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矿山储量的构成、计算、变动、消耗

发布时间:2019-01-04 浏览数:15

1 矿山储量的构成

1.1 矿产储量(地质储量)

生产矿山保有的矿产储量由矿产储量和生产矿量构成。矿产储量(习惯于将其称为地质储量)是经过地质勘探、基建勘探和生产勘探后,经勘查证实存在矿床(矿体),探明其空间分布、产状、形态、规模和质量,能为当前工业生产技术经济条件所开发利用的原地矿产资源量。它是矿山矿产资源量中已勘查探明矿产资源量的一部分。

1.2 生产矿量

生产矿量是指在探明能利用储量的基础上,按照设计要求,完成相应采矿阶段的准备工作,根据生产技术经济指标要求,计算相应采矿准备工程系统内的可采矿量,作为矿山采掘(剥)切割设计和生产计划的依据。生产矿量根据不同采矿方法的相应开采设施和工程准备程度,分为开拓、采准、备采三级矿量,或开拓、备采二级矿量。

开拓矿量是指在勘探程度达到相应级别的能利用探明储量基础上,完成设计所规定的开拓系统工程范围内及其所开采的邻近矿体,所计算的除永久性矿柱和暂不回采的矿柱外的所有能利用已有开拓工程进行采准的矿量。

采准矿量是指在勘探程度达到相应级别的能利用探明储量和开拓矿量的基础上,完成设计所规定的全部采准工程和辅助工程系统的范围内,所计算的除永久性矿柱、不同时回采的矿柱和开采条件复杂、技术经济无法开采的矿量,以及不符合回采顺序的块段外的所有能利用已有采准工程系统进行备采的矿量,它是开拓矿量的一部分。

备采矿量是指按照采矿方法要求的顺序,做好全面回采、切割等采矿准备工作,所计算的除没有回采切割工程的矿柱及未有措施解决开采条件复杂的采场外的所有能利用已有采矿准备工程进行回采的矿量,它是采准矿量的一部分。

生产矿山的矿产储量根据矿产统计工作的需要,从而分为:矿山的总储量、可采储量、保有储量和新增储量等。矿山的总储量一般是指矿山基建设计初期,由地质勘探部门提交给矿山的累积探明储量。可采储量是指在当前工业生产采矿技术经济条件下,能够从能用的或可能利用的探明储量中采出的部分。其计算公式为:

探明可采储量=探明储量× 采矿回收率%

探明可采收储量=探明储量×采矿回收率% × 选冶加工回收率

保有储量是指探明的矿产储量扣出开采和损失量后的实有储量。

新增和升级储量:新增储量是指矿山生产建设中相对以往年度新探明的矿产储量;升级储量是指在原探明储量级别的基础上,经进一步生产勘探和研究后,储量级别升高的储量。

2 矿产储量计算

2.1矿产储量计算

2.1.1 目的与要求

生产矿山进行矿产储量计算的目的主要是为了给矿山开采设计、采掘计划的编制及生产管理提供必要的资料。

矿山矿产储量计算的要求是储量计算采用的工业指标必须符合本矿山的实际;矿体圈定、参数计算和储量计算方法的选择要正确合理,依据充分,数据可靠;块段的划分不仅要按不同储量级别、不同矿石类型、品级划分,而且要按照各采矿中段、各矿块、各矿柱划分,分别较精确地计算储量;地质与生产储量的级别,须按有关法规标准进行计算;地质储量的勘查研究程度,生产矿量的开拓或准备工作程度达不到相应级别要求的,不能参入相应级别中进行计算;各种储量计算成果,都需编制系统、完整的各参数计算表册和有关图纸、计算图应满足有关参数测定的精度要求和反映计算的储量统计台账和成果,其比例尺应满足矿山生产的需要。

2.1.2储量计算的一般程序

A、确定储量计算的工业指标;

B、依据工业指标圈定矿体或划分储量计算块段;

C、在储量计算图上测定被圈定矿体或块段的面积,计算其平均厚度,矿石平均体重和平均品位;计算各矿体或矿段的体积;计算矿体或块段的矿石量;

D、计算有用组分的储量;

2.2 矿体边界线及其圈定

储量计算中所必须划分的边界线有多种,但主要的有:零点边界线、可采边界线、暂不能开采边界线、储量级别边界线及矿石类型和矿石品级等边界线。必须指出的是,无论采用何种方法圈定矿体,都应对矿体赋存的地质条件进行认真的分析研究,在对地质条件取得正确认识基础上再进行圈定和连图,绝不可机械地圈定和连图,这样才能为储量计算取得可靠的基础资料。为此,在圈定矿体及连图时必须注意下列问题:

