薄矿体分采分出技术经济分析及应用

李天宏 刘伟明 任玉东

摘要：鑫泰矿业公司矿体为缓倾斜薄矿体，薄矿体回采主要以分采分出为主，对分采的判断依据和分采指标以往都采用传统经验判断法。为充分利用有限的矿石资源，以回采盈亏平衡技术经济分析法为出发点，针对薄矿体分采分出回采方案，通过对数据的综合分析，归纳总结，选择科学合理的回采技术指标，以获得利益最大化。该方法为矿山提高出矿品位，降低回采成本提供了依据，确保经济效益取得实效，达到可持续发展的目的。

关键词：薄矿体;分采分出;技术经济效益;盈亏平衡;经济可采品位;分采厚度

中图分类号：TD853文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）03-0045-03doi：10.11792/hj20200309

对于矿脉厚度小、矿石品位分布极不均匀的矿体，采用矿岩分采分出的回采方法，在采幅内对矿（岩）石分别凿岩爆破、分别出渣，可有效降低矿石贫化率，提高出矿品位，但其采矿成本是全断面传统采矿成本的3～4倍[1]。因此，研究和分析采幅厚度、经济可采品位等技术经济指标之间的相互关系直接影响矿山企业的经济效益。本文以山东烟台鑫泰黄金矿业有限责任公司（下称“鑫泰矿业公司”）龙口矿区薄矿体分采分出回采为工程背景，采用回采盈亏平衡技术经济分析法，确定合理的技术经济指标，为矿山提高出矿品位，降低回采成本奠定基础。

1 地质概况

鑫泰矿业公司位于山东省海阳市，现有土堆、东刘家和龙口3个生产矿区，采用全面采矿法开采，生产规模40万t/a。龙口矿区共圈定主要矿体8条，较成型的为L1、L2、L32、L25等矿体，L2矿体是该矿区的主要矿体之一，占该矿区资源量的88.0 %。矿体为层状、似层状，赋存于牧牛山二长花岗岩及黑云斜长角闪岩中。矿体分布在08勘探线—20勘探线。赋存标高-87.99～70.00 m，向深部未封闭。矿体总体走向180°，倾向90°，倾角14°～30°，控制走向长290 m，宽320 m，矿体厚0.45～14.42 m，平均厚1.60 m，厚度变化系数93 %;平均品位为1.70 g/t。赋矿岩性主要为构造角砾岩、黄铁矿化二长花岗岩，矿体中绢英岩化、硅化、钾化较强。矿体多沿走向断续展布，分支复合、尖灭再现、膨胀狭缩等现象明显。

矿区内矿体顶、底板围岩与矿石的稳定性均较好，工程地质复杂程度属简单类型。矿岩普氏硬度系数f=10～16，矿石密度2.99 t/m3，岩石密度2.80 t/m3。

2 采矿方法

根据龙口矿区矿体赋存条件，选择采用全面采矿法开采，浅孔凿岩爆破，据以往回采经验，采场内每隔8～10 m留不小于3 m×3 m的矿柱维护地压[2]。回采方案根据矿体的厚度确定为3种：①矿体厚度大于5.0 m时进行分层回采;②矿体厚度1.6～5.0 m时进行全断面一次性回采;③矿体厚度0.5～1.6 m时按矿体的品位确定薄矿体薄采或分采分出。龙口矿区厚度0.5～1.6 m的矿体占该矿区矿体的50 %以上，薄矿体回采主要以分采分出为主。

矿岩分采分出方案是在矿脉比较薄，小于必要的采幅时，为有效降低矿石贫化率，提高出矿品位而采取的一项回采工艺[2]。因此，合理确定分采分出技术经济指标是衡量该方案是否能取得最佳经济效益的一项重要工作。3 技术经济指标确定

3.1 最低工业品位

最低工业品位可以采用回采盈亏平衡分析法进行估算。回采盈亏平衡分析法所用的指标有：选矿厂年处理矿石量（Y）40万t（日处理量1 200 t），精矿的销售价格（p）11 000元/t（按现时黄金市场价格考虑冶炼成本、冶炼回收率换算得出），选矿回收率（ε）94 %，原矿加工费（c1）170元/t，企业管理费（e）1 500万元/a，维检费（w）21元/t，采矿成本（c2）70元/t，精矿品位（β）35.00 g/t。

