我国盐湖矿山储量年报中资源储量核算要点及问题分析*

2021-10-26 01:18吴盛斌沈善强
化工矿物与加工 2021年10期
关键词:开采量矿层盐湖

吴盛斌,沈善强

(1.中蓝长化工程科技有限公司,湖南 长沙 410116;2.青海盐湖工业股份有限公司,青海 格尔木 816000)

0 引言

盐湖矿山储量年报是盐湖矿山储量动态更新和动态管理的重要成果性文件,是盐湖矿山生产管理和规划设计的重要依据,是政府部门矿政管理及制定盐湖矿山相关产业政策、战略规划的重要数据源。盐湖资源储量核算是编制盐湖矿山储量年报的核心工作内容之一。

盐湖矿山常被称为“活”矿山。不同于常规固体矿山,盐湖矿山资源储量受外部补给、径流排泄、气候变化、矿物溶解结晶等影响,具有“活”、“变”特性,即使不考虑开采影响,盐湖矿山资源的“量和质”也会随时间发生变化。正是这种特性,使得盐湖矿山资源储量核算相较于一般固体矿山更为复杂。

在近年参与的一些盐湖矿山改造项目设计工作过程中,翻阅了一些盐湖矿山储量年报,发现相当一部分年报中资源储量核算不够严谨,导致资源储量核算结果不能客观合理地反映矿区资源储量变动及保有情况,可靠性差,利用价值低。

本文结合现行相关标准或规范要求,对盐湖矿山储量年报中资源储量核算的要点进行了梳理,并就常见问题进行简要分析及探讨。

1 新旧标准资源储量分类对比及转换

资源储量分类标准是资源储量核算的基础。目前,盐湖矿山资源储量分类按GB/T 17766-2020《固体矿产资源储量分类》(见图1)[1]执行, 与旧标准GB/T 17766-1999(见图2)[2]相比,新标准在资源储量分类上的调整变化主要如下:

图1 GB/T 17766-2020资源储量分类

图2 GB/T 17766-1999资源储量分类

a.不再按“三轴”—— 经济意义、可行性评价阶段、地质可靠程度进行资源储量分类,将旧标准中的资源量、基础储量、储量三大类简化为资源量、储量两大类,其中资源量类型仅按地质可靠程度划分为探明的、控制的、推断的三类;储量类型基于地质可靠程度并根据转换因素可靠程度划分。

b.新标准中资源储量经济意义如已明确为经济的(资源量的经济意义需经概略研究确定),则无需再按旧标准细分为经济的、边际经济的、次边际经济的和内蕴经济的。

受此影响,近1~2年盐湖矿山储量年报中的资源储量核算的首要任务是按新标准GB/T 17766-2020资源储量的分类要求完成矿区资源储量的分类转化,转化时应注意的要点有:

a.旧标准中经济的基础储量可直接转化为新标准的资源量,旧标准中内蕴经济的资源量中经概略研究确定经济意义是经济的部分可转化为新标准的资源量,具体对应关系见表1。

表1 资源量类型转化对应关系

b.旧标准中边际经济的基础储量、次边际经济的资源量在经济意义不变的情况下均不再转化统计。

c.旧标准中预测的内蕴经济资源量在地质可靠程度不变的情况下,不再转化统计。

d.新标准中储量不是由旧标准的可采储量或预可采储量转化而来的,而是由新标准的资源量转化而来的。

e.新标准资源量和储量都是以预期可经济开采为基础,在逻辑上分别对应“有多少”和“可采多少”,转化统计时两者需单列,不可混淆。

2 工业指标论证调整

对同一盐湖矿山而言,当技术工艺条件或者市场经济条件有明显改变时,需对资源储量核算采用的工业指标据实及时重新论证调整。目前工业指标论证的方法主要有类比论证法、地质方案法和经济分析法,盐湖矿山多采用后两种方法。

