大尹格莊金礦低品位資源開發研究與利用

董 鑫， 吳 鋒， 彭劍平

(招金礦業股份有限公司， 山東 招遠 265414)

1 前 言

隨著我國經濟的快速發展，對礦產資源的需求量與日俱增，然而地殼表層高品位、易開采的礦石逐漸減少，使得國內大多數礦山處于資源枯竭的邊緣，許多礦產資源供不應求，長期要靠進口彌補[1]。在此背景之下，低品位礦產資源的開發利用問題就成了礦業領域研究的熱點，隨著礦山生產規模的擴大和工藝水平的提高，直接大幅度降低了生產成本，從而使低品位資源有了不同程度的利用[2-5]。

大尹格莊金礦充分利用已探明的儲量資源，應用各種地質勘探數據，利用多指標地質體界線快速圈定技術、算法及三維地質體構模方法，進行礦體圈定、儲量計算與三維建模，建立三維空間數據可視化分析模型。同時，采用地質塊段法與地質統計學相結合的儲量計算方法，結合國內儲量分級標準和傳統的儲量計算方法，并根據黃金市場價格、生產技術指標、生產成本、礦山開采條件等因素建立經濟模型，進行統計分析，動態計算盈虧平衡品位，對礦床或礦塊進行快速經濟評價，實現在可持續利用礦產資源的基礎上，經濟效益最大化。

2 礦山概況

大尹格莊金礦位于招(遠)—平(度)斷裂帶中段，礦區內巖漿巖廣泛出露，各類脈巖發育，地層多沿薄家河兩岸分布，韌性變形構造及脆性斷裂構造發育；礦區內構造活動強烈，早期以韌性變形構造為主，中生代以后以脆性斷裂發育為特征。大尹格莊金礦是國家“七五”期間建設的五座大型黃金礦山之一，是典型的“深、大、貧、難”型礦床，具有礦體埋藏深、礦石儲量大、含金品位低和礦體形態變化復雜難采的特點。

2009年，大尹格莊金礦對控制礦體的邊界品位值分別按照0.80×10-6和0.6×10-6進行了估算，不同邊界品位資源儲量變動對比見表1。面對如此大量的“潛在資源”，如何轉化為“可利用資源”，成為大尹格莊金礦研究低品位資源開發利用的“課題”。

表1 不同邊界品位資源儲量變動對比表

3 井下三維模型建立

大尹格莊金礦基于三維可視化3Dmine軟件，建立礦床三維模型、工程及采空區模型、塊體模型，對礦體產狀、賦存狀態、品位分布、工程布置等進行三維可視化表達。首先，采集各種勘探、鉆孔數據和品位數據，利用多指標地質體界線快速圈定技術、算法及三維地質體構模方法，進行礦體圈定、儲量計算。

對礦山工程及采空區二維平面圖進行坐標校正、線段處理、賦高程等步驟處理，采用實體模型格式對工程輪廓線進行整理后，利用“實體—連接三角網—擴展外推線/體”進行采空區建模。選中外推的工程輪廓線，根據頂板和底板標高信息確定外推距離和方向，然后對頂部和底部封閉，即利用“實體—連接三角網—閉合線內連三角網”形成實體，最后給定實體名稱。

建立塊體模型時，將礦體模型劃分成若干小塊段，通過數據搜索和加權平均，用含有已知樣品空間信息的小塊段，選用距離冪次反比法估算未知塊段樣品信息。賦值后整理完成塊體模型的構建，形成礦體的塊段模型，可用不同的顏色區分塊段的品位變化和分布情況。

4 礦山經濟技術評價

基于三維可視化技術，采用地質塊段法與地質統計學相結合的儲量計算方法，結合國內儲量分級標準和傳統的儲量計算方法，建立三維儲量模型。根據黃金市場價格、生產技術指標、生產成本、礦山開采條件等因素建立礦山經濟技術評價系統(原理示意圖如圖1所示)，形成經濟模型，采用盈虧平衡和級差成本計算，對技術指標、成本、品位等方面進行統計分析，同時對邊界品位和利潤進行敏感性分析(邊界品位敏感性分析如圖2所示)，確定盈虧平衡品位，實現不同技術經濟指標條件下的礦床經濟模型的快速圈定與經濟評價。低品位礦產資源經濟模型統計分析如圖3所示。

圖1 礦山經濟技術評價系統原理示意圖

基于三維儲量模型結合生產與管理數據，通過礦山經濟技術評價系統，對低品位資源儲量估算、動態管理、經濟開采評價和投資風險評估等應用，逐步將邊界品位降低到0.8×10-6，實現了經濟、高效開采，盤活了大量邊角礦體和低品位資源。

截至目前，大尹格莊金礦已新增與盤活低品位金礦礦石量3 722萬t，金金屬量53.22t。基地內已新增與盤活低品位金礦礦石量7 302萬t，金金屬量276.28t，潛在經濟效益770億元。

圖2 邊界品位敏感性分析

圖3 低品位礦產資源經濟模型統計分析

5 結 論

大尹格莊金礦通過應用3Dmine軟件，建立資源儲量三維模型；同時在此基礎上，根據黃金市場價格、礦山開采條件，對生產技術指標、生產成本進行統計分析，建立了經濟分析模型，確定盈虧平衡品位，實現了礦床或礦塊的經濟評價管理。通過礦山經濟技術評價系統，轉變了傳統礦山資源管理模式，提高了綜合利用水平，推動了地質探礦、開采規劃等工作方法和思路的轉變，實現了以資源為中心到資源與效益相平衡的轉變，增強了礦山市場應變能力，實現了經濟效益和社會效益的最大化。