某礦掘進(jìn)進(jìn)度與回采計(jì)劃編制中外對(duì)比分析

劉國(guó)棟

(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038)

0 前言

筆者從事礦山設(shè)計(jì)咨詢的工作中,參與了多個(gè)國(guó)內(nèi)國(guó)外的礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)咨詢服務(wù)。對(duì)于礦山高階段設(shè)計(jì),國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)模式與國(guó)外尤其是西方國(guó)家的存在不同。本文僅從筆者參與的國(guó)外某礦山高階段設(shè)計(jì)為例,就礦山高階段設(shè)計(jì)咨詢中,掘進(jìn)進(jìn)度、回采計(jì)劃的兩個(gè)方面,探討國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)理念的差異,以達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短,使設(shè)計(jì)咨詢成果中的礦山掘進(jìn)(包括基建與生產(chǎn))進(jìn)度、回采計(jì)劃,不僅作為項(xiàng)目指向性的參考指標(biāo),還應(yīng)更貼近礦山基建生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)實(shí)際。

1 案例礦山掘進(jìn)進(jìn)度、回采計(jì)劃編制分析

1.1 案例礦山概況

該銅礦按cutoff3%圈定工業(yè)礦體后,北西-南東向長(zhǎng)7 km,北東-西南向?qū)?～1.2 km。埋深在250～900 m 之間,傾角5°～20°,礦體受沉積地層控制,總體呈背斜產(chǎn)出,形態(tài)近似馬鞍狀。礦體形態(tài)俯視如圖1 所示、剖面如圖2 所示。礦體品位3%～11%,平均6.09%,品位分布如圖3 所示。礦體真厚度3～14 m,平均5.3 m,真厚度如圖4 所示。該銅礦厚度、品位變化穩(wěn)定～較穩(wěn)定,總體上中部礦體厚度較大,品位高;四周礦體厚度薄,品位低。資源量表如表1 所示。

表1 礦床銅邊際品位≥3%資源量

圖1 礦體俯視投影圖

圖2 礦體沿走向剖面圖

圖3 品位分布餅狀圖

圖4 厚度分布餅狀圖

礦山生產(chǎn)規(guī)模為600 Mt/a,采用進(jìn)路充填法、房柱控制放頂法回采工藝。

開拓系統(tǒng)為雙斜井方案即主膠帶斜井+無軌斜坡道,如圖5 所示。

圖5 開拓系統(tǒng)縱附視投影

1.2 礦山掘進(jìn)計(jì)劃編制

案例礦山前期由國(guó)外西方設(shè)計(jì)公司完成了PEA、PFS 設(shè)計(jì)工作,因?yàn)槟承┰蛐柙趪?guó)內(nèi)進(jìn)行融資,委托國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院完成符合中國(guó)要求的可行性研究融資報(bào)告。礦山設(shè)計(jì)工作人員熟悉國(guó)內(nèi)礦山掘進(jìn)計(jì)劃編制的流程,國(guó)內(nèi)主要編制礦山基建進(jìn)度計(jì)劃,礦山生產(chǎn)期間的掘進(jìn)計(jì)劃,并不要逐年編制,只是采用“掘采比”這一技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)替代了,換言之,沿用國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)習(xí)慣,投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)年的掘進(jìn)工程量,按(掘采比m3/kt×年產(chǎn)量kt)計(jì)算得到,所以礦山達(dá)產(chǎn)年生產(chǎn)期間,每年的掘進(jìn)工程量是一個(gè)不變的定值,這明顯與礦山實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況不是完全契合的,這個(gè)環(huán)節(jié)上盡管不完美,但國(guó)內(nèi)礦山高階段設(shè)計(jì),遵循國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)礦山開發(fā)起到了指導(dǎo)性作用。案例礦山國(guó)內(nèi)編制的掘進(jìn)計(jì)劃,把各單項(xiàng)工程基建和生產(chǎn)掘進(jìn)總量轉(zhuǎn)化成圖表形式,如圖6 所示。