A、反复对比矿体的垂直断面图与水平断面图:矿体断面上,如果出现多个矿体,必须注意矿体间相应问题。此时,不能单凭一组断面图进行对应,而必须研究另一组与其相垂直断面上的地质条件,而后进行矿体的对应和圈定。

B、注意成矿的构造控制:必须弄清成矿作用是受断裂、褶曲控制,还受岩层层面、不整合面等控制,同时必须弄清这些构造的产状。

C、注意成矿后构造变形:在圈定矿体时,必须注意研究和分析控制成矿岩层的产状变化及成矿后的构造形迹,否则容易产生错误。

D、注意分析矿化特点:在连图时必须注意分析矿体的矿化特点,是充填成矿还是交代成矿,不同矿石类型的矿化顺序,以及氧化矿石与原生矿石的分布关系。如果不注意这些矿化特点,也易导致错误连图。

2.3 储量计算方法

在生产矿山比较常用的有地质块段法、开采块段法及最近地区法(多角形法)。遵循一个基本原则,即把形状复杂的矿体转化成为与该体积大致相等的简单形体,并将矿化复杂状态变为在影响范围内的均匀化状态,从而计算其体积、矿石量、平均品位、金属量等。

3 生产矿量计算

开拓矿量的划分与计算:按照矿山设计的规定,地下开拓系统的井巷工程已开凿完毕,形成完整的运输、通风、排水、供水、压风、电力、照明系统(充填法尚有充填系统),并可以在此基础上布置采准工程,分布在此开拓水平以上的可利用(表内)矿量,称为开拓矿量。凡是为了保护地表河流,建筑物、运输线路以及地下重要工程,如竖井、斜井、溜矿井等所划定的永久性矿柱矿量,应单独计算。只有在废除上述被保护物或允许进行回采保安矿柱时,方可划入开拓矿量。

采准矿量的划分与计算:在已经开拓的矿体范围内,按照设计的采矿方法完成了规定的采准工程,形成了采区外形,分布在这些采区范围内的矿量,称为采准矿量。采准工程随采矿方法不同而有不同的规定,一般指沿脉辅助运输平巷、穿脉,采区天井、切割巷道及上山、耙矿巷道、格筛硐室、溜矿井、充填井等。顶柱、底柱、中间矿柱内的矿量,只有在完成矿柱回采方法规定的采准工作,不违反开采顺序及采矿安全要求,且预计矿房回采结束后相邻矿柱在一年左右能够回采时,才能列入采准矿量。

备采矿量的划分与计算:在做好采准工程的采区(块段)内,按采矿方法的规定,完成了各种切割工程,可以立即进行回采的矿量,称为备采矿量,又称其为回采矿量。备采矿量一般均达到! 级储量标准。顶底柱及中间矿柱的矿量,只有按设计矿柱回采方法的规定,完成了切割工程,且采矿安全条件允许进行回采时,才能列入备采矿量。如果有的采场由于违反采矿顺序不允许回采,或因事故、地压活动等原因停产,而短期内不能恢复生产时,则此采场的矿量不能列入备采矿量。

4 矿山储量计算

4.1 矿山储量变动的统计

矿山储量变动统计的目的是既为矿山计划、地质与生产部门及时掌握矿山储量的增减情况,进行储量的审批和报销,又为了掌握开采的准备程度,使开拓、采准工作能同回采与勘探之间保持平衡和协调,保证矿山正常生产及未来发展对矿产资源的需要提供依据。

矿山储量变动统计的资料来源包括:地质勘探与生产勘探储量计算资料,生产矿量计算资料,采场产量资料,采矿贫化与损失的计算资料等。

储量变动统计一般要求分季度、按单位分别统计。月统计采场(块段),季度或半年统计矿体、中段(台阶),年度统计全矿区(井田或露天采场)的储量变动情况。同时要求按不同的地质储量与生产矿量级别,不同的自然类型与工业品级,并按矿种分保有、已采、副产、矿房、矿柱、损失、存窿和储备的各种矿量分别进行统计,建立相应的储量统计台账。

4.2 储量的报销

储量报销是指在经过储量计算后,把由种种原因耗损或减少的储量从原储量表中核销或减去。主要包括以下几种情况;经地测、质检部门验收,证明确已采去的储量;经补充地质勘探或生产勘探,用经论证修订的合理工业指标重新圈定矿体、计算储量,查明矿产储量确实减少者,均应随年度上报审批一次核销。由于自然原因、矿床地质构造或采矿技术管理等原因造成损失的矿量,且确实不能开采者,属于报废性质的报销。处理方法是:一类属开采设计的正常损失,随年度储量上报并一次核销;另一类由于地质、安全条件,作业不正规,技术管理不善和事故等原因造成的非正常开采损失,应当提出书面报告。

