礦床工業指標的論證及對礦床開發潛力的評價
——以廣西南丹黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦為例*

萬 會 萬貴龍 苗 琦 劉保麗4

（1.自然資源部礦產資源儲量評審中心；2.中國煤炭地質總局勘查研究總院；3.自然資源部油氣戰略研究中心；4.上饒師范學院體育學院）

礦床工業指標是區分礦體與圍巖的基礎指標［1］，對所圈礦體的形態、規模及資源儲量估算都有重要影響。礦床工業指標分為一般工業指標和論證的工業指標2類［2］。一般工業指標是礦產資源主管部門發布的指標，主要用于普查階段。論證的工業指標則是根據一段時期內的技術經濟條件論證提出的具體指標［3］，要滿足開采技術的要求、達到預期經濟收益目標、環境政策允許［4］，主要用于詳查、勘探階段［5］。

我國許多金屬礦床的礦石品位偏低，且與共伴生礦產同時賦存［6］。如果僅開采主礦產，可能會因品位太低而導致采礦不經濟。若對共伴生礦產同時開采利用，則可能具有一定的經濟效益。在地質勘查時期，通過將各種共伴生礦產按一定原則折算成主礦產的當量品位［7］，論證綜合品位指標，可以客觀評價礦產資源未來開發的實際經濟效益。

1 礦床工業指標的構成及指標選取

1.1 礦床工業指標的構成

礦床工業指標包括邊界品位、最低工業品位、邊際品位、最低綜合品位、礦床平均品位等礦石質量指標，以及最小可采厚度、無礦地段剔除長度、夾石剔除厚度等開采技術條件指標。其中，最低綜合品位是指圈定礦體時對同一礦體中存在2種及以上共伴生礦產時，將各共伴生礦產折算成以主礦產表示的當量品位的最低要求。

1.2 論證礦床工業指標要素的選取

在采用傳統的斷面法、地質塊段法等估算資源量時，通常用邊界品位、最低工業品位等礦石質量指標圈礦［8］。

在采用地質統計學法估算資源量時，通常用邊際品位指標圈礦，根據地質礦化規律采用某一個品位界線圈出比較完整的礦化域，在礦化域內按照一定的大小劃分單元塊，對單元塊進行品位估值，再采用邊際品位界定單元塊是礦石還是廢石，根據劃分結果統計資源量。

2 礦床工業指標的論證

2.1 礦床工業指標的論證方法

論證礦床工業指標，常用地質方案法、經濟分析法和類比論證法等方法［9］。作為礦山建設設計依據或資源量規模為大中型的礦床，應采用地質方案法，先根據礦床地質特征提出試圈礦指標，圈連礦體和試算資源量。

2.2 礦床工業指標的論證

2.2.1 邊界品位

邊界品位是用于圈礦的重要指標［10］，通常低于以經營成本測算的品位，但差距不宜過大。確定邊界品位的工作綜合性強，應進行合理性分析。若最終產品為精礦，可采用如下公式測算。

式中，αjy為以經營成本測算的盈虧平衡品位，%；βjk為精礦品位，%；εjk為選礦回收率，%；ρ為采礦貧化率，%；Cjy為原礦單位經營成本，元/t；Djk為精礦不含稅價格，元/t。

2.2.2 盈虧平衡品位

根據礦山生產盈虧平衡原則測算出的品位稱為盈虧平衡品位。該品位不是對某個單工程的最低品位要求，而是由多個工程組合后或一定生產期間的平均品位要求，通常作為工業指標論證方案中設置最低工業品位的參考指標或校核指標。若擬定最終產品為精礦，按單位成本費用加資源稅測算盈虧平衡品位的公式為

式中，αph為盈虧平衡品位，%；Cq為以原礦表示的單位全成本費用，元/t；Djk為精礦含金屬量價格，元/t；Z為資源稅，元/t。

2.2.3 礦床平均品位最低要求

采用靜態投資收益率和單位采、選投資，若最終產品為精礦，則可采用如下公式測算礦床平均品位。

式中，αd為礦床平均品位最低要求，%；C x為原礦單位全成本費用（含采礦、選礦過程中發生的總成本費用，包括外購原材料、燃料和動力費、工資及福利費、修理費及其他費用、折舊費、攤銷費、財務費用、礦山維檢費、環境治理費、植被保護費、土地復墾費等），元/t；K為靜態投資收益率，%；R1為原礦采礦、選礦投資，元/t。

