大紅山銅礦285中段連續開采中膠結礦柱經濟分析

廖慶永，嚴 體

（云銅業（集團）有限公司技術中心礦山研究院，云南 昆明 650051）

大紅山銅礦經過多年穩產高產后，資源消耗過快，品位大幅下降，對低品位銅鐵資源提出“大規模、低成本”連續開采是提高礦山產量的關鍵因素，也是未來的發展趨勢[1，2]。隨著開采銅品位和經濟效益下降，開展膠結礦柱開采的經濟性評價，讓礦山在開采中取得合理的經濟效益，有利于降低礦山采礦成本[3]。

1 285中段簡介

285中段設計中段高度100m，開采標高300m～400m。礦體自下而上包含4個含銅鐵礦體（Io、Ia、Ib、Ic）和3個含鐵銅礦體（I1、I2、I3），礦體呈鐵-銅互層狀產出，其中I2和I3含鐵銅礦體規模較大，是主要開采對象。礦體沿走向分為東部（B8線～B23線）銅鐵合采區，中部（B23線～B49線）分采區和西部（B49線～B68線）銅鐵合采區。東、西兩個銅鐵合采區的礦體合采厚度14.0m～85.0m，傾角14°～30°，設計采用兩步驟階段空場嗣后充填采礦法[4]；中部（B23線～B49線）分采區，礦體可采厚度3.0m～25.0m，傾角13°～42°，設計采用上向分層充填采礦法、房柱法和無底柱分段空場嗣后充填法。

2 膠結礦柱開采的經濟性分析

2.1 大紅山銅礦兩步驟階段空場嗣后充填采礦法應用現狀

兩步驟階段空場嗣后充填采礦法已在大紅山銅礦米底莫B88線～B92線和385中段B48線～B54線區域取得成功。開采中對膠結礦柱的結構尺寸、膠結充填體強度、配比開展了大量工業試驗，為285中段銅鐵合采區膠結礦柱結構尺寸和膠結充填體配比選取提供指導依據。由于試驗區原礦品位較高，開采時僅計算膠結礦柱開采的直接成本，礦山還未建立膠結礦柱開采的綜合成本與利潤計算方法。

2.2 膠結礦柱的單位銅金屬生產成本測算

2.2.1 繪制銅鐵合采區標準礦塊規劃圖

根據285中段銅鐵合采區礦體平均厚度、礦體傾角、礦塊結構尺寸及兩步驟階段空場嗣后充填采礦法的礦房（柱）結構尺寸等相關參數，繪制標準礦塊規劃圖，如圖1所示。

圖1 285中段銅鐵合采區標準礦塊規劃圖

表1 285中段銅鐵合采區標準礦塊費用測算表

2.2.2 標準礦塊開采費用測算

根據標準礦塊規劃圖計算出標準礦塊的采礦量、空區充填量，結合大紅山銅礦生產實際，對285中段初步設計說明書中原礦開采單價進行修正，最終測算出標準礦塊的開采費用如表1所示。

以標準礦塊的設計礦量和投入費用為定值，在不考慮中段建設費用攤銷和銷售費用的情況下，建立膠結礦柱的單位銅金屬生產成本測算公式如下：

式中，M膠為膠結礦柱單位銅金屬直接生產成本（萬元/t）；C為標準礦塊投入費用，23354.82萬元；Q標為標準礦塊設計采礦量，149.43萬t；α銅、α鐵分別為設計膠結礦柱的銅、鐵原礦品位（%）；ε銅、ε鐵分別為銅、鐵選礦回收率（%），分別取值92.0%、26.0%；q為場內損失率（%），取值8.4%；n鐵為鐵金屬選礦單價，取值120元/t。

2.3 銅鐵合采區膠結礦柱開采的經濟性分析

2.3.1 中段建設費用分攤

285中段建設費用3.26589億元，設計采礦量1412.11萬t，銅品位0.365%，鐵品位17.28%，銅金屬量51546.31t，鐵金屬量2440034t。結合礦山場內損失率、選礦回收率，計算出285中段的Cu金屬量為43435.49t，Fe金屬量為5823087.32t。根據礦山的銅、鐵分攤中段建設費用比例約2/3和1/3，計算出單位銅金屬分攤建設費用約5012.63元/t，鐵金屬分攤建設費用約186.93元/t。結合單位銅、鐵金屬建設費分攤額，建立中段建設費用分攤測算公式如下：