3.3 分采分出回采工艺

基于回采盈亏平衡分析法确定了龙口矿区薄矿体开采需要采用分采分出的回采方案。通过对龙口矿区厚度小于1.5 m，地质品位大于1.01 g/t的矿体进行统计，对符合条件的6个采场按照矿体分采厚度公式（见式（6））进行计算分析，确定了最低分采厚度，实际回采厚度的确定分2种情况：①当分采厚度δf<δ，则将礦体厚度确定为分采厚度，其中有4个采场符合该情况;②当分采厚度δf≥δ，则按计算的分采厚度回采，其中有2个采场符合该情况。

具体分采工艺为：确定分采厚度后，按房柱采矿法的采切设计布置工程施工，将切割上山工程布置在矿体下盘围岩中。第一步在矿体下盘围岩中沿矿体倾向方向掘进1.5 m×1.8 m（高×宽）的小规格切割巷道，巷道顶板界限为分采矿体的底板，切割巷道掘进至上个采场切割平巷;第二步以切割平巷为自由面，后退式两侧阶梯式回采围岩，回采宽度每推进5～6 m为一个循环;第三步彻底清理回采的废石后进行顶板矿石回采，按计算好的矿体分层厚度，自上而下钻凿平孔落矿，布孔方式为大排距小孔距，装药系数为0.70～0.75，顶孔装药系数为0.40～0.50，严格控制爆破对上层围岩的破坏，从时间上和空间上做到矿（废）石分采分出。

4 应用及效果

针对龙口矿区缓倾斜薄矿体的赋存特征，选择采用矿岩分采分出回采方案，根据薄矿体分采分出技术经济指标分析法，通过对数据进行综合分析，确定合理的技术经济指标。应用实践表明：该分析方法以经济效益最大化为目的，以数据的分析计算为依据指导生产，改变了依靠传统的经验判断法来确定分采分出技术经济指标的方式，做到了因矿制宜选择合适的回采技术指标，优化了回采工艺[6-7]。通过技术经济指标分析法进一步合理确定了分采采副、最低工业品位圈定、界定分采和混采方法等措施，各项经济指标取得实效，同时在鑫泰矿业公司各矿区进行了推广应用。以龙口矿区为例，薄矿体分采分出回采方案的技术经济指标对比结果见表2。

5 结 论

1）对于薄矿体回采方法的选择，要遵循技术可行、经济合理、安全高效的原则，回采前要做好盈亏平衡分析工作，确定科学合理的回采技术指标。这是一项必要的技术管理工作，确保企业经济效益取得实效，达到可持续发展的目的。

2）为提高矿石回采率，对于薄矿体的回采要合理确定采幅实行分采分出，回采過程中通过各项技术管理措施降低矿石贫化率，提高出矿品位使经济效益最大化。

3）经济可采品位的确定为矿山企业提供了盈亏平衡指标，为资源匮乏、品位较低的企业提供了矿石回采技术支撑，能够更好地提高矿产资源利用率，增加企业的效益。

4）鑫泰矿业公司龙口矿区采用薄矿体分采分出技术经济指标分析法确定了分采分出的采幅、分采厚度、最低工业品位等参数，现场工业应用取得了较好的效果，矿石贫化率降低了9.86百分点，采矿损失率降低了5.27百分点，出矿品位提高到2.92 g/t。

[参 考 文 献]

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[2] 刘金明，史秀志，罗周全.铜山口铜矿矿岩分采分爆的试验研究[J].采矿技术，2002，2（1）：43-45.

[3] 《采矿设计手册》编委会.采矿设计手册：矿床开采卷：下[M].北京：中国建筑工业出版社，1989.

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[6] 周爱民.我国金属矿采矿技术主要成就与评价[J].采矿技术，2006，1（2）：1-5.

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Abstract：The ore bodies of Xintai Mining Company are moderately inclined thin ore bodies and the extraction is dominated by separate mining and separate drawing.The judgment criteria of separate mining and index used to be based on empirical judgment method.In order to make full use of limited ore resources，balanced extraction profit and loss technical and economic analysis acts as the foundation.For the thin ore veins separate mining and separate drawing plan，the data are analyzed comprehensively and summarized，and reasonable extraction technical index are selec-ted，to make maximum profits.The method can provide basis to improve drawn ore grade，lower extraction cost，and guarantee practical effect of economic benefits，attaining sustainable development.

Keywords：thin ore body;separate mining and separate drawing;technical and economic profit;profit and loss ba-lance;cut-off grade;separate mining thickness