以青海地区盐湖矿山固体钾盐矿开采为例,固液转化溶解开采技术成功应用之前,固体钾矿按常规露天开采考虑,KCl最低工业品位一般不低于8%;固液转化溶解开采技术应用初期,固体钾矿KCl最低工业品位一般不低于2%;目前固液转化溶解技术已日趋成熟,部分开采技术条件较好的盐湖矿山对KCl品位不低于0.5%的固体钾矿也已实现经济开采。这充分体现了工业指标与时俱进的特性。

实际工作中,如台账上的资源储量规模可满足盐湖矿山持续稳定生产或扩产的需求,各盐湖矿山企业出于各种经济因素的考虑,对于工业指标的论证调整往往并不积极,使得该工作在储量年报中往往被忽略或严重滞后。

3 资源储量类型升级

资源储量核算还需根据生产探矿加密控制程度及相应地质可靠性,对各年度生产探矿加密控制区段内的资源储量进行升级。该项工作一般在地勘单位提交的地质报告中的资源储量估算成果图表的基础上完成。

对于盐湖矿山而言,通过生产探矿对资源储量升级往往发生在矿山开发初期或扩建采卤工程时,而且多采用“以采代探”的形式。

4 资源动态长观监测

资源动态长观监测对盐湖矿山资源储量核算是至关重要的一项基础性工作,直接关系到资源储量核算结果的可靠性。

常规固体矿山因各单元范围内矿层天然厚度和品位是不变的,通过采空区空间监测即可实现资源动态监测。而盐湖矿山矿层常以液相或固液并存的形式存在,其中液相矿层受气候、补给、蒸发、径流、矿物溶解析出等因素影响,矿层厚度和品位都是动态变化的;固相矿层相较于液相矿层而言相对稳定,但受矿物溶解析出的影响,其厚度和品位也会有一定波动。因此,盐湖矿山资源动态监测不能仅限于采空区或开采区,监测网需有效覆盖矿区固液相矿层,并按固液相矿层特征分别对其厚度和品位进行动态长观监测,必要时还需对液相矿层给水度及孔隙度指标进行动态校正。

随着资源动态管理意识和要求的提高,青海盐湖工业股份有限公司、青海中信国安科技发展有限公司、青海中航资源有限公司、青海霍布逊地矿化工(集团)有限公司等部分盐湖企业已先后建立了各自的动态长观监测网,但仍不够完善,主要在以下两个方面存在不足:

a.对于固液并存的矿床,动态长观监测多针对液体卤水矿,固体矿监测则较薄弱,未针对固体矿形成较系统的动态监测网。对于固体矿已通过溶解转化实现工业化开采的矿山,固体矿动态监测不仅对资源储量核算结果的可靠性至关重要,也是对溶解转化技术转化率、固相残余品位等设计指标进行验证和优化的有效手段,可以为采矿生产计划的制订和生产管理提供基础数据支撑。鉴于固体矿动态监测需依托一定数量的钻探工作,费用投入相对较大,监测频率可根据矿山实际生产情况选择每2~3年进行1次。

b.观测点多分布于开采区,非开采区观测点偏少,其控制网度不足以支撑资源储量动态核算[3]。

5 资源储量核算

5.1 资源储量核算指标

资源量核算指标包括该年年底保有资源量、年度开采损耗资源量、累计开采损耗资源量,如有加密探矿工程需对资源量类型进行升级变动时,还需核算查明资源量的增减量。

储量核算指标主要是该年年底保有储量,如有条件时,还需将年初和年底的保有储量差值与实际开采量进行对比分析。

国内盐湖矿山详查或勘探阶段资源勘查时一般要求探矿工作对整个矿权范围进行有效覆盖,以便资源量估算结果可反映整个矿权范围内资源“有多少”,但当存在推断的资源量类型时,对应的储量估算结果则无法反映整个矿权范围内资源“可采多少”。为便于矿山总体规划、设计、生产计划的制订及生产管理,一般参考《矿业权评估指南》(2006修订)[4]和《有色金属采矿设计规范》(GB 50771-2012)[5]引入了“可采资源储量”指标(推断的资源量可信度系数一般取0.5~0.8),其计算式为

