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童 蔫 舞篝 臻 、 一 J ／ 选择 采矿方法的计算 柚辅 助经济 分 析 一 阿 曼 卡 博 斯 大 学 ． 塔 蒂 娅 ． 尺尺 ⋯⋯⋯⋯ ⋯个 ⋯⋯的 ～伸 的资 } 源 此过 程 的 一 部分 是 编制 采矿 生产 计划 或设 计 及预 测 所期 望的 收 益 。 目的 是利 用编 制 的计 算机 模 型验证 矿 山设 计 的各个 方面 。 对于 连 续的 矿 体 ．利 用 这 些 模 型能 够对 1 个 1 引 言 关 键 词 矿 山设 计计算机 模拟经 济分 析 一 塔 蒂 娅T a t i y a 和 阿 林 Al i e n 1 9 8 7 曾著 文论 述过 利用 计算 机确 定 采场 边界的问题。利用确 定的或者甚至是假定的 采场 边界，为以下采 矿方法设计的算法做好 了准备 1 分 段采矿法 纵 向和 横向 ；2 潜孔钻 机深孔 采矿法 ；3 留矿房矿 柱 和矿 柱的平顶板水平分 层充填采矿法 。 塔蒂娅 1 9 8 9 在 “ 第 2 1届计 算机 在 矿业中应 用和运算 研究讨论会”上，提交 了 这篇论文。 采场经济 分析是这些算法的补充 要点。 某铜矿联合公 司在模拟一小部分矿床的 3神采矿方法时 ，进行 经 济分析 并验证 了这 种方法。该公司 的矿 床由不同形状和不 同尺 寸的扁豆状矿体组成 ，含铜品位低 。这些黄 铜 矿扁豆状矿体都是 急倾斜矿体 ，厚度介于 5 ～6 0 m之 间。矿层完整适 于地 下开采。 在矿 山不同的 区段配置不同的设备 ．形 成基 本生产 单元 。有些 矿 山采用 无轨 运输 ， 另一些矿 山用有轨运 输。 各矿将矿石运往 配有常规浮选设备的选 国外 金属 矿 山 馨 7 矿厂 选矿。精矿送 往冶炼 厂用 电炉冶炼，冶 炼产 品用电解槽精炼 ，生产 电解铜，最终送 到线材 铸模厂 。 2目标 本文所做的经 济分 析包括以下特点 一一 预测各个采矿方法的采矿作业活动 情况和采矿 方法的单位采 矿成本 ； 按 矿山的 某 一生 产率 计算利 润 率． 并在 经 营 范 围 和 净现 值 NP V计算 的 基 础上 ，将 不同的采矿方 法做对 比； 一一 采 矿 方 法 的 选 择 。 用 F oRTR AN 7 7语 言进 行 算法编 程并 辅 以框 图。 3 输 入数据 这些 模型输入的数据 包括 2种参 数 1 模型参数 ；2 设计参 数。 模型参 数描绘 特定 层位上含倾斜 在内的 矿 床轮 廓。 设计参数包括采场的设计技术条件、采 场尺 寸 、设 备尺寸 、各种 采矿工程尺寸以及 它 们的方位 。塔蒂娅论述 了采场设 计用的这 3 7 维普资讯 些参 数的细节，这里不再 赘述，但将补充说 明经济 分析 所要求的输入 数据。 作 为模 型参数考虑 了矿体轮廓 采场边 界 、地质原矿 储 量和 品位 。生产 率 、采矿 回收率 、矿山成本 、选矿 成本和金属价格 作 为设计 参数考虑。 4 采场轮廓、地质原矿储量和品位 塔蒂娅和阿林 1 9 8 7 以增量分析 为依 据提出一项技术， 用来以地质统计法估 算的 矿石储量确定矿房 边界 。矿床的 矿化段 可考 虑用经过模拟的 3种采矿方法开 采。通过 这 项技术选定的矿房 边界可用作输 入参 数。在 所选定的包络线范 围内矿物吨数和平均 品位 提供 了采场边 界 内的 地质 原 矿储量 和 品位 。 这种方法也考虑 1个采场 内夹石和次 等品位 矿 物 。 如果考虑 的是假定 的采 场边 界或基于其 他方法估算矿 石的边界 ，则应说 明这 两类边 界 内的储量和 品位 。 5 可 采 的矿 房 矿 量 为 了获得可 采矿量 ，必 须考 虑开采期 内 可能要达 到的地质原矿储量 的总回采率。 