某地下錫多金屬礦山建設規(guī)模的確定

蔣胡燦，曾令義

(1.內蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司， 內蒙古赤峰市 024000；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012)

某地下錫多金屬礦山建設規(guī)模的確定

蔣胡燦1，曾令義2

(1.內蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司， 內蒙古赤峰市 024000；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012)

新建礦山合理建設規(guī)模的確定對于企業(yè)的發(fā)展、投資決策、開發(fā)建設意義重大。根據維拉斯托錫多金屬礦資源開發(fā)條件，利用泰勒公式和中段可布有效礦塊數兩種方法計算了礦山可能的生產能力，通過礦山經濟合理服務年限、年下降速度、新中段準備時間3種驗證方式，綜合確定礦山的合理建設規(guī)模為1200 t/d。

地下開采；建設規(guī)模；服務年限；資源儲量

0 前 言

維拉斯托錫多金屬礦是新建礦山，本項目的開發(fā)一定程度上接替了維拉斯托銅鋅多金屬礦(處于減產期)，為礦山的可持續(xù)發(fā)展提供了保障。礦山生產規(guī)模確定是礦山設計，投資建設非常重要的一環(huán)。礦山的生產能力受礦床勘探程度、礦體賦存條件、采礦工藝復雜程度、市場需求、資金籌措等因素影響。建設規(guī)模偏小，攤銷成本就大，難以形成規(guī)模效益；而建設規(guī)模偏大，是目前礦山普遍存在的現象，許多礦山未經論證，由管理層“拍腦袋”確定建設規(guī)模，導致投資偏大，礦山不達產，服務年限明顯偏短。因此礦山合理的建設規(guī)模應經多方案技術經濟比較后確定，與礦床儲量、開采技術條件、開采強度、設備折舊、財務收益等相匹配。

1 礦山可能的生產能力

1.1 礦山資源開發(fā)條件

維拉斯托錫多金屬礦位于內蒙古自治區(qū)克什克騰旗，2013年維拉斯托銅鋅多金屬礦外圍普查找礦發(fā)現了該錫多金屬礦。2014年內蒙古維拉斯托礦業(yè)有限公司委托內蒙古地質勘查有限責任公司對該礦床進行地質詳查工作，于2015年5月提交了《維拉斯托礦區(qū)錫多金屬礦勘探報告》，維拉斯托錫多金屬礦為錫鎢鋅銅鉬為成礦元素的石英大脈型，石英網脈型礦體。地質資源量:礦石量972.88×104t (其中設計利用721.00×104t)，金屬量:Sn 86525 t、Zn 77506 t、Mo 2232 t；平均品位:Sn 0.89%、Zn 0.80%、Mo 0.023%。

石英脈型礦體呈脈狀、似脈狀、透鏡狀，走向以北東25°為主，傾向南東。本礦床的主要礦體為基本連續(xù)的脈狀或大脈狀，一般形態(tài)較簡單，走向上基本連續(xù)，而在傾向上有分支復合現象，局部由于礦體分支復合或品位、厚度變化較大，形態(tài)復雜。主礦體Sn 0號礦體傾角一般在30°～40°左右，呈波狀、“S”型狀、似層狀產出，平均真厚度2.53 m，屬緩傾斜脈狀薄礦體。

1.2 礦山生產能力計算

地下礦山生產能力的確定一般通過泰勒公式和中段可布有效礦塊數兩種方法進行計算。

1.2.1 按泰勒公式進行計算

根據美國《SNME采礦工程手冊》(第二版)推薦泰勒經驗公式進行礦山生產能力計算:

式中，T為礦山日產量，t/d；t為礦山設計利用儲量，t＝721.00×104t；b為短噸和公噸的換算系數，b＝1.10231；D為年工作日，D＝330 d。

經計算礦山生產規(guī)模為T＝1461 t/d。根據國內經驗，一般取0.7～0.8的系數。礦山日產量為T＝1023～1169 t/d。

1.2.2 按中段可布置礦塊數計算

式中，Ar為中段日生產能力，t/d；q為礦塊生產能力，按所選擇的采礦法確定，t/d；k為有效礦塊利用系數；N為中段可布礦塊數，個；E為地質影響系數，0.7～1.0，取0.9；z為副產礦石率，取10%。