2.2.4 單工程當量平均品位的折算

將礦石中可以回收利用的2種及以上共伴生礦產的品位，折算為主礦產的品位，該折算結果表示各單工程中以主礦產表示的平均含量。計算方法為

式中，αzh為以主礦產表示的單工程當量平均品位，%；αzk為主礦產品位，%；αgbi為第i種共伴生礦產品位，%；k i為第i種共伴生礦產的品位折算系數；n為共伴生礦產種類數量。

2.3 黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦礦床工業指標論證

2.3.1 擬定工業指標方案

廣西大廠礦田是重要的有色金屬產地，主要產Zn、Sn等多金屬礦［11］。大廠礦田黑水溝—大樹腳礦段為矽卡巖型鋅多金屬礦床，主礦產為Zn，伴生礦產有Cu和Ag。據3 485個樣品的基本分析結果可知，Zn品位為0～26.76%。根據Zn的品位分布情況擬定了4套工業指標方案（表1），估算Zn資源儲量。

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2.3.2 邊界品位的確定

邊界品位通常略低于以經營成本測算的盈虧平衡品位，一般不低于尾礦品位的1.5～2倍［12］。目標銷售產品為精礦，根據選礦試驗結果，精礦品位βjk=50%，選礦回收率εjk=84.5%；根據當地的開采技術條件，確定經營成本Cjy=156元/t原礦，采礦貧化率ρ=10%；根據近3 a的市場平均價格確定主礦產Zn精礦不含稅價格Djk=7 142元/t，則αjy=1.4%，即以經營成本測算的盈虧平衡品位為1.4%。綜合考慮尾礦品位0.3%，盡量保持礦體完整性，邊界品位定為1.0%比較合理。

2.3.3 Zn盈虧平衡品位的測算

根據當地的開采技術條件，確定全成本Cq=344元/t，根據相關政策確定資源稅Z=15.65元/t。故主礦產Zn的盈虧平衡品位為αph=3.3%，即主礦產Zn的盈虧平衡品位為3.3%。

2.3.4 共伴生礦產折算系數的計算

黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦可與共伴生的Cu、Ag一起論證最低綜合品位指標，將共伴生礦產Cu、Ag的品位折算成主礦產Zn的品位。品位折算系數K的計算公式為

根據近3 a的市場平均價格，Cu的礦產品價格DCu=35 823元/t；Ag的礦產品價格DAg=2 642 658元/t；Zn的礦產品價格DZn=14 283元/t。根據選礦試驗結果，Cu選礦回收率εCu=51.5%，Ag選礦回收率εAg=29%，Zn選礦回收率εZ n=84.5%。計算得Cu的品位折算系數為1.528 6，Ag的品位折算系數為64.5。

2.3.5 各單工程當量平均品位的折算

該礦山共有Cu和Ag2種伴生礦產參與計算綜合品位指標，故n=2。根據樣品基本分析結果確定Zn的單工程平均品位αZn，根據樣品組合分析結果確定伴生礦產Cu及Ag的單工程平均品位αCu及αAg，利用當量平均品位計算公式（4）求出各單工程的當量平均品位。再根據各單工程當量平均品位是否達到以上4套工業指標要求的具體情況，分別圈定礦體。

3 資源儲量估算對比

3.1 工業指標方案的估算結果

根據上面擬定的4套工業指標方案，分別估算的資源儲量情況見表2。

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3.2 各方案估算結果的礦床當量平均品位

3.2.1 Ⅰ方案

從上述資源量估算結果可知，Zn的平均品位αZn=4.07%，銅的平均品位αCu=0.17%，銀的平均品位αAg=21.02 g/t。所以，αzh=4.47%。即采用Ⅰ方案指標圈定礦體，所估算礦石的當量平均品位為4.47%。