圖6 礦山掘進(jìn)計(jì)劃

反觀國(guó)外設(shè)計(jì)公司編制的案例礦山的掘進(jìn)計(jì)劃,本文省略掘進(jìn)工程(主膠帶斜井、主斜坡道、服務(wù)型硐室、風(fēng)井、天井、聯(lián)絡(luò)巷道、采準(zhǔn)采切等)各具體單項(xiàng)的工程量,把礦山總掘進(jìn)工程量轉(zhuǎn)化成圖7。從圖中可以看出,礦山基建時(shí)間為3 年(-3～-1),第-1 年開始有了采準(zhǔn)工程,第1 年開始礦塊內(nèi)采切,礦山見礦即投產(chǎn),繼而邊生產(chǎn)邊掘進(jìn),逐漸完善滿足6 Mt/a 所需的生產(chǎn)采場(chǎng)數(shù)量和礦山主體開拓工程,在圖7 中也可以根據(jù)各年掘進(jìn)進(jìn)尺,基本能判斷出礦山是在生產(chǎn)第4 年實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn),結(jié)合回采計(jì)劃圖表11,達(dá)產(chǎn)年的年掘進(jìn)工程量是不同的。

圖7 礦山掘進(jìn)計(jì)劃

國(guó)內(nèi)與國(guó)外編制的礦山掘進(jìn)計(jì)劃,均是對(duì)礦山全生命周期的策劃,但是又存在明顯的不同。

國(guó)內(nèi)掘進(jìn)是按可實(shí)現(xiàn)的礦山規(guī)模600 Mt/a,先建成完善的礦山開拓提升運(yùn)輸、供電供氣、供排水、通風(fēng)、充填系統(tǒng)及其滿足投產(chǎn)需求的采切工程,如圖8 所示;礦山先基建后生產(chǎn),基建工程量大,基建期投資多,基建期礦山一般沒有生產(chǎn),不產(chǎn)生現(xiàn)金流。而礦山生產(chǎn)期每年的的掘進(jìn)計(jì)劃,按“掘采比”來預(yù)估,相當(dāng)于用一個(gè)平均的年掘進(jìn)工程量來替代生產(chǎn)期每年的掘進(jìn)量,這與礦山實(shí)際年生產(chǎn)期掘進(jìn)工程量是有偏差的。在設(shè)計(jì)中要做到最大程度的反映礦山實(shí)際年生產(chǎn)掘進(jìn)量,“掘采比”的確定是非常重要的,也是很難精準(zhǔn)把握的。國(guó)內(nèi)礦山高階段設(shè)計(jì)中,基建與生產(chǎn)掘進(jìn)計(jì)劃,兩者比較起來,對(duì)基建的關(guān)注程度更高。

圖8 國(guó)內(nèi)礦山基建工程

國(guó)外礦山掘進(jìn)計(jì)劃編制中,不明確劃分基建掘進(jìn)與生產(chǎn)掘進(jìn),而是為實(shí)現(xiàn)礦山規(guī)模600 Mt/a,采用貫穿整個(gè)礦山生命周期的掘進(jìn)安排,不用“掘采比”預(yù)估年生產(chǎn)掘進(jìn)量。若按國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)模式去分析理解,即其基建工程主要是主膠帶、斜坡道、服務(wù)型硐室工程,以及接近礦體的聯(lián)絡(luò)通道及采切工程,當(dāng)建立起對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的提升運(yùn)輸、供電供氣、供排水、通風(fēng)系統(tǒng),遵循見礦即投產(chǎn)原則,如圖9 所示。投產(chǎn)時(shí)并不是像國(guó)內(nèi)先構(gòu)建其滿足600 Mt/a 的提升運(yùn)輸、供電供氣、供排水、通風(fēng)、充填的完整系統(tǒng),而是邊生產(chǎn)邊掘進(jìn),隨生產(chǎn)采場(chǎng)數(shù)不斷增加,產(chǎn)能逐漸加大,通風(fēng)線路也不斷調(diào)整,直至滿足設(shè)計(jì)產(chǎn)能,才構(gòu)筑起礦山600 Mt/a 的完整生產(chǎn)系統(tǒng),這之后是達(dá)產(chǎn)時(shí)間。這套設(shè)計(jì)模式特點(diǎn)是先期投資小,投產(chǎn)快,能盡快產(chǎn)生現(xiàn)金流,利于盡早收回投資。

圖9 國(guó)外礦山基建與投產(chǎn)

1.3 礦山回采計(jì)劃編制

由于國(guó)內(nèi)外在礦山掘進(jìn)計(jì)劃安排上有差異,故而礦山回采計(jì)劃編制上也各有特點(diǎn)。案例礦山的國(guó)內(nèi)回采計(jì)劃,是按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制。礦山基建完畢即滿足投產(chǎn)條件了,投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)按三年期過渡,達(dá)產(chǎn)期600 Mt/a 是在礦山生產(chǎn)能力論證可行的基礎(chǔ)上逐年安排,礦山后期減產(chǎn)按3～4 年考慮。回采計(jì)劃如表2、圖10 所示。國(guó)內(nèi)礦山回采計(jì)劃,是礦山生產(chǎn)期間的指向性指標(biāo),主要用于礦山經(jīng)濟(jì)效益的測(cè)算,在礦山實(shí)際生產(chǎn)中,投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)及減產(chǎn)階段量化指標(biāo)是有波動(dòng)的。

