文山都龍礦區不同規模礦體可采系數的測定研究

楊濤

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663700）

1 礦區礦體特征

文山都龍礦區礦體走向近南北，傾向西，傾角10°～40°，局部傾角可達60°，鋅錫礦體絕大多數為盲礦體，并以10°～15°的側伏角自北而南側伏。礦體沿層產出，部分礦體與含礦層有一定交角，在平面圖上呈南北向展布，剖面上呈多層出現，顯示疊瓦狀排列特征（如圖1 所示）。

礦體產狀隨含礦層同步褶曲，沿走向和傾向均具波狀起伏。礦段東部的礦體產狀平緩，部分礦體傾角趨近水平；西部的礦體傾角稍陡，一般傾角10°～40°，深部礦體局部傾角可達60°。礦體外形不太規則，具分枝復合、膨脹收縮等變化。大礦體一般為似層狀，小礦體多呈透鏡狀、扁豆體、囊狀。厚大礦體中有夾石存在，往往有大理巖、片巖殘留體，其形態很不規則，呈扁豆狀或囊狀（如圖2 所示）。

圖2 文山都龍礦區礦體呈不規則形態產出

2 可采系數測算方法

可采系數是指可采資源量占地質資源量的比例，是地質資源量換算成可采資源量的關鍵參數。研究可采系數，其實就是研究可采資源，因為地質資源量的基數已經為固定值。通過查閱大量文獻資料，均未發現有關于露天多金屬礦山可采系數的技術方法，而關于可采系數的礦產資源研究更多是在頁巖氣資源、煤層資源、油砂資源方面。例如煤層氣可采資源量計算的主要方法有體積法、類比法、數值模擬法和產量遞減法。這些計算方法需要參考的影響因素較多，基本每個因素都是需要大量的數據去分析論證，一旦某個因素的數據信息難以收集或資料不全將難以開展測算評估工作。

文山都龍礦區的地質特征較為復雜，礦山剝離開采工作也較為精細復雜，精細的生產工作一定程度上也會將可采系數影響因子進行分解，這也給影響因子數據收集帶來較多工作量或技術難題，影響因子數據收集的不全面性，將直接導致可采系數測算結果的可靠性降低。為保證可采系數測算結果的可靠性，就必須優化測算方法，可以利用“間接法”來推算出可采系數，這樣便可避開收集影響可采系數因素的數據收集工作，即：用初始數據及結果數據，推算過程參數（可采系數）。這里通過流程圖的方式，將可采系數測算方法優選過程進行展示（如圖3 所示）。

圖3 文山都龍礦區礦體可采系數測算方法優選流程

3 確定計算公式

由于我國不同地區的礦床成礦條件、礦體特征以及開采條件等方面存在明顯差異，因此，具有不同的可采系數。研究可采系數，就必須確定可采系數的計算公式。按照定義，可采系數的計算見式（1）。

式中：Q采——可采資源量；Q地——地質資源量。

通過式（1）可以看出：要研究可采系數，實際就是要研究可采資源量。因為地質資源量可以依據地質資料確定其具體數據，而可采資源量則受到礦體的空間形態、采礦設計方法、采空區及坑道等因素的影響。結合文山都龍礦區實際情況，因礦山屬于露天開采，設計范圍內的所有礦石均會被剝離開采，故文山都龍礦區的可采資源量數據可以通過實際采出礦石量套貧化損失率反算后，再減去因礦體在開采過程中形態改變變化量而得出，計算公式見式（2）。

式中：Q實——實際采出礦石量；γ——礦石貧化率；ρ——礦石損失率；Q變——改圈改算礦石增減量。

故可采系數的最終計算見式（3）。

4 不同規模礦體貧化損失率計算

確定了可采系數的計算公式后，則需要對公式中的對應數據進行數據收集，保證收集數據的真實證、合理性是該研究過程中的重要步驟。因此需要對數據進行分析處理，選取具有代表性數據。結合礦山實際情況，礦體厚度越小貧化率越大，貧化率與目前采場開采地質因素、現狀設備配置較一致，同時部分礦體受礦體形態、賦存位置、礦石內部結構復雜性影響，導致貧化損失率會受到礦體厚度規模的影響。這里暫且定義礦體厚度小于3m 的礦體為薄小礦體，礦體厚度3～5m 的礦體為中厚礦體，礦體厚度大于5m 的礦體為厚大礦體。該次收集的數據為2021 年4—9 月的生產數據，主要為采礦貧化率（見表1）、損失率（見表2）、月計劃范圍內的地質資源量及計劃范圍內實際采出礦石量。

