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矿体的产状:
通常用走向、倾向、倾角这三要素来表示矿体的产状。
是否直接出露地表、覆盖层厚度、矿体厚度也是评价矿床的关键因素。
矿石品位:
矿石中有用组份或矿物的含量,一般用重量百分比表示,贵金属用克/吨表示。
各矿种工业品位表见附件。
1、内生成矿作用:
由内动力地质作用引起的成矿物质局部富集。
⑴岩浆矿床:
在正岩浆阶段形成,玄武质岩浆,围岩也是岩浆,分类有:
早期岩浆矿床:
超基性岩中的铬铁矿床、碱性岩中的稀土元素矿,规模小;
晚期岩浆矿床:
超基性岩中的铬铁矿及铂族金属矿床、基性岩中的含钒钛磁铁矿床,如河北地区的钒钛磁铁矿床;
溶离矿床:
温度降低时,硫化物从岩浆中溶离形成巢、瘤状矿体,超基性岩、基性岩中的铜、镍硫化物矿床;
⑵伟晶岩矿床:
在残浆阶段形成,花岗岩质岩浆,矿物晶体巨大,是稀有金属和放射性元素的重要来源;
⑶气化-热液矿床:
岩浆期后的矿床,从气-液中以充填作用或交代作用两种方式沉淀成矿,又分为矽卡岩矿床和热液矿床两类:
矽卡岩矿床:
与矽卡岩化围岩蚀变伴生,矿物沉淀以化学交代为主,铜铅锌钼锡及多金属矿床多属于该类,鄂大冶铁矿(含钴、铜)、皖铜官山铜矿(含铁);
热液矿床:
高温/中温/低温热液矿床,钨、钼、锡、金石英脉,铅锌汞锑矿脉,白云鄂博磁-赤铁矿矿床;
⑷火山成因矿床:
主要有火山喷发矿床和火山晚期的气化-热液矿床,典型矿床有镜铁山上铁矿、甘肃白银及云南大红山铜矿、江西德兴铜矿(斑岩铜矿)、梅山铁矿(宁芜式玢岩铁矿)。
2、外生成矿作用:
发生在地壳表面,由外动力地质作用引起、在风化、搬运和沉积过程中达到成矿物质的局部富集。
⑴风化矿床:
分为残积/坡积、残余、淋滤矿床三类:
残积/坡积矿床:
属物理风化成矿,在破碎、搬运后随地势堆积,本身规模小,但据此可能找到原生矿,多以砂矿存在,上部氧化带、深部原生带;
残余矿床:
属化学风化成矿,有些组分被分解随地表水流失,风化淋滤的含铁石英岩因SiO2被淋滤,往往形成风化壳型富铁矿;
淋滤矿床:
可溶盐类向下渗透发生交代淋积作用,在残余矿床的下部;
⑵沉积矿床:
分为机械沉积、化学沉积、生物化学沉积三类:
机械沉积矿床:
又称沉积砂矿,长距离搬运和机械分选,性质稳定、比重大,冲积砂矿、海滨砂矿是重要类型,贵金属、稀有金属及铁钨锡等;
化学沉积矿床:
被水溶解后搬运到水盆处经化学沉积分异形成,铁锰铝;
生物化学沉积矿床:
生物从环境中吸收众多元素,在生物体内或其周围形成富集,硅藻土是生物遗体及残骸沉积形成,沉积钒、铀矿床是经生物机体分解使有用组分沉淀富集而形成的;
3、变质成矿作用:
发生在地壳内部,成矿物质在高温、高压作用下得到改造、加工而成,由内动力地质作用中的区域变质作用引起。
⑴接触变质矿床:
在热力影响下发生结晶或再结晶,范围小,如石灰岩变成大理岩、煤变成石墨;
⑵区域变质矿床:
影响范围广,变质作用复杂、强烈,不但改变矿物结构、构造,还使矿物发生迁移富集,主要分三类:
受变质矿床:
矿床的再改变,最具工业意义的沉积变质铁矿床是由沉积矿床变质形成的,资源量巨大的鞍本地区铁矿多属此类,成分简单、品位均匀;
变成矿床:
变质作用后从不是变为是或发生了深刻变化,以非金属多;
混合岩化矿床:
通过碱性交代或热液交代使矿物富集,鞍本富矿;
三、矿产勘查及储量级别
1、地质找矿方法:
通过异常确定找矿范围
物探:
地球物理勘探,磁异常、重力异常、点法;
化探:
地球化学勘探,通过对成矿元素和相关元素在不同地质体及区带的含量和分布研究,找出异常地段、确定找矿及勘探对象;
2、探矿工程分类:
主要有坑探、钻探两种
坑探:
在地表有槽探、浅井方法,用于出露地表或埋藏不深的矿体;
在地下有斜井、巷道(沿脉、穿脉)方法,矿体复杂的有色矿的前期及生产探矿;
钻探:
直孔、斜孔对地表下矿体探查,取岩芯样品化验;
勘探网度:
探矿工程之间的间距,勘探线;
勘探类型:
根据复杂程度分等级,不同类型、不同阶段有不同网度要求;
3、矿产勘查阶段:
一般分为预查、普查、详查、勘探/精查四个阶段:
预查:
依据地质、物化探异常及踏勘、极少量工程,提出普查潜力区;
普查:
大致查明地质、构造、矿体形态产状、品位、选冶性能,大致了解开采技术条件,指出详查区;
详查:
基本查明地质、构造、矿体形态产状、品位、选冶性能、开采技术条件,可作为预可研、规划、建议书、价值评价的依据;
勘探/精查:
详细查明……,可研或设计依据;
风险自负原因,目前为普查/可研、详查/初步设计,一般情况下,探矿权对应普查以下矿山,采矿权对应详查以上矿山;
4、地质可靠程度:
反映不同勘查阶段的成果精度,预测的~预查、推断的~普查、控制的~详查、探明的~勘探/精查;
5、资源量分类及编码:
按照经济轴E、可行性轴F、地质轴G三维方式来分类编码,共用储量、基础储量、资源量3大类16种。
储量级别编码是按照EFG的顺序,即:
E:
经济意义economical,1经济的、2边际经济的、3内蕴经济的;
F:
可行性研究阶段feasibility,1可研、2预可研、3概略研究;
G:
地质可靠程度geological,1探明、2控制、3推断、4预测。
第二部分A露天开采
一、露天开采境界及生产规模
1、剥采比的定义
剥采比:
剥离量与采出矿量的比值,露天开采除了采出矿石之外,还要大量剥离岩石,这是露天与地下开采的重要区别;
平均剥采比:
开采境界内剥离总量Vp与采出矿量Ap的比值Vp/Ap;
境界剥采比:
露天开采增加单位深度后,新增剥离量△V与新增矿量△A的比值△V/△A,图d;
经济合理剥采比nj:
露天开采的成本不大于或盈利不小于地下开采时的剥采比,一般有原矿成本比较法、金属成本比较法和盈利比较法;
露天开采的本质:
就是在保证安全生成即边坡稳定的前提下,尽量降低剥采比,也就是花最少的代价把矿采出来,而边坡的稳定是由矿岩的性质决定的;
2、矿床开采形式的选择
全部用地下开采、上部露天开采下部地下开采、全部用露天开采(剩余矿量太少),一般情况下,能用露天就不用地下,剥采比是选择开采方式的判断准则;
露天开采的最大深度一般按境界剥采比与平均剥采比的大值不大于经济合理剥采比来确定;
当下部肯定还要采用地下开采时,一般按成本法来确定nj;
当下部矿量不多,用盈利法确定nj,即只要有盈利就再下一个台阶;
3、矿床开拓方式的选择
开拓方式的种类:
公路、铁路、胶带、平峒溜井、斜坡箕斗及联合开拓;
不同开拓运输方式的建设周期、基建投资、经营费用、系统能力是有区别的;
开拓方式选择原则:
投产早、达产快、投资省、运营费用低;
设计中必须包含开拓方式的多方案技术经济比较;
开拓方式的影响因素:
地质地形条件、矿体赋存状态、选厂位置、运输距离、生产能力、基建量及基建期限、损失贫化率、设备供应情况;
开拓方案的比较:
基建量、建设投资、建设周期、生产能力、经营费、损失贫化、系统可靠程度,基建投资和经营费是关键指标;
凹陷露天矿像体育场、山坡露天矿像梯田,如图为凹陷露天矿;
4、经济生产规模
铁矿规模:
一般指原矿,露天大型为200万吨以上、小型为60万吨以下,地下铁矿100万吨以上为大型;
影响因素:
可采总量及分层矿量、合理服务年限、可布置的设备数量、矿山工程延深速度、设备配比(穿爆、采装、运输、排卸各环节);
排铲验证!