可采资源储量=(探明的资源量+控制的资源量+推断的资源量×可信度系数)×开采回采率=储量+推断的资源量×可信度系数×开采回采率=(探明的资源量+控制的资源量+推断的资源量×可信度系数)-设计损失量-采矿损失量。

(1)

5.2 以资源动态长观数据为基础的核算

如盐湖矿山拥有相对完善的固液相资源动态长观数据,可基于矿山最新审核通过的地质报告中的资源储量估算模型或方法,将其厚度、品位等动态指标用该年度年底对应的长观数据统计值代替,直接估算出矿区保有资源量。在资源量类型无升级变动时, 累计开采损耗资源量和年度开采损耗资源量的计算式分别为

累计开采损耗资源量=地质报告查明资源量-该年年底保有资源量,

(2)

年度开采损耗资源量=上年年底保有资源量-该年年底保有资源量。

(3)

以液相卤水矿地质块段法资源量估算为例,某一块段矿层平均厚度和平均品位在地质报告中原始值分别为H0和G0,块段查明给水度资源量和孔隙度资源量估算式分别为S·H0·G0·Y和S·H0·G0·P,其中,S为块段面积,Y为给水度,P为孔隙度。若该年年底根据长观数据统计该块段矿层平均厚度和平均品位为H1和G1,矿层孔隙度和给水度不变,则该块段保有给水度资源量和孔隙度资源量估算式分别为S·H1·G1·Y和S·H1·G1·P。该块段累计开采损耗资源量及该年年度开采损耗资源量分别按式(2)和式(3)估算即可。

保有储量或保有可采资源储量可基于对应类型保有资源量估算结果,根据矿区最新的开发利用方案、可研或初步设计等的设计咨询成果中确定的转化因素指标(固体矿转化率、回采率等)进行估算。

5.3 以实际开采量为基础的核算

当盐湖矿山资源动态长观监测数据不完善或缺失时,可基于年度开采量或累计开采量进行资源储量核算,这也是目前多数国内盐湖矿山采用的核算方法。根据近年接触到的一些盐湖矿山储量年报发现,采用该方法进行资源储量核算的储量年报存在的共性问题是将资源实际开采量直接视为动用的资源量进行资源量核减。其实,严格意义上的动用资源量应包括实际开采量及因开采造成的各种呆滞损失量。正确的核减方式是将资源实际开采量在储量或可采资源储量的层面进行核减,在开采技术条件不变及资源量类型无升级变动时, 保有储量的计算式为

保有储量(可采资源储量)=上年年底保有储量(可采资源储量)-该年度开采量=初始储量(可采资源储量)-累计开采量。

(4)

如盐湖矿山是单一的液相卤水矿山,则可将实际开采量换算成动用资源量,再通过资源量核减估算保有资源量。动用资源量计算式为

动用资源量=开采量/开采回采率。

(5)

固液并存类盐湖矿山因固体矿和液体矿转化因素不同且相对复杂,开采量对应的具体固液矿体来源也无法区分,基于实际开采量进行资源储量核算时,保有资源量难以估算。

5.4 比较分析

基于实际开采量和基于资源动态长观数据这两种盐湖矿山资源储量核算方法的优缺点比较分析见表2。

表2 两种资源储量核算方法的优缺点分析

6 结语

资源储量核算对盐湖矿山生产而言是一项重要的基础性工作,是编制盐湖矿山储量年报的核心工作内容之一。未来,“资源动态长观监测+三维软件管理”应是盐湖矿山资源储量动态管理的发展趋势,资源储量核算也将逐步实现智能化。为做好资源储量核算工作,技术人员应及时更新充实自己的知识技能,与时俱进。

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