盧大超

長春黃金設(shè)計(jì)院有限公司，長春130012

0 引言

除特定時(shí)期受特殊國情影響，礦山建設(shè)未重點(diǎn)考慮投資經(jīng)濟(jì)效益外，礦山的建設(shè)生產(chǎn)所要達(dá)到的目的就是獲取最大化的經(jīng)濟(jì)效益。礦床工業(yè)指標(biāo)分為礦石質(zhì)量指標(biāo)和開采技術(shù)條件指標(biāo)。其中，礦石質(zhì)量指標(biāo)主要指礦體品位指標(biāo)，品位指標(biāo)主要包括邊界品位和工業(yè)品位(或最低工業(yè)品位)。工業(yè)指標(biāo)的確定需綜合國家礦產(chǎn)資源政策，結(jié)合礦床地質(zhì)特征、開采技術(shù)條件和市場經(jīng)濟(jì)條件等因素，并參考一般工業(yè)指標(biāo)和同類礦山生產(chǎn)的實(shí)際指標(biāo)，以礦山企業(yè)開發(fā)利用技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的論證結(jié)果加以確定。這表明礦床工業(yè)指標(biāo)是動(dòng)態(tài)指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)礦床地質(zhì)特征的變化、礦床開采和加工技術(shù)水平的提高、礦產(chǎn)品市場價(jià)格的變動(dòng)等因素而適時(shí)地調(diào)整，以期獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。前人就正在建設(shè)的露天礦山或露天開采礦山的經(jīng)濟(jì)效益問題，從露天礦山的開采境界、剝采比、工業(yè)指標(biāo)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)等方面進(jìn)行了論證[1-16]。探尋已進(jìn)行露天開采的礦山或正在進(jìn)行建設(shè)的露天礦山的“最佳的開采品位指標(biāo)”與“開采成本”(或“剝采比”)之間的關(guān)系，從而找到開采每噸礦石的“噸礦價(jià)值”盈利能力最大，或者礦山在生產(chǎn)服務(wù)年限內(nèi)的盈利最大化。到目前為止，還沒有這方面的論述。筆者結(jié)合自己的礦山設(shè)計(jì)和地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)，以吉林省大石河鉬礦為例總結(jié)了露天開采礦山地質(zhì)工作中這個(gè)突出的問題，并提出筆者的觀點(diǎn)和解決辦法，這對(duì)露天開采礦山地質(zhì)工作具有較好的參考價(jià)值。

1 礦床概況

1.1 地質(zhì)概況

吉林省大石河鉬礦床位于敦化市西北55 km 處，是小興安嶺—張廣才嶺鉬礦帶南緣新發(fā)現(xiàn)的一座大型鉬礦床。

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為震旦系二合屯組和第四系。二合屯組呈NE向展布于礦區(qū)的中部，總體傾向SE，傾角變化較大，一般30°～60°，局部由于褶皺變形，產(chǎn)狀變化較大。巖石類型主要有二云片巖、黑云片巖、白云片巖和絹云片巖等，該套片巖組合具有不均勻的礦化蝕變現(xiàn)象，是鉬礦床的主要賦存層位，較發(fā)育的片理為輝鉬礦富集提供了空間。第四系主要沿溝谷分布，由河流砂礫石堆積物組成。巖漿活動(dòng)主要為海西晚期和燕山早期，其中，侵入于二合屯組片巖底部的燕山早期似斑狀花崗閃長巖與鉬礦化在空間與成因上關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，黃松甸—西北岔斷裂呈北東向穿過礦區(qū)西北部，東西向的前進(jìn)鄉(xiāng)—廟嶺沖斷裂在礦區(qū)南部通過，兩斷裂控制了礦區(qū)內(nèi)侵入巖和脈巖的分布，是礦區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)礦構(gòu)造。

目前探明的鉬礦體主要賦存于似斑狀花崗閃長巖頂部及其圍巖(二合屯組片巖)中，呈細(xì)脈浸染型。近地表礦體主要呈含輝鉬礦石英脈，賦存于淺變質(zhì)巖中。鉬礦化受隱爆角礫巖筒及構(gòu)造裂隙控制，礦化與蝕變具有明顯的分帶性，屬斑巖型鉬礦床。在礦區(qū)內(nèi)圈出一個(gè)隱爆角礫巖筒，該隱爆角礫巖筒上大下小，呈喇叭狀，上部最寬處為900 m×750 m。礦體在空間上呈陀螺狀展布并包裹于該隱爆角礫巖筒內(nèi)。

