Whittle软件在排土场含金废石回收中的应用

陈建平，马艳玲

(紫金矿业集团股份有限公司， 福建 上杭县 364200)

Whittle软件在排土场含金废石回收中的应用

陈建平，马艳玲

(紫金矿业集团股份有限公司， 福建 上杭县 364200)

由于前期矿山基建需要，将部分有经济价值的低品位金矿石临时堆放转存，等到金价上涨再回收利用，是矿山开采经常碰到的问题。通过对紫金山露采原含金废石堆场资源进行了补勘，生成Surpac资源模型，并利用Whittle软件建立经济模型，对堆场回采部位进行优化，在保证安全的前提下以经济利润最优的方式回收含金废石。

排土场；含金废石；Whittle软件；经济模型

0 引 言

Whittle软件可以在资源矿体块体模型的基础上进行露天矿境界的开采优化，该软件不仅考虑了资源矿体的三维空间，而且还考虑了资金的时间价值、选矿回收率、采选成本、矿石品位、产品售价、边坡角等境界优化因子。在矿山实际中，对人工形成的含金废石堆场进行回采，同样需要考虑上述问题，以实现最优境界回采。

本文介绍了利用Surpac软件和Whittle软件对紫金山含金废石堆场回采的应用，通过对紫金山露采原含金废石堆场资源进行了补勘，生成Surpac资源模型，并利用Whittle软件转化为经济模型，对堆场回采部位进行优化，在保证安全的前提下，以经济利润最优的方式开发含金废石。

1 含金废石堆场资源

通过地质工程补勘，对紫金山露采含金废石堆场金矿资源进行估算，并将补勘数据加入Surpac块体模型中，根据最新补勘地质勘查数据，目前境界外金矿资源总共约剩2883万t，平均地质品位0.300 g/t，金属量8.5 t(见图1)。

随着紫金山金铜矿露天采矿逐步进入凹陷坑采矿，原开采境界内金矿资源逐步开采完毕，主要开采下部的铜矿石，矿山进入金退铜进时代，回收矿山基建期转存的有经济价值的低品位金矿石，对保证矿山过度时期经济效益的稳定有重大意义。图1表明，含金废石堆场的金矿资源部分赋存较为集中，有进一步优化的空间。同时可以充分利用紫金山金矿选冶成本低的优势，尽可能的回收低品位的金矿石资源，实现经济利益最大化。

图1 含金废石堆场资源总体分布

1.1 含金废石资源模型

通过Surpac软件平台将含金废石堆场资源补勘数据建立成矿体块体模型，模型统计金矿矿量为2883万t，平均地质品位为0.300 g/t，金属量8.5 t。

(1) 块体模型。块体单元尺寸(长×宽×高) 为12 m×12 m×12 m，次级块体尺寸为6 m×6 m×12 m，靠近矿体边缘依据软件采用次级开采单元逼近。

(2) 经济模型。在境界优化过程中，输入经济参数，建立经济模型。输入的主要参数有：预测的金属价格(含税价)、矿石贫化损失率、选矿回收率、选矿成本、人工成本 、采矿成本、剥离成本、管理费用和资源税等(见表1)。

表1 境界优化经济参数

1.2 资源块体模型导入分析

进行开采境界优化首先要导入Surpac块体模型数据，将块体模型导入Whittle 软件后，在Whittle 软件里转化成经济模型进行整理分析。

导入的模型个数共计7240个，其中地表以上的空气块体2399个，地表以下4841 个。按24 m×24 m×12 m 的标准块划分，在X轴上共380 块，在Y轴上共344 块，在Z 轴上共504 块，最终导入的金矿矿石量为2800万t，金金属量为8.5 t。

1.3 边坡角定义

Whitt1e软件中边坡角的定义很重要，直接影响可回收利用的资源量，软件中可以根据不同岩性或不同区域来约束定义，含金废石回采相当于对排土场进行二次放坡，根据设计院对紫金山露采排土场设计的最终边坡角22°、台阶高度30 m、安全清扫平台宽度30 m进行定义，并输入到Whitt1e软件做为回采优化的基本参数。

2 圈定回采境界

将Surpac含金废石块体模型导入Whittle 软件后，按照露天境界优化的步骤调整好模型，输入优化过程所需的各经济技术指标，取经济模型选定的金属基本价格为基础系数1.0，通过定义价格系数的范围，在基础价格系数的(0.8～1.5倍，以0.02为步距)进行调整，即改变金属价格，要求收益在0.8～1.5之间浮动变化时，以此求得相对应的境界的变化，结果分别圈定了相互嵌套的15个境界( Pit1～Pit15) ，总共优化出15个境界方案( 见表2) 。

根据拟定的技术经济参数指标，表2给出不同收益因子对应采坑的入选矿量及采剥总量。把收益因子作为手段人为产生一组采坑后，再用固定价格(价格因子等于1)去重新计算采坑矿量，见表3。表3结果不等同于表2，这是因为表3所有的采坑都用一个共同的经济边界品位(价格因子=1时的入选品位)计算的入选矿量。共圈定了15个优化境界。按所选取的技术经济指标数据进行开采境界的计算分析，从中选取净现值NPV值最大的优化境界(见图2)。根据软件优化结果，选定5号境界为当前技术经济条件下的最优开采境界，在原境界基础上，5号优化方案新增开采的境界壳(whittle软件输出)见图3，在此基础上，根据边坡角度、道路宽度等设计参数对境界优化后的露天壳重新进行设计，结果见图4。

境界优化后，用优化后的新境界对Surpac地质块体模型重新圈定计算，整体增加矿岩总量为 2470.34万m3，其中矿石量1787.40万t、废石量1524.62万m3，矿石平均品位为Au 0.308 g/t。

表3 各境界NPV计算及其理想状态下最佳矿岩量

图2 各优化方案矿岩量及净现值

图3 优化方案新增开采的块体

图4 重新布置设计后新排土场境界

3 结 语

将Surpac含金废石块体模型导入Whittle 软件后，按照露天境界优化的步骤调整好模型，输入优化过程所需的各项经济技术指标，建立经济模型，经多方案经济效益计算分析，根据优化的每个境界的NPV 值，得到排土场含金废石回采的最优境界，在保证安全的前提下，以经济利润最优的方式回收含金废石，为矿山创造价值利益。

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陈建平(1984-)，男，福建永定人，采矿工程师,主要从事矿山工程技术的工作，Email：49137360@qq.com。