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矿山计划
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简介
- 矿石的含义
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简介
在采矿课程介绍中首先要讨论的问题之一并且同学们必须记住的是矿石的定义。一种常见的定义之一（USBM，1967）给出如下：
矿石：一种金属矿物或者非金属矿物集合体，或多或少混有脉石，在矿工或者冶金学家眼中能够获取利润。
这种标准定义符合将矿床划分为两组的习惯：金属和非金属。多年来，许多人扩大了“矿石”一词的使用范围，将非金属也包括在内。Banfield（1972）提出的矿石定义似乎更符合当今的一般用法。
矿石：一种能被开采或者能从中提炼出一种或多种矿物产品来获得利润的含有一种或多种固体矿物的自然集合体。
在这本书中，采用如下稍作简化的定义：
矿石：一种能被开采、加工、出售来获得利润的一种或多种固体矿物的自然集合体。
虽然知道这些定义很重要，但是更重要的是知道它们的含义。为了防止读者不经过大脑处理就直接将这个定义转移到记忆中，我们将扩展矿石的“意义”。
关键的概念是“开采带来利润”。对工程师来说，利润可以用简单的公式表示
利润=收入-成本 （1.1）
公式的收入部分可以写为
收入=出售的材料*单位售价 （1.2）
成本同样可以表示为
成本=出售的材料*单位成本 （1.3）
结合这些公式可得出
利润=出售的材料*（单位售价-单位成本） （1.4）
露天矿的规划和设计：基本原理
就像从早期腓尼基商人开始的情况一样，现代人使用的矿物来自遍布全球的矿藏。所收到的价格越来越多地由世界各地的供求决定。因此，这个等式中的价格成分在很大程度上是由其他人决定的。采矿工程师能做的是一些关于单位成本的事情。尽管新技术的发展是一个方案，但新技术很容易迅速地在世界各地传播，不久所有的运营都有了“新”技术。因此，为了长期保持盈利，采矿工程师必须不断检查和评估更聪明、更好的具体方法，以降低作业成本。这是通过更好地了解矿床本身和开采过程中使用或可使用的工具技术来完成的。通过高效、安全和环保的采矿方式来控制成本在今天是一项严肃的事业，而且随着开采深度的增加和更加严格的规定，在未来将变得更加重要。不能跟上新技术很简单地反映在利润方程上
利润＜0
不用说，这对所有有关的人都是不利的（员工、企业、国家或民族）。对于采矿工程师（学生或练习者）读这本书，矿石的个人意义是
矿石equiv;利润equiv;工作
使用数学等价符号只是简单地说“矿石”相当于“利润”，也就是“工作”。 因此，在矿产行业，“矿石”对我们的一个重要意义就是就业。也许这个简单的实际定义比前面提供的更容易记住。这本书的其余部分旨在为工程师提供工具，使他们在竞争日益激烈的世界中表现得更好。
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- 一些重要的定义
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矿床的勘探、开发和生产阶段（Banfield，Havard，1975）定义为：
勘探：寻找矿藏（探矿）以及随后对任何矿藏的调查，直到发现矿体为止。
开发：在矿床上进行的工作，探矿后揭露了足够数量和质量的矿石以便开采，以使矿石可开采。
生产：开采矿石，并根据需要，随后加工成可供销售的产品。
至关重要的是，用于描述矿床的性质、大小和品位的各种术语必须经过仔细挑选，然后在公认接受的定义的范围内使用。
多年来，为了提供一套公认的最重要术语的定义，已经做了许多尝试。随着用于调查和评价矿体的技术发生了变化，这些定义已经有所发展。1991年2月24日，在由采矿、冶金和勘探协会(SME)的79号工作方编制的“报告勘探信息、资源和储量指南”报告提交给SME董事会(SME,1991)。该报告随后发表，供讨论。本节中，包括报告的定义和报告术语（SME，1991）。鼓励感兴趣的读者查阅有关详细指南的参考资料。所给出的定义与图1.1中所示的勘探信息、资源和储量之间的顺序关系密切相关。随着地质知识的增加，勘探信息可能已经足够计算资源。当经济信息增加时，可以将部分资源转化为储备。图1.1中储量和资源之间的双箭头表明，由于各种因素的变化，可能导致材料从一个类别转移到另一个类别。
图1.1。 勘探信息，资源和储量之间的 关系（SME，1991）。
定义
勘探信息：为确定经济储量和确定这些矿床的大小、组成、形状和品味而开展的活动所产生的信息。勘探方法包括地质、地球化学和地球物理勘探、钻孔、坑探和地表地下开口。
资源：在地球地壳中或在地壳上的自然发生的固体、液体或气体物质的集合物，其形式和数量可以从集合物中经济地提取商品目前或可能是可行的。位置、品位、质量和数量是已知的或从具体的地质证据中估算出来的。为了反映不同程度的地质确定性，资源可以细分为探明、控制和推断。
探明：数量根据露头，沟槽，工作或钻孔中显示的尺寸计算; 根据详细采样的结果计算等级和/或质量。检查、取样和测量的地点间隔很紧，地质特征很好地定义了资源的大小、形状、深度和矿物含量。
控制：数量和等级和或质量是从类似用于测量资源的信息计算出来的，但是用于检查，采样和测量的地点距离较远，或者间距较小。保证程度虽然低于实测资源，但其高度足以假定观测点之间的地质连续性。