鉬礦區(qū)Ⅰ號(hào)礦段，鉬礦化主要為浸染狀和網(wǎng)脈狀兩種分布形式，浸染狀多分布于片巖內(nèi)，網(wǎng)脈狀多沿片理裂隙充填而形成，礦化類型以網(wǎng)脈狀鉬礦化為主，浸染狀鉬礦化次之。Ⅰ-1號(hào)鉬礦體是大石河鉬礦內(nèi)的主礦體，礦體賦存標(biāo)高707～300 m，其資源儲(chǔ)量占已探明礦體總資源儲(chǔ)量的97.18%。礦體主要賦存于石英-絹云母化蝕變帶內(nèi)，含礦圍巖主要為片巖，次為閃長巖和花崗巖。該帶控制長度為900 m，寬750 m，礦體走向70°～80°，傾角近水平。厚度100.76～377.47 m,平均厚222.423 m，厚度變化系數(shù)為36%。礦體連續(xù)性好，中心部位礦體厚大，且品位高，外側(cè)具有明顯的分枝現(xiàn)象，品位逐漸降低，特別是低品位礦均分布在礦體外側(cè)的石英脈的分枝中。礦體鉬品位一般為0.03%～3.48%，平均品位0.071%，變化較大，品位變化系數(shù)為184%。鉬礦體被后期侵入的閃長玢巖等細(xì)脈穿切破壞，但對(duì)礦體的破壞程度較弱，總體上仍保持礦體形態(tài)的完整性[17]。

1.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)

(1)工業(yè)指標(biāo)

①邊界品位：0.03%；②最低工業(yè)品位：0.05%；③最低可采厚度：8 m；④夾石剔出厚度：8 m；⑤當(dāng)品位較高而礦體厚度達(dá)不到可采厚度時(shí)，采用米·百分值(0.4 m·%)圈礦。

(2)單位礦石生產(chǎn)成本

①采礦成本：廢石剝離成本8.89元/t(24元/m3)；礦石開采成本9.23元/t(25元/m3)；②選礦成本：38.21元/t；③管理費(fèi)：15.06元/t(含安全費(fèi)用)；④銷售費(fèi)：0.2元/t。

(3)產(chǎn)品價(jià)格(含鉬45%以上)

按(鉬精礦含鉬45%及以上)純金屬鉬價(jià)格：12、13、14、14.5、15、16、17、18、19萬元/t等鉬精礦價(jià)格進(jìn)行測算。

(4)采礦損失貧化

采礦損失率：3%；采礦貧化率：3%。

(5)選礦回收率：93%。

2 露天采礦“最低開采品位指標(biāo)”的計(jì)算方法

2.1 噸礦最大盈利能力法

在露天開采過程中，并不是“最低工業(yè)品位指標(biāo)”越高，其產(chǎn)生的利潤最大，這和露天開采的特點(diǎn)(剝采比)有關(guān)。由于露天開采的礦巖總量是不變的，當(dāng)其“最低開采品位指標(biāo)”提高時(shí)，其可供開采的“礦石量”就會(huì)減少，“剝離量”就會(huì)增加，導(dǎo)致露天開采的“剝采比”隨之增大；反之，“最低開采品位指標(biāo)”降低時(shí)，其可供開采的“礦石量”就會(huì)增大，“剝離量”就會(huì)減少，導(dǎo)致露天開采的“剝采比”也會(huì)降低。因此需要尋找一種最佳的方法，找到合理的“剝采比”值，使開采出來的礦石儲(chǔ)量，噸礦盈利能力最大。

該方法是在采礦的貧化率、損失率、選礦回收率和選礦成本、管理費(fèi)、銷售費(fèi)用及其他費(fèi)用已經(jīng)基本確定的情況下，采用成本及價(jià)格法進(jìn)行測算，使得開采噸礦價(jià)值最大的計(jì)算方法。并建議生產(chǎn)礦山采用實(shí)際指標(biāo)；正在建設(shè)還未開采礦山采用礦山設(shè)計(jì)指標(biāo)。

噸礦盈利能力計(jì)算公式：

M=C×(1-γ)×ε×ρ-b×f1-f2-X-G-N

(1)