扩产潜力:
矿床自身条件决定了其经济规模,不是想多大都行;
二、露天开采工序环节
穿孔爆破、采装、运输、排土、防排水、凹陷通风
1、穿孔爆破
穿孔设备:
200~380mm牙轮钻、100~250mm潜孔钻、凿岩机;
矿用炸药:
根据矿岩性质及环境条件选用相应炸药;
孔网参数:
效果好、少花钱,孔距、排距、药量、起爆顺序,爆堆;
穿爆位置:
根据采掘计划指定的位置施工,是调节剥采比的重要因素;
2、采装工作
采装设备:
电铲(19m3)、液压铲、反铲、前装机,辅助设备;
工作面参数:
台阶高度、采区长度、采掘宽度、工作平盘宽度、坡面角、帮坡角、生产剥采比、最终帮坡角、边坡稳定;
3、矿岩运输
运输任务:
矿石从工作面到选厂,岩石从工作面到排土场;
运输方式:
汽车运输、铁路运输、胶带运输、联合运输;
连续、间断;
运输设备:
矿用汽车(200t)、电动轮(350t)、机车、矿车、胶带(粗碎);
相关工作:
公路设计、铁路及站场设计;
4、排土工作
将剥离物运至专用场地安全排弃,是露天开采主要生产过程之一,若排土场空间不够,将阻碍矿山的持续生产;
排土方式:
汽车运输排土、铁路运输排土、胶带排土机排土;
排土场建设:
有效利用容积、边坡稳定、覆土造田;
5、防排水
涌水危害:
设备效率低、工程进展慢、破坏边坡稳定;
涌水因素:
地表汇水、矿岩含水、破碎带导水、废坑积水、未封孔;
防排方式:
截洪沟、拦河护堤、河流改道、井巷疏干、自流/集中排水。
第二部分B地下开采
一、开采顺序及步骤
1、开采顺序:
深度方向下行式,水平方向后退式(基建时间、巷道维护);
2、开采步骤:
开拓、采准、切割、回采四步,以开个小杂货店为例:
矿床开拓:
掘巷道通达矿体,形成提升、运输、通风、排水及动力供应等完整系统,该水平以上的设计储量为开拓储量;
开小店之修路;
矿块采准:
将阶段划分为矿块,在矿块内创造行人、凿岩、放矿、通风等条件,采准工作已完成矿块的储量为采准储量;
开小店之建房装修;
切割工作:
为回采矿石开辟自由面和自由空间,已完成切割工作的储量为备采储量;
开小店之摆货上架;
回采工作:
穿孔爆破、矿石运搬、地压管理;
开小店之钱货两清;
3、持续均衡生产:
为避免减产/停产,开拓超前采准、采准超前切割、切割超前回采,地采要“采掘并举、掘进先行”,露采要“采剥并举、剥离先行”;
小店?