表1 2021 年4—9 月貧化率測算結果

表2 2021 年4—9 月損失率測算結果

礦山貧化損失率的測定工作一般采用直接法及間接法。結合文山都龍礦區的生產實際，由于文山都龍礦區的礦體形態、品位變化較大，地質條件較為復雜，因此在計算貧化率時使用了直接法，對不同規模的礦體進行貧化率測定。而在計算損失率時，通過直接法進行計算工作量較大，如果沒有足夠量的數據支撐誤差會很大，此時就結合生產經驗，通過排土場排廢超標統計（生產樣從取樣到化驗成果出來平均所需時間在2h 左右，現將出現排廢品位超標的出礦點認為這2h 均發生礦石流失，比實際值大）進行計算，得出損失率。

5 計算可采系數

通過測算，4—9 月采礦貧化損失率已經有測定的參考數據，因此便可按照可采資源量的計算公式，反算出4—9 月的月計劃范圍內可采資源量，計算結果如表3 所示。

表3 2021 年4—9 月可采系數計算結果

利用間接法及反推法，對4—9 月生產數據進行分析處理，最終得出研究區的整體可采系數為0.88，但該項目需要研究不同規模礦體的可采系數，故還需要將研究區的整體可采系數進行按礦體規模分算。實際生產中，計劃范圍內的實際采礦量與采礦方法、礦體形態規模息息相關，故礦體規模劃分的依據則選取文山都龍礦區精細化采礦方案中的劃分標準作為參考，即礦體厚度小于3m 的礦體視為薄小礦體，礦體厚度3～5m 的礦體為中厚礦體，礦體厚度大于5m 的礦體為厚大礦體，計算結果如表4～表6所示。

表4 2021 年4—9 月厚大礦體可采系數計算

表5 2021 年4—9 月中厚礦體可采系數計算

表6 2021 年4—9 月薄小礦體可采系數計算

通過對研究區內的可采資源量、地質資源量、實際采出礦石量及貧化損失率的收集收集分析整理，最終計算得出薄小礦體的可采系數為0.88，中厚礦體的可采系數為0.90，厚大礦體的可采系數為0.92，如表7 所示。

表7 不同規模礦體可采系數歸納

6 結論

可采系數作為一個計算礦山可采資源量的計算參數，利用合理的可采系數計算出來的礦量能為礦山生產規劃、礦山資源開采價值評估提供參考依據。但礦山可采系數受到礦區地質勘查程度、礦體的空間形態、采礦設計方法、采空區及坑道等多重因素影響，因此若通過直接法（正向計算法）計算其數值則需要收集大量的數據，結合國家及行業標準建立相關的數學評估模型去評估各個因素的影響數值、影響程度，這是一個過程復雜且容易產生較大評估誤差計算方式。故本文結合實際情況，通過間接發（反向計算法）的方式，推算出礦山礦體的可采系數。

通過反推法計算可采系數，其實就是對礦山地質礦量與采出礦量關系的規律總結，該研究計算得出的可采系數，是通過對以往的數據處理而得出的，嚴格來說是一個經驗系數。數據收集需要大量的工作量及時間，故本文在論證礦體可采系數時為節省工作量僅用了6 個月的生產數據作為基礎數據，因此計算結果代表了這6 個月的實際生產可采系數。需要用這6 個月的生產數據計算出來的可采系數去代替整個礦山不同規模礦體的可采系數，其實還是有些數據不充分，所以還需要近幾年的生產數據作為支撐。但本文主要是在論述一種計算可采系數的簡易方法，重點是把該方法的計算過程及為什么要這么計算進行闡述，如需要計算更準確的可采系數，可加大基礎數據的收集后整理計算。

該研究通過反推法計算可采系數其優點是：可不考慮影響可采系數的各類因素及其影響程度，可以把這些因素都歸為一個整體因素，僅通過測算、計算統計出來的貧化損失率、地質礦量及實際采出礦量便可按照公式計算出礦體的可采系數，計算方法簡單；缺點是：礦山貧化損失率的測定也是礦山數據測算的一份難點工作，貧化損失率數據的準確性、可靠性決定著可采系數的準確率。