式中：M為噸礦盈利能力(元/t)；C為工業(yè)儲(chǔ)量的平均品位(%)；γ為采礦礦石貧化率(3%)；ε為選礦回收率(93.0%)；ρ為價(jià)格(元/t)；b為剝采比(t/t)；f1為剝離費(fèi)用(元/t)；f2為采礦費(fèi)用(元/t)；X為選礦費(fèi)用(元/t)；G為管理費(fèi)(元/t)；N為銷售費(fèi)用或其他費(fèi)用(元/t)。

根據(jù)公式(1)，結(jié)合資源儲(chǔ)量估算按不同邊際品位統(tǒng)計(jì)的巖石量、礦石量和品位，并計(jì)算每個(gè)邊際品位下的剝采比，根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出噸礦盈利能力。為盡快完成投資回收，為企業(yè)尋找年最佳的盈利以吉林省大石河鉬礦數(shù)據(jù)進(jìn)行說明(表1)。

從表1可看出，隨著產(chǎn)品銷售價(jià)格的升高，噸礦最大盈利能力的邊際品位也隨之提高，屬于正相關(guān)關(guān)系，因此并不是噸礦盈利能力隨著產(chǎn)品銷售價(jià)格提高，其邊際品位會(huì)有所降低，而是也隨之提高。在礦山生產(chǎn)過程中，該方法比較適合于產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)時(shí)，對(duì)邊際品位(最低開采品位指標(biāo))的控制，特別適合需要償還貸款(或借款)的露天開采礦山或在國外投資的露天開采礦山。采用此方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)市場產(chǎn)品價(jià)格，隨時(shí)調(diào)整“最低開采品位指標(biāo)”，可以有效快速地回收投資。

從表1及圖1可看出，按(45%)鉬精礦(純金屬)價(jià)格17萬元/t，對(duì)應(yīng)的邊際品位是0.078%，噸礦盈利能力為66.55元，盈利能力最大，而其他邊際品位的噸礦最大盈利能力均小于邊際品位0.078%，因此可將邊際品位0.078%設(shè)定為“最低開采品位指標(biāo)”。

圖1 產(chǎn)品價(jià)格在17萬元/t時(shí)的噸礦盈利能力曲線圖Fig.1 Profitability curve of per ton of ore when product price is 170，000 yuan/ton

該種方法是尋找“最佳開采品位指標(biāo)”與“采礦成本”的最佳關(guān)系(采礦成本因剝采比的變化而變化)，也就是“最佳的開采品位指標(biāo)”與“剝采比”的關(guān)系，從而找到“開采1 t礦石”產(chǎn)生的利潤(盈利)最大。從該礦的工業(yè)指標(biāo)看，當(dāng)邊界品位為0.03%，最低工業(yè)品位為0.05%。因此，當(dāng)鉬精礦金屬價(jià)格在17萬元/t時(shí)，能夠最快完成投資回收的鉬的最低品位為0.078%。經(jīng)過測算，該礦在2.78 a內(nèi)可完成投資回收；如果按礦山原設(shè)計(jì)指標(biāo)開采，其投資回收期需要7.86 a。另外，需要對(duì)鉬品位0.03%～0.046%之間的低品位、以及0.046%～0.078%之間的礦石分別進(jìn)行堆存，待投資全部回收后，對(duì)這些堆存的礦石再利用，從而保障礦產(chǎn)資源的利用率。

表1 噸礦盈利能力計(jì)算表

2.2 露天礦山總盈利能力最大法

該方法適合已經(jīng)完成建設(shè)投資回收或已經(jīng)還完貸款(借款)的露天開采礦山。礦山在沒有還款資金的壓力下，可以使企業(yè)在生產(chǎn)服務(wù)年限內(nèi)總的盈利最大化。或者在礦山采用公式(1)方法開采結(jié)束后，再處理已開采出來堆存的礦石，在沒有采礦費(fèi)用的前提下，處理這些品位0.046%～0.078%之間的礦石，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益更佳。

企業(yè)總盈利能力計(jì)算公式：

F=M×Q

(2)

