某地下锡多金属矿山建设规模的确定

蒋胡灿，曾令义

(1.内蒙古维拉斯托矿业有限公司， 内蒙古赤峰市 024000；2.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南长沙 410012)

某地下锡多金属矿山建设规模的确定

蒋胡灿1，曾令义2

(1.内蒙古维拉斯托矿业有限公司， 内蒙古赤峰市 024000；2.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南长沙 410012)

新建矿山合理建设规模的确定对于企业的发展、投资决策、开发建设意义重大。根据维拉斯托锡多金属矿资源开发条件，利用泰勒公式和中段可布有效矿块数两种方法计算了矿山可能的生产能力，通过矿山经济合理服务年限、年下降速度、新中段准备时间3种验证方式，综合确定矿山的合理建设规模为1200 t/d。

地下开采；建设规模；服务年限；资源储量

0 前 言

维拉斯托锡多金属矿是新建矿山，本项目的开发一定程度上接替了维拉斯托铜锌多金属矿(处于减产期)，为矿山的可持续发展提供了保障。矿山生产规模确定是矿山设计，投资建设非常重要的一环。矿山的生产能力受矿床勘探程度、矿体赋存条件、采矿工艺复杂程度、市场需求、资金筹措等因素影响。建设规模偏小，摊销成本就大，难以形成规模效益；而建设规模偏大，是目前矿山普遍存在的现象，许多矿山未经论证，由管理层“拍脑袋”确定建设规模，导致投资偏大，矿山不达产，服务年限明显偏短。因此矿山合理的建设规模应经多方案技术经济比较后确定，与矿床储量、开采技术条件、开采强度、设备折旧、财务收益等相匹配。

1 矿山可能的生产能力

1.1 矿山资源开发条件

维拉斯托锡多金属矿位于内蒙古自治区克什克腾旗，2013年维拉斯托铜锌多金属矿外围普查找矿发现了该锡多金属矿。2014年内蒙古维拉斯托矿业有限公司委托内蒙古地质勘查有限责任公司对该矿床进行地质详查工作，于2015年5月提交了《维拉斯托矿区锡多金属矿勘探报告》，维拉斯托锡多金属矿为锡钨锌铜钼为成矿元素的石英大脉型，石英网脉型矿体。地质资源量:矿石量972.88×104t (其中设计利用721.00×104t)，金属量:Sn 86525 t、Zn 77506 t、Mo 2232 t；平均品位:Sn 0.89%、Zn 0.80%、Mo 0.023%。

石英脉型矿体呈脉状、似脉状、透镜状，走向以北东25°为主，倾向南东。本矿床的主要矿体为基本连续的脉状或大脉状，一般形态较简单，走向上基本连续，而在倾向上有分支复合现象，局部由于矿体分支复合或品位、厚度变化较大，形态复杂。主矿体Sn 0号矿体倾角一般在30°～40°左右，呈波状、“S”型状、似层状产出，平均真厚度2.53 m，属缓倾斜脉状薄矿体。

1.2 矿山生产能力计算

地下矿山生产能力的确定一般通过泰勒公式和中段可布有效矿块数两种方法进行计算。

1.2.1 按泰勒公式进行计算

根据美国《SNME采矿工程手册》(第二版)推荐泰勒经验公式进行矿山生产能力计算:

式中，T为矿山日产量，t/d；t为矿山设计利用储量，t＝721.00×104t；b为短吨和公吨的换算系数，b＝1.10231；D为年工作日，D＝330 d。

经计算矿山生产规模为T＝1461 t/d。根据国内经验，一般取0.7～0.8的系数。矿山日产量为T＝1023～1169 t/d。

1.2.2 按中段可布置矿块数计算

式中，Ar为中段日生产能力，t/d；q为矿块生产能力，按所选择的采矿法确定，t/d；k为有效矿块利用系数；N为中段可布矿块数，个；E为地质影响系数，0.7～1.0，取0.9；z为副产矿石率，取10%。