3.2.2 Ⅱ方案

從上述資源量估算結果可知，Zn的平均品位αZn=4.5%，銅的平均品位αCu=0.19%，銀的平均品位αAg=25.3 g/t。所以，αzh=4.95%。即采用Ⅱ方案指標圈定礦體，所估算礦石的當量平均品位為4.95%。

3.2.3 Ⅲ方案

從上述資源量估算結果可知，Zn的平均品位αZn=4.58%，銅的平均品位αCu=0.19%，銀的平均品位αAg=24.81 g/t。所以，αzh=5.03%。即采用Ⅲ方案指標圈定礦體，所估算礦石的當量平均品位為5.03%。

3.2.4 Ⅳ方案

從上述資源量估算結果可知，Zn的平均品位αZn=4.70%，銅的平均品位αCu=0.19%，銀的平均品位αAg=22.93 g/t。所以，αzh=5.14%。即采用Ⅳ方案指標圈定礦體，所估算礦石的當量平均品位為5.14%。

4 工業指標方案的確定

4.1 礦床最低平均品位測算

根據最低期望收益水平及行業平均收益水平，確定項目的靜態投資收益率K=15%，原礦采礦、選礦投資R1=862元/t，原礦單位全成本費用Cq=344元/t。所以，采用靜態投資收益率和單位采、選投資進行工業指標測算，αd=4.5%。即礦床平均品位要不低于4.5%才能實現15%的靜態收益率。

4.2 工業指標方案的確定

4.2.1 從預期收益水平的角度

根據上面4套方案，Ⅰ方案工業指標所圈礦體的當量平均品位為4.47%，低于礦床平均品位4.5%的要求。所以，采用Ⅰ方案工業指標所圈礦體達不到預期收益水平。Ⅱ方案為4.47%，Ⅲ方案為5.03%，Ⅳ方案為5.14%，均達到了預期收益水平要求。

4.2.2 從礦體連續性的角度

再從礦體連續性角度判斷各套工業指標方案的合理性。以勘查區的主要礦體95號礦體為例，所圈出的資源儲量級別如圖1所示，Ⅰ方案的礦化面積最大，工業礦面積約占80%，無礦范圍占20%，沒有低品位礦；Ⅱ方案的礦化總面積減少，工業礦面積約占80%，無礦范圍占20%，沒有低品位礦；Ⅲ方案的礦化面積和Ⅱ方案基本一致，但工業礦面積比例減少，約占76%，無礦范圍占20%，低品位礦面積占4%；Ⅳ方案工業礦面積進一步減少，僅占50%，無礦范圍約25%，低品位礦約25%。說明隨著品位指標的提高，礦體形態變得復雜，礦體規模逐漸變小，礦體連續性逐漸變差［13］。綜合以上，Ⅰ方案所圈的礦體連續性最好，Ⅱ方案次之，Ⅳ方案最差。所以，從礦體的連續性及充分合理利用資源的角度，Ⅳ方案不可取。

在擬定的4套工業指標方案中，Ⅱ方案最經濟合理，最終確定的礦業工業指標為邊界品位0.75%，最低綜合品位1.5%，礦床平均品位4%。

從上述4套工業指標的圈礦結果可以看出，合理最低綜合品位指標的確定，要綜合考慮礦體完整性、連續性、資源量規模等地質因素，采礦回采率、貧化率、選礦回收率、精礦品位等技術因素，總投資、經營成本、總成本費用、利稅、預期收益率等經濟因素。根據礦山實際生產的需要，綜合比較不同的工業指標，擇優確定最佳工業指標方案，保證用該指標圈定的礦體，既能反映礦體的地質特征，又具有采、選的技術經濟意義。

5 結語

我國礦產資源貧化、社會發展需求的現狀，迫使礦山加強對低品位多金屬礦的開發利用。實際勘查工作中，多金屬礦床仍然普遍采用主礦產的品位指標圈礦，忽略了對共伴生礦產的綜合評價，所圈出的礦體因主礦產的品位指標不夠而尖滅再現，礦體形態變得復雜，不能反映出礦床中有用組分的客觀賦存實際。因此，倡導在多金屬礦產勘查工作中，將共伴生礦產折算成主礦產論證礦床最低綜合品位指標，以保證合理圈定礦體，充分利用資源，對礦產資源開發利用實現客觀評價。