式中：F為項(xiàng)目總盈利能力(元)；M為噸礦盈利能力(元/t)；Q為可供開采的礦石總量(t)。

根據(jù)計(jì)算公式(2)，按不同邊際品位統(tǒng)計(jì)礦石量及噸礦盈利能力，計(jì)算出項(xiàng)目的總盈利額(表2)。表2沒有扣除應(yīng)交納的各種稅費(fèi)。

表2 礦山總盈利能力計(jì)算表

圖2 產(chǎn)品價(jià)格在17萬元/t時(shí)的礦山總盈利能力曲線圖Fig.2 Total profitability curve of mine when product price is 170,000 yuan/ton

從表2和圖2可看出，如果企業(yè)沒有貸款或負(fù)債，根據(jù)目前市場產(chǎn)品價(jià)格17萬元/t，礦區(qū)的“最低開采品位指標(biāo)”可確定在0.046%。比原礦山工業(yè)指標(biāo)的“最低工業(yè)品位指標(biāo)”為0.05%要低，從而增加了資源儲(chǔ)量的利用率，也相應(yīng)的延長了礦山生產(chǎn)服務(wù)年限。并且在“最低工業(yè)品位”0.05%時(shí)，礦山總盈利為788 874萬元，而在“最低開采品位”0.046%時(shí)，礦山總盈利為809 991萬元，也明顯高于工業(yè)指標(biāo)中的“最低工業(yè)品位”時(shí)的盈利能力。通過以上計(jì)算說明，采用本方法計(jì)算出的露天開采“最低開采品位指標(biāo)”最合理，總盈利能力最佳。

3 結(jié)語

通過對(duì)大石河鉬礦的露天開采資源儲(chǔ)量進(jìn)行合理規(guī)劃開采，礦山的經(jīng)濟(jì)效益得到大幅度提升。由一座經(jīng)濟(jì)效益一般的礦山，變成了一座經(jīng)濟(jì)效益較佳的礦山。礦山可以更容易獲得融資和進(jìn)行生產(chǎn)決策。這兩種方法聯(lián)合使用，在時(shí)間上，可以使資金成本極大地降低，從而使資金效益得到極大地提高。特別是采用噸礦最大盈利能力法開采完成后，再處理該方法中已開采出堆存的礦石，其經(jīng)濟(jì)效益更佳。露天礦山總盈利能力最大法，只適合沒有“貸款”和“借款”等資金壓力的露天開采礦山，采用這種方法規(guī)劃礦山開采，使礦山在開采服務(wù)年限內(nèi)獲得的總利潤最大。另外，也提高了資源儲(chǔ)量的利用率。

露天礦山開采每噸礦石的“噸礦價(jià)值”盈利能力最大，或者礦山在生產(chǎn)服務(wù)年限內(nèi)的盈利最大化兩種情況下，計(jì)算露天采礦“最低開采品位指標(biāo)”的方法是有條件的，不是一成不變的，要根據(jù)礦山的具體情況確定。筆者推薦的方法尚存在不足之處：

(1)選礦回收率未考慮礦石品位的變化對(duì)選礦回收率的影響。

(2)計(jì)算的利潤數(shù)據(jù)，沒有扣除應(yīng)交納的各種稅費(fèi)。

(3)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果只適合舉例的礦山，不一定適合其他礦山(其盈利能力計(jì)算結(jié)果與礦石總量、品位及價(jià)格有關(guān))，不同礦山需根據(jù)各自的具體情況進(jìn)行重新計(jì)算。

(4)對(duì)于正在評(píng)估和正在設(shè)計(jì)(在辦理采礦證前)的礦山，最好采用工業(yè)指標(biāo)多方案論證對(duì)比，找到最佳的工業(yè)指標(biāo)方案。

(5)本文的計(jì)算方法是根據(jù)筆者多年的礦山設(shè)計(jì)、礦山地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得到的,并參考了近幾年比較有特色的工業(yè)指標(biāo)：紫金集團(tuán)李壩—趙溝金礦工業(yè)指標(biāo)、中金集團(tuán)陽山金礦工業(yè)指標(biāo)、中金集團(tuán)烏奴格吐山銅鉬礦工業(yè)指標(biāo)、中金集團(tuán)剛果布索瑞米銅礦工業(yè)指標(biāo)、河南雷門溝鉬礦工業(yè)指標(biāo)、吉林省季德鉬礦工業(yè)指標(biāo)以及吉林省大石河鉬礦工業(yè)指標(biāo)等。