，設(shè)計(jì)開采范圍內(nèi)主要回采1200～880 m之間的9個(gè)中段，平均設(shè)計(jì)利用礦量為48×104t，平均每個(gè)中段需要掘進(jìn)工程量為9360 m(48460 m3)。設(shè)計(jì)每個(gè)中段安排的掘進(jìn)工作面為5個(gè)(含礦塊采準(zhǔn)切割)，每個(gè)工作面綜合月進(jìn)尺按90 m計(jì)，則新中段準(zhǔn)備時(shí)間為1.73 a，而中段平均服務(wù)年限為2.42 a(兩個(gè)中段同時(shí)開采考慮)，大于新中段準(zhǔn)備時(shí)間，故礦山生產(chǎn)規(guī)模1200 t/d(39.6×104t/a)是可行的。

總體來說:要形成1200 t/d的生產(chǎn)規(guī)模(礦山總排產(chǎn)服務(wù)年限22 a。一期服務(wù)年限15 a，其中投產(chǎn)期1 a，達(dá)產(chǎn)期12 a，減產(chǎn)期2 a)，需要兩個(gè)中段同時(shí)生產(chǎn)，兩個(gè)中段在開拓、采切準(zhǔn)備；還意味著至少15個(gè)礦塊同時(shí)生產(chǎn)。由于礦體為多層脈狀賦存，井下作業(yè)地點(diǎn)分散，呈現(xiàn)點(diǎn)多面廣、戰(zhàn)線長(zhǎng)、礦塊礦量小，預(yù)計(jì)中段開拓工程強(qiáng)度較大，將來生產(chǎn)尤其重視中段平巷掘進(jìn)，做好備采礦塊準(zhǔn)備，合理安排，加強(qiáng)管理，1200 t/d的生產(chǎn)規(guī)模是可以達(dá)到的。

而采礦能力要達(dá)到1500 t/d，其生產(chǎn)能力已經(jīng)是到了極限值，開采強(qiáng)度偏大，將來安全生產(chǎn)管理壓力較大，產(chǎn)能變動(dòng)大，不利于連續(xù)生產(chǎn)，考慮到該礦為多層薄礦脈，并且深部開采時(shí)必須考慮空區(qū)的處理，同時(shí)掘進(jìn)工作面多、安排困難，另外該礦也不適宜采用無軌機(jī)械化設(shè)備，其掘進(jìn)出礦效率預(yù)計(jì)不會(huì)太高，當(dāng)然，部分主要中段還是具有能力達(dá)到1500 t/d的條件，設(shè)計(jì)中已經(jīng)適當(dāng)預(yù)留提升運(yùn)輸系統(tǒng)能力，將來要擴(kuò)產(chǎn)也不矛盾。

3 結(jié) 論

根據(jù)礦山開采技術(shù)條件和礦體賦存條件，通過泰勒公式和中段可布有效礦塊數(shù)兩種方法對(duì)可能的生產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算，再通過礦山經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限、年下降速、新中段準(zhǔn)備時(shí)間3種方法進(jìn)行驗(yàn)證，從設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及采礦強(qiáng)度角度認(rèn)為礦山建設(shè)規(guī)模1200 t/d較為合理，在服務(wù)年限內(nèi)產(chǎn)能較為穩(wěn)定，持續(xù)生產(chǎn)能力保障性高；服務(wù)年限更為合理。考慮到錫礦333資源儲(chǔ)量升級(jí)、礦區(qū)南部斑巖型礦體、東部鎢礦潛力較大，為擴(kuò)產(chǎn)留有余地；在設(shè)計(jì)中提升運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、選廠破碎篩分系統(tǒng)等主要關(guān)鍵工程其能力應(yīng)有所預(yù)留。

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2016-04-15)

蔣胡燦(1959-)，男，湖南郴州人，工程師，主要從事礦業(yè)開發(fā)技術(shù)研究與生產(chǎn)管理工作，Email:595796731@ qq.com。