计算参数的选取及计算结果见表1，安排两个中段同时回采即可达到720～1840 t/d的生产能力，其它中段处于投产期或减产期。

表1 按中段可布置矿块数进行验证

2 矿山生产能力验证

根据以上两种方法计算的生产能力，初步推荐为1200 t/d。以下采用矿山经济合理服务年限、年下降速、新中段准备时间3种方法对推荐的生产能力进行验证。

2.1 按矿山经济合理服务年限验证

式中，T为合理服务年限，a；A为矿山年产量，t/a；Q为设计可采储量，641.69×104t；β为矿石贫化率，12%。

该矿山计算总的服务年限为18.41 a，其中一期开采范围内设计可采储量为490万t，可服务14 a。由于本矿山为中型矿山，根据《有色金属采矿设计规范》GB 50771-2012新建矿山的设计合理服务年限15～25 a，经验证该矿推荐的1200 t/d能力较为合理。

2.2 按矿山年下降速度验证

埋藏在浅部和深部的矿体矿量较小，年下降速度相对较大，而中部矿体1200～880 m之间9个主要中段年平均下降速度为12.73 m/a，考虑两个中段同时回采，其平均下降速度为25.46 m/a，参考国内同类矿山中段年下降速度一般为10～30 m/a，因此本矿主要回采中段年下降速度较为正常，考虑到本矿为多层薄矿脉，走向长，矿体分散，将来在回采过程中强化中段平巷掘进，加强管理，两个中段同时生产，1200 t/d的生产能力是可以实现的。

2.3 按矿山新中段准备时间验证

矿山正常生产时期采掘比为19.5 m/kt(100.96 m3/kt)，设计开采范围内主要回采1200～880 m之间的9个中段，平均设计利用矿量为48×104t，平均每个中段需要掘进工程量为9360 m(48460 m3)。设计每个中段安排的掘进工作面为5个(含矿块采准切割)，每个工作面综合月进尺按90 m计，则新中段准备时间为1.73 a，而中段平均服务年限为2.42 a(两个中段同时开采考虑)，大于新中段准备时间，故矿山生产规模1200 t/d(39.6×104t/a)是可行的。

总体来说:要形成1200 t/d的生产规模(矿山总排产服务年限22 a。一期服务年限15 a，其中投产期1 a，达产期12 a，减产期2 a)，需要两个中段同时生产，两个中段在开拓、采切准备；还意味着至少15个矿块同时生产。由于矿体为多层脉状赋存，井下作业地点分散，呈现点多面广、战线长、矿块矿量小，预计中段开拓工程强度较大，将来生产尤其重视中段平巷掘进，做好备采矿块准备，合理安排，加强管理，1200 t/d的生产规模是可以达到的。

而采矿能力要达到1500 t/d，其生产能力已经是到了极限值，开采强度偏大，将来安全生产管理压力较大，产能变动大，不利于连续生产，考虑到该矿为多层薄矿脉，并且深部开采时必须考虑空区的处理，同时掘进工作面多、安排困难，另外该矿也不适宜采用无轨机械化设备，其掘进出矿效率预计不会太高，当然，部分主要中段还是具有能力达到1500 t/d的条件，设计中已经适当预留提升运输系统能力，将来要扩产也不矛盾。

3 结 论

根据矿山开采技术条件和矿体赋存条件，通过泰勒公式和中段可布有效矿块数两种方法对可能的生产能力进行计算，再通过矿山经济合理服务年限、年下降速、新中段准备时间3种方法进行验证，从设计经验以及采矿强度角度认为矿山建设规模1200 t/d较为合理，在服务年限内产能较为稳定，持续生产能力保障性高；服务年限更为合理。考虑到锡矿333资源储量升级、矿区南部斑岩型矿体、东部钨矿潜力较大，为扩产留有余地；在设计中提升运输系统、通风系统、选厂破碎筛分系统等主要关键工程其能力应有所预留。

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2016-04-15)

蒋胡灿(1959-)，男，湖南郴州人，工程师，主要从事矿业开发技术研究与生产管理工作，Email:595796731@ qq.com。