4.3 储量管理工作

矿山储量管理工作由矿山地质、测量与采矿部门共同负责,对矿产储量的数量和质量实行全面管理,其中心问题是“开源”与“节流”。一般每季、每年召开生产矿量与地质储量分析会,研究矿山储量保有情况及存在问题,制定储量管理的有效措施:建立储量变动统计台账,作好储量计算图表,坚持储量报表与报销制度,此外,还应做到:加强矿山找矿与地质勘探工作,扩大矿产储量,延长矿山服务年限;改进采矿方法,降低采矿贫化与损失,设法回收残矿、矿柱及表外贫矿;加强掘进、采矿、放矿及配矿的各工序质量管理,努力提高回采率;坚持合理的采掘(剥)顺序,加强生产勘探和生产地质指导,使生产矿量及时达到规定标准,并使矿山保持高效益地持续均衡生产。

5 矿石贫化与损失计算

5.1 矿石贫化、损失的概念

矿石贫化与损失的概念:矿石贫化是指在开采过程中,由于地质条件和采矿技术等方面的原因,使采下的矿石中混入废石(围岩、夹石与表外贫矿),或部分有用组分溶解和散失而引起工业矿石晶位降低的现象称矿石贫化,亦简称“贫化”。其中采下矿石的品位降低数与原矿体(或矿块)平均品位之百分比,称为品位降低率,又称为矿石贫化率,或简称“贫化率”。废石混入量与采下矿石(俗称“毛矿石”,即工业矿石与废石之和)量的百分比,称废石混入率,表示废石的混入程度。

矿石损失指在开采生产过程中,由于种种原因(如地质条件复杂、采矿方法不当和放矿、运输问题等)造成的工业矿石未被全部采下或采下矿石丢失的现象。其中,采矿过程中损失的工业矿石量与该采场(或采区)内拥有矿石储量的百分比,称矿石损失率,表示工业矿石损失的程度。相应的,采出的工业矿石量与该采场(或采区)原拥有矿石储量的百分比称为矿石回采率,或矿石采矿回收率,又称矿石采收率。在采矿过程中所损失工业矿石中的金属量与该采场(或采区)内原拥有金属储量的百分比,应称金属损失率;而采出矿石中的金属总量与该采场原拥有金属储量的百分比,称金属采收率。所以,某些非金属矿产在开采过程中,往往只需计算废石混入率、矿石损失率和矿石回采率;而金属矿山则还须计算矿石贫化率和金属采收率等(金属损失率等于矿石损失率)。

5.2 矿石贫化与损失分类

按与采矿作业过程有关的贫化分类:第一次贫化:指凿岩爆破时,因矿岩界线不清等原因,而将围岩、夹石与矿石一并采下所造成的贫化。第二次贫化:在放矿过程中,因两盘或顶板围岩不稳固,或因管理不善,致使围岩塌落混入矿石造成的贫化;或在二次破碎(因块度过大)及装运过程中,因围岩、废石或充填料混入。

损失可分为两种:一种为未采下损失,即按开采设计规定须留下各种矿柱及护顶部分所造成的损失,亦称设计损失;若按设计应回采的矿石,由于矿体形态复杂、采矿技术条件问题、矿体界线不清,或因技术措施不当、组织管理不善等原因造成的未采下损失,亦称施工损失。另一种是采下损失,即当矿石采下后,在放矿、装车、运输及充填过程中所发生的损失。非开采损失,指与采矿方法、采矿技术管理工作无关的损失。例如,因断层破碎带破坏或强烈褶皱变形,致使矿石无法全部采出;为防止坑道涌水而留下保安矿柱,为保护井筒、地面建筑、河流、水库、交通要道等留下的保安矿柱所造成的永久损失。

5.3 矿石贫化与损失的计算

矿石贫化与损失的计算,应分期、分阶段、分设计与实际,分别按采矿单元进行。地下开采时,且要求按不同的采矿方法、矿体、矿房与矿柱等分别计算和统计。一般以矿块(采场)为基本单元,从其每一爆破分层计算起,继之进行采区、中段、坑口(井田)到全矿区的综合,最终得到全坑口或全矿区的总贫化和总损失。计算方法采用直接法,只适用于地测人员可以进入的采场,即在采场(矿房)内,直接测定采下或损失矿石量,采下混入的废石(围岩、夹石等)量及有关品位,并与原工业矿石储量及其品位进行比较计算,以求得相应贫化率与损失率的方法。其优点是可按爆破分层计算,准确度较高;又能与采场生产管理相结合,易于直接查明发生贫化与损失的地点、数量及原因,及时采取纠正措施;而且计算简便,效率较高,故而得到广泛应用。但须指出,一般情况下,即当所开采矿体(或矿块)属与围岩界线清楚的致密块状矿石,围岩(与夹石)基本不含有用组分,而高品位矿石不发生(或少发生)丢失时,则可以用废石混入率代替贫化率(即品位降低率)。且前者亦易于查明和计算。这也是造成目前对贫化率与废石混入率区分不清、应用不统一的原因之一。