表2 回采計(jì)劃表

圖10 回采計(jì)劃圖

國(guó)外設(shè)計(jì)咨詢單位,在PEA、PFS 階段編制的該礦山回采進(jìn)度計(jì)劃,如表3 及圖11 所示。表3 中“ -3～ -1”是礦山的基建時(shí)間,對(duì)應(yīng)的采出礦量為基建副產(chǎn)礦石,“1～4”是投產(chǎn)過渡年份,“5～15”是達(dá)產(chǎn)年份,“16～24”礦山減產(chǎn)年份;從表3 中采出礦量一欄中的數(shù)字,也可反映出礦山從基建產(chǎn)生副產(chǎn)礦石,到投產(chǎn)年產(chǎn)量逐年爬升,直至實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、減產(chǎn)至閉坑的生產(chǎn)全過程。其排產(chǎn)計(jì)劃是礦山生命周期內(nèi),在全部掘進(jìn)工程及全部回采工藝完成的基礎(chǔ)上編制的。

圖11 回采計(jì)劃圖

表3 回采計(jì)劃表

案例礦山回采計(jì)劃編制中,國(guó)內(nèi)外雙方咨詢單位編制流程是一致的,但是在投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)及減產(chǎn)年的產(chǎn)量表達(dá)上方式和方法不同,其實(shí)反映的是兩種設(shè)計(jì)思維模式不一樣。

國(guó)內(nèi)咨詢單位編制的回采計(jì)劃,是基于礦山生產(chǎn)規(guī)模為600 Mt/a,并在構(gòu)架起適配600 Mt/a 產(chǎn)能的生產(chǎn)系統(tǒng)后,對(duì)礦山從投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn),按小型、中型、大型不同規(guī)模,借助于基建期的采切工程及礦山工程經(jīng)驗(yàn),安排幾年達(dá)產(chǎn);對(duì)于達(dá)產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年,是依據(jù)設(shè)計(jì)中,驗(yàn)證礦山600 Mt/a 可行的結(jié)論進(jìn)行排產(chǎn);對(duì)于減產(chǎn)年也是根據(jù)礦山剩余礦體開采條件及工程經(jīng)驗(yàn)確定的。

國(guó)外咨詢單位編制的回采計(jì)劃,是基于礦山規(guī)模600 Mt/a 的可行性,其投產(chǎn)是在掘進(jìn)主要開拓工程,揭露首采礦體后,做采準(zhǔn)、采切工作,并完善其局部回采所需的配套系統(tǒng)的背景下實(shí)現(xiàn)的。不同于國(guó)內(nèi)礦山先行完成600 Mt/a 齊備的坑內(nèi)系統(tǒng),目的是基建工程量及前期投入資金越少越好,盡早產(chǎn)生現(xiàn)金流。從投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)年產(chǎn)量的安排,由掘進(jìn)工程進(jìn)度及可以布置的有效采場(chǎng)數(shù)目確定。達(dá)產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)期、減產(chǎn)期同樣如此。從圖11 可以看出,投達(dá)產(chǎn)是一個(gè)產(chǎn)能爬升的過程,達(dá)產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)見表3 是在600 Mt/a 線上浮動(dòng)的,減產(chǎn)期是一個(gè)相對(duì)柔和的下降過程。

2 結(jié)語

中外雙方對(duì)同一案例礦山的掘進(jìn)進(jìn)度與回采計(jì)劃的編制存在著差異,源于不同的國(guó)家存在不同的法律、宗教、標(biāo)準(zhǔn)、地域文化帶來的工程設(shè)計(jì)理念的不一樣。案例礦山工程項(xiàng)目外方PEA、PFS 階段的設(shè)計(jì),與國(guó)內(nèi)可研比較,在掘進(jìn)進(jìn)度、排產(chǎn)計(jì)劃編制上,深度有過之。對(duì)于參與國(guó)際礦山工程項(xiàng)目咨詢,特別是與西方設(shè)計(jì)咨詢機(jī)構(gòu)溝通,了解其設(shè)計(jì)思維模式,將其設(shè)計(jì)語言融合到國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)中是必要的。