大尹格庄金矿低品位资源开发研究与利用

董 鑫， 吴 锋， 彭剑平

(招金矿业股份有限公司， 山东 招远 265414)

1 前 言

随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求量与日俱增，然而地壳表层高品位、易开采的矿石逐渐减少，使得国内大多数矿山处于资源枯竭的边缘，许多矿产资源供不应求，长期要靠进口弥补[1]。在此背景之下，低品位矿产资源的开发利用问题就成了矿业领域研究的热点，随着矿山生产规模的扩大和工艺水平的提高，直接大幅度降低了生产成本，从而使低品位资源有了不同程度的利用[2-5]。

大尹格庄金矿充分利用已探明的储量资源，应用各种地质勘探数据，利用多指标地质体界线快速圈定技术、算法及三维地质体构模方法，进行矿体圈定、储量计算与三维建模，建立三维空间数据可视化分析模型。同时，采用地质块段法与地质统计学相结合的储量计算方法，结合国内储量分级标准和传统的储量计算方法，并根据黄金市场价格、生产技术指标、生产成本、矿山开采条件等因素建立经济模型，进行统计分析，动态计算盈亏平衡品位，对矿床或矿块进行快速经济评价，实现在可持续利用矿产资源的基础上，经济效益最大化。

2 矿山概况

大尹格庄金矿位于招(远)—平(度)断裂带中段，矿区内岩浆岩广泛出露，各类脉岩发育，地层多沿薄家河两岸分布，韧性变形构造及脆性断裂构造发育；矿区内构造活动强烈，早期以韧性变形构造为主，中生代以后以脆性断裂发育为特征。大尹格庄金矿是国家“七五”期间建设的五座大型黄金矿山之一，是典型的“深、大、贫、难”型矿床，具有矿体埋藏深、矿石储量大、含金品位低和矿体形态变化复杂难采的特点。

2009年，大尹格庄金矿对控制矿体的边界品位值分别按照0.80×10-6和0.6×10-6进行了估算，不同边界品位资源储量变动对比见表1。面对如此大量的“潜在资源”，如何转化为“可利用资源”，成为大尹格庄金矿研究低品位资源开发利用的“课题”。

表1 不同边界品位资源储量变动对比表

3 井下三维模型建立

大尹格庄金矿基于三维可视化3Dmine软件，建立矿床三维模型、工程及采空区模型、块体模型，对矿体产状、赋存状态、品位分布、工程布置等进行三维可视化表达。首先，采集各种勘探、钻孔数据和品位数据，利用多指标地质体界线快速圈定技术、算法及三维地质体构模方法，进行矿体圈定、储量计算。

对矿山工程及采空区二维平面图进行坐标校正、线段处理、赋高程等步骤处理，采用实体模型格式对工程轮廓线进行整理后，利用“实体—连接三角网—扩展外推线/体”进行采空区建模。选中外推的工程轮廓线，根据顶板和底板标高信息确定外推距离和方向，然后对顶部和底部封闭，即利用“实体—连接三角网—闭合线内连三角网”形成实体，最后给定实体名称。

建立块体模型时，将矿体模型划分成若干小块段，通过数据搜索和加权平均，用含有已知样品空间信息的小块段，选用距离幂次反比法估算未知块段样品信息。赋值后整理完成块体模型的构建，形成矿体的块段模型，可用不同的颜色区分块段的品位变化和分布情况。

4 矿山经济技术评价

基于三维可视化技术，采用地质块段法与地质统计学相结合的储量计算方法，结合国内储量分级标准和传统的储量计算方法，建立三维储量模型。根据黄金市场价格、生产技术指标、生产成本、矿山开采条件等因素建立矿山经济技术评价系统(原理示意图如图1所示)，形成经济模型，采用盈亏平衡和级差成本计算，对技术指标、成本、品位等方面进行统计分析，同时对边界品位和利润进行敏感性分析(边界品位敏感性分析如图2所示)，确定盈亏平衡品位，实现不同技术经济指标条件下的矿床经济模型的快速圈定与经济评价。低品位矿产资源经济模型统计分析如图3所示。

图1 矿山经济技术评价系统原理示意图

基于三维储量模型结合生产与管理数据，通过矿山经济技术评价系统，对低品位资源储量估算、动态管理、经济开采评价和投资风险评估等应用，逐步将边界品位降低到0.8×10-6，实现了经济、高效开采，盘活了大量边角矿体和低品位资源。

截至目前，大尹格庄金矿已新增与盘活低品位金矿矿石量3 722万t，金金属量53.22t。基地内已新增与盘活低品位金矿矿石量7 302万t，金金属量276.28t，潜在经济效益770亿元。

图2 边界品位敏感性分析

图3 低品位矿产资源经济模型统计分析

5 结 论

大尹格庄金矿通过应用3Dmine软件，建立资源储量三维模型；同时在此基础上，根据黄金市场价格、矿山开采条件，对生产技术指标、生产成本进行统计分析，建立了经济分析模型，确定盈亏平衡品位，实现了矿床或矿块的经济评价管理。通过矿山经济技术评价系统，转变了传统矿山资源管理模式，提高了综合利用水平，推动了地质探矿、开采规划等工作方法和思路的转变，实现了以资源为中心到资源与效益相平衡的转变，增强了矿山市场应变能力，实现了经济效益和社会效益的最大化。