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邊界品位是礦產工業要求的一項內容,是計算礦產儲量的主要指標。

1定義

邊界品位是礦產工業要求的一項內容,計算礦產儲量的主要指標。指劃分礦與非礦界限的最低品位,即圈定礦體時單位個礦樣中有用組分的最低品位。邊界品位是根據礦床的規模,開採加工技術(可選性)條件,礦石品位、伴生元素含量等因素確定的。它是圈定礦體的主要依據。在國外,沒有工業品位要求,邊界品位是圈定礦體的唯一品位依據。

2邊際品位

應用於單個樣品區分礦石與圍岩或夾石的有用組分含量界限。又稱邊際品位。當有用組分含量等於或高於邊界品位值時,其所代表的區段為礦石,進而根據有用組分平均含量是否高於工業品位,進一步劃分為可利用儲量(表內儲量)和暫不能利用儲量(表外儲量)。當有用組分含量低於邊界品位值時,其所代表的區段則為圍岩或夾石。邊界品位應高於或數倍高於選礦后尾礦中的有用組分含量。

3作用

邊界品位是區分礦石與廢石(或稱岩石)的臨界品位,礦床中高於邊界品位的塊段為礦石,低於邊界品位的塊段為廢石.從品位-礦量曲線可知,邊界品位的選擇直接影響到礦石儲量,進而影響礦山的生產規模,最終開採境界,設備選型和礦山生產壽命.因此,邊界品位是一個對礦山總體經濟效益有重大影響的技術經濟參數.