回 采率取决 于岩层条 件 、采矿方法和矿体几何 形状 。为预测采场 回采率 ，无标准方法可资 利用，但就生产矿 山储量和 品位可利用累计 回采率 。为了确定分段 采矿法和潜孔钻机深 孔采矿法 的可采储 量．可利用基于以往几年 开采性能 的 回采率数据 。对 于水平分层 充填 采矿法 开 采 而 言 ．考 虑 采 场 内矿 柱不 可 回 收 ，计算了 回采率 来评 估可采储量。 6 生产率和 开采期限 作 为按正规 间隔划分采场的矿体一部分 的采场 、生产 水平或 整个矿 山 的开 采期 限 ， 可按 规定的生产率和年 工作 日数或班数加 以 估算 。本 文 分 析， 假 定 矿 山 1年 工 作 3 0 0 - 3 8 天．每天 3班 。为得 出矿 山经 济状况不 同格 局．生产率可能是变化不定 的。 7成本 和 价 格 7 1 采矿成 本 可根据特定的 机械化水平 和生产率水 平 见以下说 明 ，估 算单位 生产成 本。 为可 利 用每 立 方米 的 凿岩 、爆 破 、出碴 和 运 输成 本，计算采场 采准 费用。利 用所规定 的每米 凿岩成本以及开 采吨矿 的爆 破 、出矿和运 输 成本计算采矿成本 。 7 ． 2 单 位成 本计算 单位时间 的设 备 费用 包括 电力 或能 源 、 工资 、零件 、易耗 品和维修费用 ，设备 费用 由矿 山支付 。 可利 用工 班生产率 和设 备的 台班 费用计 算 由 1台设备 完成 的作业单位生产成本 。 在这些计 算中，利用 丁不同机械化 水平 的 3种采 矿方 法单 位生产成本。 8 机 械 化 水平 机械 化意 昧着利用机械完成地下 生产作 业 。设备 能力通常与其规格尺寸 有关 。作者 检试 了不 同 的机 械 化 水平 对 边 界 品位 的 影 响．并且 发 现 它 最 终 影 响到 矿 山的 经 济 状 况 。 因此 ，一套设 备的配置可设计 出不同的 机械 化水 平。采用大斗容的铲运机 、多机凿 岩台车 、大 型翻斗车和汽车 ，在大 型地下矿 山 已很常 见。可用 以下方式选择 可供 地下矿 山应 用的设备类 型及其 匹配 采用普通 的气腿式凿岩机 、铲斗后 卸式 装载 机 、机 车运 输和 钻 凿孔 径为 5 0～ 6 0 mm 的凿 岩 机．这 些 设备 配 套 形 成 一 级 机械 化。 采用凿岩 台车 、无轨设备 ，如铲运 机 容积 0 ． 7 6 m3以上 、低 矮 的翻 斗 车和 小型汽车．这 类设备 配套 构成 二级 机 械化 ． 采场凿岩采用 一级 机械化所 用的凿岩设备。 1 9 9 9年 第 3期 维普资讯 三级机械化除了采场凿岩采用潜孔 钻机钻 凿直径 1 5 0 ～2 0 0 mr J3 ． 、深 4 0 m 的炮 孔外，其他设备与二级机械化相同。 9生产 率 衡 量矿 山生产率的标准是工 班产量在任 何矿山 生 产达 到 满 负 荷效 率 几 乎是 不 可 能 的，但设 备的最大利用率 可以导致 较高 的效 率 。然而 ，布置失当 、工 作条件 不利 、设备 不 匹配 和使 用不 当、破碎质量 差或员工缺乏 培训常 常导 致很低 的生产率 。 作 者的分析 表 明，在任何情 况下，工 作 效率 生产能力 必定对边界 品位以及最终 对矿 山经 济效 益起重要 作用 。因此 ，为 了达 到预定 结果，考虑 以合理 的生产率水平进行 经 济分析是 明智的 1 O采矿 的 固定 费用 将 间接工 人工资 、矿 山服务 费用和其 他 非 生产开支的全部 费用 归纳 在一起看作是 固 定费用，此 费用是按年计算 的。 1 1 选矿 费用 作 为输 入参数规定 了选矿 的可变 费用和 固定费用。可变的 采选单位 费用用于边界 品 位计算 。 1 2冶炼 回收 率 为了估计 最终产 品数量 。规定 了冶炼加 工 回收率 借 助棒 磨 精 选 机 或 最终 产 品 。 