4、三级矿量要求:
开拓储量3~5年、采准储量1.5~2年、备采储量6~12个月;
5、生产规模与服务年限:
大型100万吨/年、30年以上,小型20~30万吨/年、10~15年;
年下降速度一般15~30米/年;
生产能力一般根据可布置矿块数、下降速度、可准备的阶段数来综合选取;
二、地下矿床开拓
1、开拓方式分类:
根据地形条件和矿体赋存条件来确定;
平硐开拓:
山坡地形条件,矿石在地面以上,平硐长小于400m,图6-1;
斜井开拓:
矿体倾角150~450、埋藏不深、表土层不厚、中小型矿,图6-5;
竖井开拓:
矿体倾角150以下或450以上,易维护、提升能力大,是金属矿山最广泛采用的开拓方法,图6-8;
斜坡道开拓:
埋藏较浅、使用高效无轨设备、坡度10%~30%,图6-12;
联合开拓:
存在两种以上的主要开拓类型的组合,图6-15/16;
2、开拓方案的比较:
根据地形条件和矿体赋存条件,开拓方案不是唯一的,建成就无法更改,方案的技术经济详细对比是重要且不可缺少的设计研究内容;
3、开拓巷道位置:
根据地形条件、地质条件和矿体赋存条件并结合选厂位置综合选择,沿走向、垂直走向的位置,矿柱、移动带;
4、相关工程及参数:
副井、风井、溜井、井底车场、阶段巷道、破碎及装载硐室、泵房及水仓、变电所、炸药库;
井下运输、矿岩提升、人员材料、运输及
提升设备;
主要开拓巷道的位置、深度、长度,阶段高度、分层高度,二期;
三、回采工作主要过程
1、落矿:
浅孔、中深孔、深孔、药室;
机械落矿/软矿煤炭、水力落矿/煤、溶解落矿/盐油;
根据赋存条件、岩石性质、规模要求选择;
凿岩机、凿岩台车、潜孔钻、牙轮钻、装药器,上向扇形孔、孔径30~200mm;
2、矿石运搬:
重力运搬/漏斗、电耙、装运机、振动出矿机、爆力运搬、水力运搬、溜井、向矿车装矿;
3、地压管理:
地下开采破坏了原来的平衡,为减少、避免危害,应处理空区;
矿岩性质、开采深度、暴露面积及形状、覆盖层高、暴露时间;
稳定类型:
不稳固50、中等稳50~200、稳固200~800、极稳固800;
管理方法:
留矿柱(柱尺寸、间距);
支护(木材、锚杆、金属支架、混凝土);
充填空区(全部/局部干式、水力、胶结);
崩落围岩(有准备地释放空区应力);
四、采矿方法
1、采矿方法分类:
按空区处理方式分为空场、充填、崩落三大类采矿法;
空场采矿法:
划分矿房和矿柱、两步回采,条件是矿岩稳固,5小类有各自适用条件,典型方法有房柱法、留矿法、阶段矿房法;
充填采矿法:
划分矿房和矿柱、两步回采、逐步充填采空区,条件是矿岩不太稳固、地表不允许塌陷、矿石价值高,分4小类,典型为分层充填法;
崩落采矿法:
崩落围岩处理采空区,条件是围岩不稳固、地表允许崩落,分4小类,典型方法为能力大的分段/阶段崩落法;
2、采矿方法选择:
根据基本要求、影响因素/适用条件、分析比较来确定;
基本要求:
安全、贫化小、回采率高、效率高、成本低、合法;
矿岩性质、产状、品位、有用成分及矿物分布、埋深;
地表塌陷、矿石质量、设备及原料、技术及管理水平;
分析比较:
初选再细比较,工期、能力、损失贫化、成本,设计必须
第三部分选矿
一、基本概念:
大块破小块、小块磨成面、加水搅一搅、丢掉一大半;
1、选别阶段:
准备阶段(破碎、磨矿)使矿物单体解离、选别过程(重磁浮选)将目的矿物富集并剔除有害元素、后处理(浓缩、过滤)包括产品脱水、尾矿处理;
2、相关术语:
产率为产品重量与原矿重量的比值%;
选比为原矿重量与产品重量的比值t/t;
回收率是产品中金属重量与原矿中金属重量的比值;
3、金属量平衡:
原矿量×