4確定

盈虧平衡法
令Mc為一噸礦石的開採與加工成本;Mv為一噸品位為1的礦石被加工成最終產品能夠帶來的經濟收入.當最終產品為金屬時
Mc=Cm+Cp+Cr'(1611)
盈虧平衡品位概念:
價值與成本計算:
(16-12)
一,盈虧平衡品位計算
故:
價值與成本計算:
若金屬的售價為Pr,Mv可用下式計算
Mv=rprrPr(16-14)
當最終產品為精礦時:
Mc=Cm+Cp(16-15)
式中,Pp為每噸精礦售價.
(16-16)
(16-13)
一,盈虧平衡品位計算
設某一塊段已被揭露,這一塊段可以采也可以不採.這時需要做的決策是采與不採,這兩種選擇間的盈虧平衡品位應滿足以下條件:開採盈利=不開採盈利
已揭露塊段的盈虧平衡品位:
因為該塊段可以不採,所以要開採就是作為礦石開採,故
開採盈利=gcMv-Mc
若不予開採,盈利為零.所以有:
gcMv-Mc=0
gc=Mc/Mv(16-17)
一,盈虧平衡品位計算
當最終產品為金屬時,將式(16-13)和(16-14)代入上式得
已揭露塊段的盈虧平衡品位:
當最終產品為精礦時,:
因此,當被揭露的塊段的品位大於gc時,應將其作為礦石開採,否則不予開採
(16-19)
(16-18)
一,盈虧平衡品位計算
必采塊段的盈虧平衡品位:
如果某一塊段必須被開採(如為了揭露其下面的礦石),那麼對該塊段的決策選擇有:作為礦石開採後送往選廠或作為廢石采出後送往排土場.這兩種選擇間的盈虧平衡品位應滿足以下條件:
作為礦石處理的盈利=作為廢石處理的盈利
作為礦石處理時的盈利=gcMv-Mc;
作為廢石處理時的盈利=-Wc,即一噸廢石的排土成本,故有gcMv-Mc=-Wc;
即gc=(Mc-Wc)/Mv(16-20)
一,盈虧平衡品位計算
必采塊段的盈虧平衡品位:
當最終產品為金屬時:
當最終產品為精礦時:
因此,當塊段品位高於gc時,將其作為礦石送往選廠要比作為廢石送往排土場更為有利.值得注意的是,當塊段的品位剛剛高於gc時,將其作為礦石並不能獲得盈利,然而既然塊段必須采出,將其作為礦石處理的虧損小於作為廢石處理的成本,故仍然將其劃為礦石.
(16-22)
(16-21)
一,盈虧平衡品位計算
分期擴幫盈虧平衡品位:
採用分期開採時,從一個分期境界到下一個分期境界之間的區域稱為分期擴幫區域.是否進行下一期擴幫,取決於開採分區擴幫區域是否能帶來盈利.進行這一決策的盈虧平衡品位應滿足以下條件:
擴幫盈利=不擴幫盈利
當分期擴幫區域內礦石的平均品位為gc,剝采比為R時
擴幫盈利=gcMv-Mc-RWc
不擴幫盈利=0
一,盈虧平衡品位計算
分期擴幫盈虧平衡品位:
故gcMv-Mc-RWc=0
即gc=(Mc+RWc)/M
當最終產品為金屬時:
當最終產品為精礦時:
(16-25)
(16-24)
(16-23)
一,盈虧平衡品位計算
分期擴幫盈虧平衡品位:
因此,如果分期擴幫區域內礦石的平均品位高於gc,將其開採更為有利.必須注意的是,上面公式中用到剝采比R,這意味著在計算分期擴幫盈虧品位前已經在該區域中進行了礦岩劃分,而礦岩劃分需要用到邊界品位.如果決定開採分區擴幫區域,該區域變為必採區域,因此將該區域內每一塊段進行礦岩劃分的邊界品位是必采塊段盈虧平衡品位.這裡需要強調的是,計算分期擴幫盈虧平衡品位的目的不是為了區分礦岩,而是為了決定是否開採整個分區擴幫區域.如果用必采塊段盈虧平衡品位進行礦岩劃分后得到的礦石的平均品位高於分期擴幫盈虧平衡品位,開採分期擴幫區域比不予開採更為有利.
二,最大現值法(Lane法)確定邊界品位
最大現值法(Lane法)概述;
定義
M—采場最大生產能力m—單位開採成本
C—選廠最大生產能力c—單位選礦成本
R—冶鍊廠最大生產能力r—單位冶鍊成本
f—不變成本s—最終產品單位售價
y—綜合回收率,
演算法與算例
計算gc和gr時需要用到現值V,而現值V在確定邊界品位前是未知的.因此,求最佳邊界品位需要進行迭代運算.具體步驟如下:
第一步:根據采,選,冶最大生產能力計算生產能力平衡邊品位gmc,gmr和gcr.由於最大生產能力不變,這三個邊界品位是固定值.
第二步:計算以采場生產能力為約束的邊界品位gm.由於gm與V無關.因此gm也是固定值.
第三步:令V=0.
第四步:計算gc和gr並確定最佳邊界品位G.根據品位分佈計算邊界品位為G時的總礦量Qct和總金屬量Qrt.
第五步:計算當邊界品位為G時,采,選,冶各階段滿負荷運行時所需的時間Tm=Qmt/M,Tc=Qct/C,Tr=Qrt/R.需要時間最長的階段即為瓶頸階段(即制約整個企業生產能力的階段).
演算法
第六步:計算使瓶頸階段滿負荷運行時其它階段的年產量,這一產量小於對應階段的最大生產能力.
第七步:根據各階段的產量計算年盈利P,並計算現值V1.
第八步:令V=V1,返回到第四步,求得最佳邊界品位G.若新G與上一次迭代得到的G不同,繼續迭代,否則,停止迭代.迭代結果是第一年的最佳邊界品位以及對應的開採量.
第九步:將第一年的開採量從總儲量中去掉,得到第一年末(第二年初)的儲量.假設品位分佈不品變.重複上述第三到八步,即可求得第二年的最佳邊界位.以此類推,直至總儲量被采完,就得到了各年的最佳邊界品位.
算例
采場最大生產能力M=100噸礦岩/年,單位開採成本m=1元/噸(礦岩),選廠最大生產能力C=50噸原礦/年,單位選礦成本c=2元/噸(原礦),冶鍊廠最大生產能力R=40公斤金屬/年,單位冶鍊成本r=5元/公斤(金屬),金屬售價s=25元/公斤,綜合回收率y=100%,不變成本f=300元/年,總儲量Qmt=1000噸.品位分佈如表16-2所示.
為了計算生產能力平衡邊界品位gmc,gmr和gcr,需要首先計算品位-礦量曲線和品位-金屬量曲線.計算結果列入表16-3中.

5品位控制

理論分析和實例驗證表明,選別式開採地下金屬礦在完全相同的市場價格形勢下,可能採取截然不同的邊界品位控制策略。這種情況是由於金屬生產和選別式地下開採的特點而引起的。這表現在地下選別式開採的金屬產出量受限於採礦準備能力、入選能力(採礦能力或選礦處理能力)和冶鍊能力。在金屬產出的瓶頸分別出現在這三個不同的生產環節時,隨市場價格的升高,若礦山著眼於長期利潤目標的最優化,邊界品位應分別採取降低、提高和保持不變的控制策略。

6採礦技術

將礦山採礦、選礦全過程作為模型,結合最先進的采、選工藝、設備技術,以礦山經營整體經濟效益最優化為目標建立了礦山經營參數整體動態優化模型,並結合實際,以邊界品位、損失率、貧化率、出礦截止品位、干選選比、甩廢石礦石品位、選礦比、精礦品位為變數,對弓長嶺礦業公司礦山經營系統進行了整體優化,其優化結果不僅提供了各參數的控制指標,而且可年增加經濟效益6882.8萬元。
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