在 作者 的分析 中利用 了该矿业联 合公 司过去 的加工 回收 率数据 。 1 3矿物 ／ 金 属 回收率 为了估计收入 ，在计算 金属 副产品或气 体 副产 品和扣除执照税 、地方税 或矿 区使用 税、销售税和各种摊 销费用之 后，规定 了金 属净价格 。 国 外金 置矿 山 这是 对 日产 矿石 5 O o o t的 矿 山所 作 的 分析。假 定费用和价格在所考虑 的区段开 采 期 内是稳 定不变的。 利用年 固定 费用计 算吨 矿 总开 采成 本。 利用矿山和选厂及冶炼厂的固定费用和可变 费用，估算 了年利润率。所获得 的利 润率 和 输入利率可 提供 所分析 开 采 区段 的净现 值。 按每年贴 现率 1 0 ％计算净现值。 1 4 采场设计和经济分析算法 图 1说 明 了利用这些 模型进行经济分析 所涉及 的步骤 。一般 地说 ，这些算法具有下 读取输入参数 采场 边 界、品 位和矿 量 设计技术条件 、采矿和选矿单位成本 回收 率和 价格 及啦 入 采场设计评估、存储 计算 采场 采准 工程 计算 采场边 界 品也 计 算采 场 经 营毛 利 最后 的采 算 害 霞 卢 j ； 悬 成 l 船 l I 计 算 器 蜃 ； ； 服 务 期 限 1 图 1 分 段 采矿 法 、潜孔钻 机 深 孔采矿 法和 水平 分 层 充填 采矿法 的设 计和 经 济分 析 流程 - 39 - 维普资讯 7 7 ／ z 一 列特点 能 够对一连续矿体 的 1个 采场或多 个采场 进行 设计和经济分析 。首先 得到 1 个 单 独采场设计和经济分析 。随 后，在研 究过 程中得 出复 合 的 采场 设 计 布置 和总 经 济 状 况 。 采场设计 以平 面图、横 剖面图或纵 剖面 图形式 文 中未示 出提 供了各种采场 工 程布置 图。根据 这些 采场设计 布置图，着 手计 算涉 及采准和采场 以外的矿山工程。 首先计 算以米为线性 计量单位的水 平和垂直 方向的采准工程。 以每个矿房规定 的工作尺寸 ，计算 水平和垂直采准工程的总 体积。 然后 ，以矿房总体 积减去采准工作总 体积 可得出矿房回采矿量吨数。 在分段开采中，为获得开采矿量吨 数 ，要估 算 采 场 凿 岩 、爆 破 、出 矿 和 运 输 量 。 在用潜 孔 钻 机 凿岩 的深 孔 法 开 采 中，除上 面提 到的 内容外，还要计算要求 的 潜孔 凿岩总量。 在用水 平 分 层 充填 法 开 采 的情 况 下．要考虑矿石块度 、采场 内和主要 出矿 水 平的出矿工作，也包括必要 的充填和支 护工 作 。 当计算 了 回采 1个矿房所 需要 的全 部工作量之后，要用生产成本估算采完 1 个 采场 的总费用，也要估算 吨矿 开采成本 。 用矿 山生产成本和输 入可变费用以 及 回采率，即可计算边界 品位。 上述过 程重复进行 直到 分析 完最 后 1 个 采场的输 入数 据时 为止。继 此之后 ，考 虑 由若干采场组成 的采区的总经济状况。包 括计算 总 吨数 储量 、平 均 品位 、边 界 品 位和吨矿 生产成本 。 利用年 生产率 ，确定 1个 区段的开 采期 限 ，接 着 计 算 吨 矿开 采成 本和 经 营 毛 利。年总收 入与 总成本之 差为年利润。 假设 在整个 区段 矿床开采期 内 年利润是相 同的，则最后可估算在规定的利 率 下 的利润／ 亏损净现值 。 利用设备 作业定额和设备 费用计算 设备总 数和购买设备总投资 根据允许的备 用设 备 。利 用专 门配 用 的子 程序进行 这 种 计 算 。 待续 【 金丕 振 王维 馋 收 稿 日期1 9 9 9年 3月 5日 4 0 1 9 9 9年 第 3期 维普资讯
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