計算參數的選取及計算結果見表1，安排兩個中段同時回采即可達到720～1840 t/d的生產能力，其它中段處于投產期或減產期。

表1 按中段可布置礦塊數進行驗證

2 礦山生產能力驗證

根據以上兩種方法計算的生產能力，初步推薦為1200 t/d。以下采用礦山經濟合理服務年限、年下降速、新中段準備時間3種方法對推薦的生產能力進行驗證。

2.1 按礦山經濟合理服務年限驗證

式中，T為合理服務年限，a；A為礦山年產量，t/a；Q為設計可采儲量，641.69×104t；β為礦石貧化率，12%。

該礦山計算總的服務年限為18.41 a，其中一期開采范圍內設計可采儲量為490萬t，可服務14 a。由于本礦山為中型礦山，根據《有色金屬采礦設計規(guī)范》GB 50771-2012新建礦山的設計合理服務年限15～25 a，經驗證該礦推薦的1200 t/d能力較為合理。

2.2 按礦山年下降速度驗證

埋藏在淺部和深部的礦體礦量較小，年下降速度相對較大，而中部礦體1200～880 m之間9個主要中段年平均下降速度為12.73 m/a，考慮兩個中段同時回采，其平均下降速度為25.46 m/a，參考國內同類礦山中段年下降速度一般為10～30 m/a，因此本礦主要回采中段年下降速度較為正常，考慮到本礦為多層薄礦脈，走向長，礦體分散，將來在回采過程中強化中段平巷掘進，加強管理，兩個中段同時生產，1200 t/d的生產能力是可以實現的。

2.3 按礦山新中段準備時間驗證

礦山正常生產時期采掘比為19.5 m/kt(100.96 m3/kt)，設計開采范圍內主要回采1200～880 m之間的9個中段，平均設計利用礦量為48×104t，平均每個中段需要掘進工程量為9360 m(48460 m3)。設計每個中段安排的掘進工作面為5個(含礦塊采準切割)，每個工作面綜合月進尺按90 m計，則新中段準備時間為1.73 a，而中段平均服務年限為2.42 a(兩個中段同時開采考慮)，大于新中段準備時間，故礦山生產規(guī)模1200 t/d(39.6×104t/a)是可行的。

總體來說:要形成1200 t/d的生產規(guī)模(礦山總排產服務年限22 a。一期服務年限15 a，其中投產期1 a，達產期12 a，減產期2 a)，需要兩個中段同時生產，兩個中段在開拓、采切準備；還意味著至少15個礦塊同時生產。由于礦體為多層脈狀賦存，井下作業(yè)地點分散，呈現點多面廣、戰(zhàn)線長、礦塊礦量小，預計中段開拓工程強度較大，將來生產尤其重視中段平巷掘進，做好備采礦塊準備，合理安排，加強管理，1200 t/d的生產規(guī)模是可以達到的。

而采礦能力要達到1500 t/d，其生產能力已經是到了極限值，開采強度偏大，將來安全生產管理壓力較大，產能變動大，不利于連續(xù)生產，考慮到該礦為多層薄礦脈，并且深部開采時必須考慮空區(qū)的處理，同時掘進工作面多、安排困難，另外該礦也不適宜采用無軌機械化設備，其掘進出礦效率預計不會太高，當然，部分主要中段還是具有能力達到1500 t/d的條件，設計中已經適當預留提升運輸系統(tǒng)能力，將來要擴產也不矛盾。

3 結 論

根據礦山開采技術條件和礦體賦存條件，通過泰勒公式和中段可布有效礦塊數兩種方法對可能的生產能力進行計算，再通過礦山經濟合理服務年限、年下降速、新中段準備時間3種方法進行驗證，從設計經驗以及采礦強度角度認為礦山建設規(guī)模1200 t/d較為合理，在服務年限內產能較為穩(wěn)定，持續(xù)生產能力保障性高；服務年限更為合理?？紤]到錫礦333資源儲量升級、礦區(qū)南部斑巖型礦體、東部鎢礦潛力較大，為擴產留有余地；在設計中提升運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、選廠破碎篩分系統(tǒng)等主要關鍵工程其能力應有所預留。

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2016-04-15)

蔣胡燦(1959-)，男，湖南郴州人，工程師，主要從事礦業(yè)開發(fā)技術研究與生產管理工作，Email:595796731@ qq.com。