计算参数:设计矿石贫化率、废石混入率与矿石损失率的计算参数等,可全部在采矿设计图上,依据矿体(块段)圈定范围、设计采掘或崩落范围、回采前的矿产取样资料求得。

实际贫化率与损失率主要计算参数的确定方法由计算法:可运用计算储量的平行断面法或开采块段法求得有关的矿岩量参数。若是水平分层充填法或留矿法一类的采场,可在每一分层的上、下掌子面素描图上分别测定其矿体(或岩石)面积及计算平均分层高度及有关矿(岩)平均体重。

实测法:地测人员可在观场测量采空区面积及采矿高度,直接求得相应采掘量。出矿时,抽取一班或多班一定数量矿车,将车中原矿倒出(倒车法),手选矿石及废石,分别称重,然后取其平均值;若出矿车数已知,车数乘平均值,则得采出矿石量,采下混入废石量,总计后得总量等。为避免一、二次贫化或一、二次废石混入率混淆,手选亦可在采场内进行。未采下损失可在采场内测量未采下矿石面积,推断其深度后求得;采下损失如为水平分层充填法或空场法开采,出矿后在采场底板上选择有代表性的单位面积,收集损失矿石,再据采场总面积求得。出矿量亦可用地中衡称量(计车法)求得。薄矿脉的实际采幅及脉幅,在素描图或现场测定并计算其平均值,测量间距2-4m。

5.4 矿石贫化与损失的管理

要定期按采场(块段)、矿体、中段或台阶、井区(或露天采场)计算和统计矿石的贫化与损失的有关参数,并分别建立相应的统计台账;设计图件与掌子面素描图上,要准确圈定矿体;矿石与围岩体重尽可能采用实测资料;工业矿石储量的计算以备采矿量为基础,在设计指定的范围内确定;矿石及围岩品位必须以生产取样为依据,不能采用经验数据;采出矿石平均品位可以依据矿石量与金属量用反求法确定。

对生产记录资料的要求:实际出矿量应据实测资料填写;出矿品位应按矿车或漏斗口矿堆取样确定;累计总数也可用出矿矿石及金属总量用反求法确定。

对开采损失率的统计要求:矿山应分别按未采下损失及采下损失进行统计,一般以前者为主。分别统计矿石损失率与金属损失率,当采场回采结束后,必须将历次(分层)计算的原始资料加以整理,计算采场总损失率;回采矿柱、残矿应单独计算。整个中段或台阶回采结束,再计算全中段或台阶工业矿石储量的总损失率。

对开采贫化率的统计要求:贫化率统计程序同于损失率。对于实际贫化率还应统计品位降低率。当有害组分影响显著时,则需统计有害组分的增高率。

降低采矿贫化与损失的主要措施有:

A、把好地质资料关:因为准确的地质资料是采矿方法选择、开采设计与采矿工艺合理确定的唯一依据。其手段是加强生产勘探,提高勘探程度,彻底准确控制矿体形态、产状及矿石质量等实际分布,提高储量可靠程度,取得生产必须的规范、准确的地质资料,这是降低采矿贫化与损失的首要措施。

B、 认真贯彻采掘生产技术:必须遵循合理的采掘顺序,若违反采掘顺序往往会造成较大规模的损失或贫化;必须贯彻正确的采掘(剥)技术方针,探采并重,探矿超前,适时提高生产准确程度;坚持大小、贫富、厚薄、难易、远近矿体尽可能兼采的原则;生产计划需当前与长远相结合,防止片面追求产值、产量、利润指标而滥采乱挖、采富弃贫,造成资源浪费,缩短矿山寿命等短期行为。

C、选择合理的采矿方法:把好设计关,做好采掘生产的总体设计和单体性工程设计,未经严格审批的设计,不能交付施工。加强施工作业过程的质量管理,包括工程和矿石质量管理,要求把好施工质量关、打眼关、装药爆破关和放矿管理关,以及“三强”(强掘、强采、强放)。

D、加强采掘生产地质指导与地质技术管理工作,并做好合理贫化与损失指标的技术经济论证。强化地测、质检部门的监督管理职能,严格执行设计一施工一验收制度。

E、借助于经济手段考核管理生产和贫化与损失指标。