米拉多铜矿露天开采境界优化研究.pdf
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1、冯胜利(1968),男,教授级高级工程师,244000 安徽省铜陵市。米拉多铜矿露天开采境界优化研究冯胜利1雷丁丁1李广泽1胡庆雄2杨胜文1(1.ECUACORRIENTE S.A.;2.南昌致辉泰克科技有限公司)摘要变化的技术经济参数对露天开采境界的确定存在影响。基于矿山更新的资源模型,综合考虑铜当量品位、台阶变化的采剥成本及复杂边坡角,通过设置多种不同参数的对比方案,应用专业的矿业软件对米拉多铜矿露天开采境界进行优化。研究确定了当前技术经济条件下矿山最优的露天开采境界,以及潜在的一系列露天开采境界。关键词资源模型铜当量品位境界优化DOI:10.3969/j.issn.1674-6082.2
2、023.08.015Study on the Optimization of Open-pit Mining Boundary in Milado Copper MineFENG Shengli1LEI Dingding1LI Guangze1HU Qingxiong2YANG Shengwen1(1.ECUACORRIENTE S.A.;2.Nanchang Zhihuitaike Technology Co.,Ltd.)AbstractThe changing technical and economic parameters have an impact on the determina
3、tion ofopen-pit mining boundary.Based on the updated resource model of the mine,considering the copper equivalent grade,the stripping cost of the step change and the complex slope angle,by setting a variety of differentparameter comparison schemes,the professional mining software is used to optimize
4、 the open-pit miningboundary of Milado Copper Mine.The study determined the optimal open-pit mining boundary of the mineunder the current technical and economic conditions and a series of potential open-pit mining boundaries.Keywordsresource model,copper equivalent grade,boundary optimization现代矿业MOD
5、ERN MINING大型露天矿山的服务年限通常长达几十年,在矿山逐步开发的过程中,随着矿体形态、矿石品位、围岩特征等地质信息的不断揭露和完善,据此更新的矿山资源模型可信度高,更接近矿体实际赋存情况,用于指导矿山规划和日常生产可取得更好的经济效益。此外,大型露天矿山从完成设计到建成达产,通常会持续几年甚至更长的时间,矿山达产后的产品价格、单位矿石运营成本等经济指标常与设计阶段估算的有所不同。资源模型、产品价格和单位矿石运营成本等因素的变化,都可能会对露天开采境界造成较大影响,而开采境界不确定,采场台阶、道路、矿区工业场地等工程的布置也难以实现最优化设计。因此,基于更新的矿山资源模型,动态开展露天
6、开采境界优化,是露天矿山优化工程设计、实现经济效益最大化的重要课题之一。米拉多铜矿位于厄瓜多尔共和国东南部的萨莫拉-钦奇佩省境内,是一个正在开发的大型露天斑岩铜矿山,拥有超过400万t铜金属资源量1,基于更新的资源模型对米拉多铜矿开展露天开采境界优化。1境界优化方案1.1境界优化基本流程对露天矿山而言,影响露天开采境界优化的因素包括矿床资源模型、最终边坡角、采选冶回收率、采矿成本、剥离成本、选冶成本、管理和其他费用、产品价格、矿区工程布置、业主的要求以及潜在的矿权或其他工程约束条件等2。随着专业化矿业软件的发展和应用,当前露天矿山大多通过应用专业的矿业软件来优化确定矿山的最终开采境界。矿业软件
7、开展露天境界优化的简要流程如图1所示,一般是基于矿床资源模型,考虑了技术经济参数后将其转换为价值模型,接着结合工程约束条件,选择境界优化方法并应用计算机进行优化,最后给出假定的技术经济参数下矿山最优总第 652 期2023 年 8 月第 8 期Serial No.652August.202363现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期的露天开采境界。本次研究采用国际上通用的矿业软件MineSight作为米拉多铜矿露天开采境界优化的软件工具,优化方法采用LG图论法。1.2境界优化基本参数1.2.1资源模型2021 年,米拉多铜矿根据 20162021 年 2 次基建探矿新增的87个
8、钻孔,结合地质勘探阶段完成的244个钻孔,以及露天生产揭露的其他地质信息,更新了矿床资源模型。经分析,更新的资源模型接近矿体实际赋存状态,地质可信度高。因此,本次研究将在该资源模型的基础上开展。1.2.2当量品位米拉多铜矿作为大型斑岩铜矿床,矿石中除了主要有用元素铜,还伴生有少量金、银等元素。矿石主要含铜矿物为黄铜矿、主要含硫矿物为黄铁矿,属于易选铜矿石。矿山选矿生产实践表明:金和银在选铜的过程中得到了很好的富集,产品铜精矿中金和银的品位分别约为5和54 g/t。为了研究主要伴生元素金和银对米拉多铜矿露天开采境界的影响,在价值模型中添加了一个铜当量品位项,其综合考虑了铜、金和银3种元素的原矿品
9、位、金属价格、采选冶回收率以及冶炼加工费用。经计算,对价值模型中某个单元块而言,铜地质品位折算到铜当量品位的系数为1,金地质品位折算到铜当量品位的系数为0.404 8,银地质品位折算到铜当量品位的系数为0.006 6。1.2.3最终边坡角为了强化露天边坡安全管理、满足安全生产的要求,米拉多铜矿于2021年在露天采场开展了进一步的露天终了边坡稳定性研究,并于2022年10月完成了初步的边坡稳定性研究成果,根据该研究成果,米拉多铜矿露天矿区被分成了7个工程地质分区3,各个分区对应的空间范围和推荐的最终边坡角详见表1。本次研究,以表1所示分区范围为基础,构建了矿区边坡分区三维实体模型,进而在价值模型
10、中添加相应的分区编号,以便为后续应用复杂边坡角进行境界优化提供条件。1.2.4产品价格米拉多铜矿的产品为铜精矿,产品中铜、金和银价值结算采用的金属价格参考自伦敦金属交易所,取买卖双方确定的某个作价月的平均价格。作为世界贸易的大宗商品之一,铜的价格早已市场化,其随着全球市场需求的变化而波动,尤其是20162021年,铜价在 4 00011 000 美元/t变化,变化幅度超过100%。与此同时,全球市场化程度同样高的金、银,期间其价格也表现出了同样的变化趋势。为了避免金属价格波动过大对露天境界优化造成境界过大的影响,本次研究基本方案中铜、金和银的市场价格取2016年6月2021年5月的平均值,详见
11、表2。1.2.5运营成本米拉多铜矿露天采场穿孔、爆破、铲装、运输和排土等生产作业均由其承包商承担。根据矿山与承包商的合作协议,影响单位采矿或剥离成本的主要变化因素是运输距离。因此,本次研究根据露天采场各个台阶的平均运距,估算了不同运距区间单位矿岩的直接采矿成本,其值在1.613.48 美元/t波动。米拉多铜矿投产至今已有3 a多,2021年8月选矿厂第二系列也已投入生产,目前选矿工艺成熟、指标稳定,单位矿石选冶成本约为8.69 美元/t。2境界优化方案2.1技术条件境界优化时,根据矿区矿产资源的岩性将资源模型的单元块划分为4种物料类型4:物料1为位于矿区风化层中的矿产资源;物料2为位于矿区次生
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