原矿品位×
回收率=精矿量×
精矿品位;
二、准备作业:
破碎筛分和磨矿分级,有时还包括洗矿和预选等作业;
1、破碎阶段:
粗碎、中碎、细碎,一般选厂为三段或两段破碎;
2、筛分作业:
满足入磨粒度要求、避免过粉碎、提高破碎效率;
筛网目数表示1英寸长度内的筛孔数目,200目表示200个孔;
3、磨矿作业:
使有用矿物单体解离,并达到特定选矿方法的粒度要求,一般选厂为一/二段闭路流程,电耗最高的环节;
磨矿细度是判定可行性的重要指标;
二、选别作业:
主要有重选、磁选、浮选三大类;
1、重选:
根据矿、岩的比重差异及其在运动介质中不同的沉降速度来进行分选的方法,包括重力跳汰、重介质选矿、螺旋溜槽、摇床、离心选矿等;
淘米;
2、磁选:
利用各种矿、岩的磁性差别,在不均匀磁场中实现分选的一种选矿方法,分为强磁选、弱磁选及干选、湿选,细碎后拋尾是干选;
钓钱;
3、浮选:
利用矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法,药剂(捕收、起泡、调整)、气泡、亲水性、搅拌;
洗衣服;
4、其它方法:
化学选矿、焙烧法、细菌/药剂浸出法;
如磁化焙烧、氰化浸金;
三、脱水与输送
1、精矿脱水:
便于堆存、装卸和运输;
2、尾矿输送:
浓缩后再运到尾矿库,减少排放费用;
3、尾矿库:
输送、回水、容量、安全、环保,与排土场同等重要;
四、矿业投资中应关注的主要问题
1、地质可靠程度:
不同的勘查阶段,其资源量可信度是不一样的;
勘查程度低就得补充地质工作,从而就会影响达产时间;
2、资源量规模及潜力:
资源量的大小及其潜力决定采矿规模;
3、矿体赋存状态:
根据矿体赋存状态判断露天或地下开采方法,同时矿体产状对生产规模也有较大影响;
4、水文地质条件:
开采过程中地下水的大小直接影响开采成本,关注矿岩的含水层、隔水层,地表是否有大的水源;
5、工程地质条件:
矿岩稳定性直接影响开采参数,断层、破碎带……;
6、交通位置及是否压矿:
产品外运条件,地表是否有压矿因素;
7、建设条件与建设周期:
排土场、尾矿库条件,剥离量或建井时间;
8、采选成本:
剥采比、提升高度、选比、磨矿细度及矿岩稳定性;
9、持续稳定生产的能力:
是否属于关停并转范围,是否有潜在风险;
10、周边环境:
产品销售环境,当地矿业秩序及政府态度;
第四部分矿业权评估
一、矿业权评估概论
1、矿业权的概念
矿业权定义及属性:
自然人/法人/组织,区域/期限,进行矿产勘查或开采的权利;
是矿产资源所有权中的他物权,是用益物权,没有自主处分权;
矿业权内容及特征:
在权证规定的范围和期限内,勘查或开采矿产的权利;
2、矿业权价值
矿业权价值:
是评估机构按照规定评出来的,是开发矿产的投资收益额;
矿业权价款:
是国家勘查投资的收益,应不低于评估出来的矿业权价值;
资源规模与质量、采选冶水平、产品价格、评估目的;
3、矿业权评估
评估定义:
依据技术经济资料、按照评估规定,评定估算矿业权价值;
评估依据:
法律法规、矿产信息(资源/规模/成本/趋势)、取价依据;
评估目的:
出让(国家出让)、转让(矿业权人之间)、抵押(融资)、出租、法律事务或咨询服务;
若矿业权有国有成分就必须评估,其余由双方协商;
4、原则与途径
评估原则:
地质规律、经济规律、预测原则、协调均衡;
评估途径:
收益途径(收益可预测)、成本途径(探矿权)、市场途径(类比);
5、评估方法
收益途径:
折现现金流量法、约当投资现金流量法、现金流量风险系数调整法、收益法、收益权益法;
成本途径:
勘查成本效用法、地质要素评序法;
市场途径:
可比销售法、粗估法;
二、矿业权评估方法
1、折现现金流量法
方法原理:
净现金流量的现值和即为矿业权评估价值;
适用条件:
赋存稳定的沉积型矿床的普查和详查以上阶段探矿权,拟建、在建矿山及可收集到评估参数生产矿山的采矿权;
评估步骤:
核实储量,计算可采储量;
合理确定假设条件,拟定开发方案;
建立财务模型,列出现金流量表;
参数选择:
不计算折旧、摊销等非现金收支,建设资金自筹、财务费用仅为70%流动资金的贷款利息,更新资金、更新费用的处理;
折现率由无风险报酬率和风险报酬率两部分组成,包含了社会平均投资回报率,无风险报酬率一般参照五年期存款利率,风险报酬率3%~5%;
价格选取3~5年平均价;
规模、成本、资源量参照有资质单位、无针对性的设计指标调整选取;
2、收益法
净利润的折现值和即为矿业权评估价值;
生产矿山的采矿权评估;
将总资产以折旧的形式计入总成本;
根据总成本费用计算净利润;
折现率与现金流量法的含义、取值是一样的;
规模、成本、年限参照实际;
3、可比销售法
若评估对象与最近交易完成的矿业权相类似,就可以通过比较相关参数的差异系数,通过调整参照对象的价值来得到矿业权评估值;
只要有可比对象且对比参数全,探矿权、采矿权均可适用;
比较参数:
可采量、品位、价格、规模、成本、差异(交通/环境/资源);
4、勘查成本效用法/地质要素评序法
对勘查成本重置即各勘查工作量的现行市价,再根据各工作量的有效性对每项工作量赋予0~2.0的效用系数,其和即为矿业权价值;
实物工作量有详细纪录、普查以下阶段的探矿权评估;
关键问题:
勘查工作量的有效性须由有经验的专家判断;
要素评序法:
评估对象的勘探程度稍高,主要用于普查阶段;
5、其它方法
约当投资法:
是流量法的一种变形,根据买卖双方投资额来分配矿业权未来投资的收益,卖方投资额及投资收益分成之和即为矿业权价值。
折现现金流风险系数调整法:
先用折现现金流量法计算一个探矿权基础价值,由于存在一定地质风险,再用地质风险系数来调整;
适用于赋存稳定的沉积矿种、但勘查程度较低的大型矿床,或水文地质、可选性等对开发影响重大的因素有显著不确定性的探矿权评估;
粗估法:
按面积粗估,适于预查及预查以下或空白地;
收益权益法:
销售收入与权益系数之积的现值,权益系数范围2.5~6.5%;
适用于小型、服务年限短的采矿权评估;
三、对矿业权评估有关问题的思考
1、评估机构的评估目的
牵涉国有性质时,评估的委托人和评估结果确认人都是国土资源部门的矿产资源管理机关,矿业权评估机构的审批、管理机关也是国土资源的相关部门,因此矿业权评估机构的评估目的就是要让评估报告通过,其目的并不是想象的“评估矿业权的真实价值”。
2、矿业权评估师的专业背景
必须是地质、采矿、选矿、法务、经济这五个专业的人才能参与矿业权评估师的考试,而原本就是中介机构的资产评估公司、会计师事务所,他们有大量从事经济的人,目前大多数矿业权评估工作都是他们增加业务范围后在承接,也就是说,矿山专业人员专职从事矿业权评估的比例很少,而对矿山工序环节都不了解的人,其评估结果是否准确就可想而知了。
3、评估值随意性较大:
不同的评估机构、不同的评估人员,同一个矿业权的评估结果将不具备可比性;
4、调整评估结果的有效手段
资源量、价格是很显眼的参数,最好不要在这上面取巧;
虽然规模的影响重大,但除非可研时就有意把规模压低些,且采矿证规模跟可研走;
投资、成本、建设期、达产速度、选比其实对结果影响也很直接,但非专业人员却很难提出尖锐的问题;
为防止投资项目在矿业权价款上吃亏,应在评估机构还没有想法时就去影响他,初步结果出来后就很难改了。