“尉曰：‘今將軍尚不得夜行，何乃故也！’”原文用“曰”字，并沒有用表示霸陵尉態度的明顯詞語，而在英文翻譯中卻有“the watchman retorted”，“retorted”有反駁、回嘴之意，帶有抵抗意味。漢語原文中有很多都是直接“某某曰”，沒有表示人物情感態度的詞語，在英譯過程中加入表示情感態度變化的詞語，有助于讀者體會人物的心境。

式中，D膠為膠結礦柱分攤的中段建設費用（萬元）；Q設為膠結礦柱設計礦量（t）；D銅和D鐵分別為每噸銅、鐵金屬分攤的中段建設費用。

2.3.2 生產投入費用計算

由公式2-1計算出膠結礦柱的單位銅金屬直接生產成本后，結合采空區膠結充填成本和鐵金屬選礦成本，建立生產投入費用計算公式如下：

式中，S膠為膠結礦柱生產投入費用（萬元）；M膠為膠結礦柱單位銅金屬直接生產成本；γ為礦石比重，取值3.15；n膠為礦山膠結充填單價（元/m3），取值80元/m3。

2.3.3 精礦銷售額計算

根據大紅山銅礦銅、鐵精礦銷售實際，建立精礦銷售額計算公式如下：

式中，T膠為膠結礦柱精礦銷售總額（萬元）；P銅、P鐵分別為市場銅價及鐵精礦價格（元/t），分別取值45000元/t、585元/t；K為銅精礦銷售系數，取值0.85；δ為鐵精礦品位（%），取值62%。

2.3.4 經濟性分析

通過計算膠結礦柱開采的利潤，對膠結充填體置換礦柱開采的可行性和經濟合理性進行技術經濟分析，便于設計者在采用膠結充填體置換礦柱開采的設計中正確決策，降低開采風險[6]。

建立公式2-1、2-2、2-3和2-4后，將各膠結礦柱對應的采選技術指標和相關系數代入公式，分別計算出各膠結礦柱的生產成本、中段建設費用分攤、生產投入費用和銷售額等數據，最后根據這些數據建立膠結充填體置換礦柱開采的利潤計算公式如下：

式中，R膠為開采膠結礦柱的最終利潤（萬元），T膠為膠結礦柱精礦銷售總額（萬元），S膠為膠結礦柱生產投入費用（萬元），D膠為膠結礦柱的中段建設費用分攤額（萬元）。

表2 285中段銅鐵合采區膠結礦柱開采利潤測算表

利潤測算公式建立后，將285中段銅鐵合采區膠結礦柱的相關指標分別代入公式，完成開采利潤測算如表2所示。

從表2可以看出，當市場銅價在4500元/t，鐵精礦585元/t時，有8-14I、49-55I-2、55-58I-2和58-63I-2四個膠結礦柱采用膠結充填體置換礦柱開采會出現虧損，若需進行膠結替換開采必須結合開采當期的生產成本和銷售價格重新測算[7]。

3 存在的問題

（1）本文僅針對285中段當前礦體資料、生產成本及精礦市場價格對銅鐵合采區膠結礦柱開采進行經濟性分析。后期應根據最新的礦體資料計算出膠結礦柱主要技術指標，結合礦山生產成本及精礦市場價格，利用本文建立的公式測算出膠結礦柱開采的利潤，并根據利潤決定是否對膠結礦柱進行開采。

（2）本文的膠結礦柱開采經濟性分析研究成果僅適用于大紅山銅礦285中段銅鐵合采區，在推廣應用方面存在一定的局限性。其它區域需要借鑒此成果，還應結合實際情況對各項指標更新后才能應用。

4 結論

根據285中段銅鐵合采區標準礦塊規劃圖，測算出膠結礦柱的單位銅金屬生產成本。

結合膠結礦柱開采的中段建設費用分攤和銷售費用，完成膠結礦柱開采的利潤測算，并根據測算結果對膠結礦柱開采進行經濟性分析，為膠結礦柱是否采用膠結充填體置換開采提供指導依據。同時，建立了一套可行的膠結礦柱開采綜合成本測算公式，今后推廣應用時，可以將當期生產成本，精礦市場價格和膠結礦柱的設計技術指標依次代入公式，測算出膠結礦柱開采的利潤，對膠結充填體替換礦柱開采具有指導意義。