推断：估计是基于地质证据和假设的连续性，其中对测量和/或控制资源无可置疑。推断的资源可能被样品或测量支持或不支持，但推理必须得到合理的地球科学（地质，地球化学，地球物理或其他）数据的支持。
储量： 储量是符合与特定采矿和生产实践相关的最低物理和化学标准（包括品位，质量，厚度和深度）的资源的一部分; 并且可以合理地假定在确定时经济和合法地提开采或生产。 指定的采矿和生产实践的可行性必须已经证明或可以根据测试和测量合理地假设。 储
量这一术语并不意味着开采设施已经到位和运作。
“经济”一词意味着，在既定的投资假设下，已经建立或分析论证了可盈利的开采或生产。所作的假设必须是合理的，包括关于在项目生命期内将产生的价格和成本的假设。
“合法”一词并不意味着已取得采矿和加工所需的所有许可证或其他法律问题已完全解决。然而，对于存在的储量，在签发这些许可证或解决法律问题方面不应有重大的不确定性。
储量与下列资源有关：
探明储量：探明资源的这一部分满足作为储备分类的条件。
可能储量：控制资源中符合要划分为储备条件的那部分资源。
应该说明储量估计是就地物质还是可回收物质。 任何就地估算都应有资格显示采矿方法和选矿或准备产生的预期损失。
报告术语
以下术语应用于报告勘探信息，资源和储量：
- 勘探信息：“矿床”或“矿化”等术语适用于报告勘探信息。 不应使用诸如“矿石”，“储量”等术语暗示经济开采或生产已被证明的术语。
- 资源：资源可细分为三类：
- 探明资源
- 控制资源
- 推断资源
“矿物资源，已确定资源”和“原位资源”这两个术语建议使用“资源”一词。此处定义的“资源”包括“已确定的资源”，但不包括美国矿业局（USBM）的“未发现的资源”和美国地质调查局（USGS）分类方案。 “未发现的资源”分类被公共规划机构使用，不适用于商业企业。
- 储量：储量可细分为两类：
- 可能储量
- 探明储量
“储量”一词建议代替“矿石储量”和“可采储量”。
“探明储量”和“控制储量”一般分别相当于“探明资源”和“可能资源”。不属于本分类方案的范围，不应使用。“探明”，“控制”和“推断”这些术语描述资源，仅反映地质可信度的差异。 “探明”和“可能”这两个术语使描述储量，反映了高层次的经济可信度以及地质可信度的差异。
“可能储量”和“推断储量”不是本分类方案的一部分。这些术语所描述的材料缺乏作为储备报告的必要保证程度。
“矿石”一词只能用于符合作为储量要求的物质。
建议将探明储量和可能储量分开报告。如果使用储量时没有探明和可能修饰，则认为是探明储量和可能储量之和。
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- 矿山发展阶段
矿产供应流程图如图1.2所示。可以看出，市场的积极变化对矿物产品产生了新的或增加的需求。
图1.2。 矿物供应过程的图解表示（McKenzie，1980）。
为了满足需求，在勘探阶段应用了财政资源，从而发现并圈定了矿床。通过增加价格和或技术进步，以前定位的矿床可能会变得令人关注。必须对这些矿床的经济吸引力进行彻底评估。这个评价过程将被称为项目的“规划阶段”（Lee，1984）。这一阶段的结论将是编制可行性报告。在此基础上，决定是否继续进行。如果决定是“继续”，那么就要进行矿山和集中设施的开发。这叫做实施、投资或设计和建造阶段。最后是开采和加工矿石的生产或经营阶段。其结果是在市场上销售的产品。采矿工程师进入这个过程的开始阶段是规划阶段，并持续到生产阶段。图1.3是显示不同阶段及其阶段的关系的时间线。
图1.3。 影响成本的相对能力（Lee，1984）。
实施阶段包括两个阶段（Lee，1984）。设计和建设阶段包括设计，采购和施工活动。 由于这是该项目的主要现金流量期，因此通常会将经济时间保持在现实最低水平。 第二阶段是调试。 这是将各个组件集成到操作系统中的试运行，并确保它们准备启动。 它是在没有原料的情况下进行的。 调试期间的需求和成本经常被低估。
生产阶段和现状（Lee，1984）。 启动阶段开始将原料传送到工厂，并明确将其转化为产品。 当产品的数量和质量可持续到所需水平时，启动通常结束。 操作在启动阶段结束时开始。
如图1.3所示，并且如Lee（1984）所示，规划阶段为最终项目提供了最大的机会和最低的运营成本，同时最大限度地提高了风险投资的可操作性和盈利能力。 但是，相反的情况是：项目不存在这种潜在的潜在技术或财政灾难，这是计划阶段固有的发展中项目。
在概念研究开始时，影响新兴项目成本的能力相对无限。 随着决策的制定，无论是正确还是其他方面，在规划阶段的平衡期间，都会影响到快速减少成本的机会。
随着在设计阶段做出更多决策，影响项目成本的能力进一步减弱。 在施工期结束时，基本没有机会影响成本。
本章的其余部分将重点介绍在规划阶段进行的活动。
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- 初始数据收集清单
在任何一个新项目的初始规划阶段，都有许多需要考虑的不同类型的因素。其中一些因素可以很容易地解决，而另一些则需要深入研究。为了防止遗忘因素，检查清单往往很有价值。以下是来自“由Halls开发的新工作性质的现场工作计划清单”的项目（1975）。学生工程师在准备矿井设计报告时会发现相关清单中的许多项目。检查清单项目（Halls，1975）
- 地形
- USGS地图
- 特殊的空中或陆地调查
建立测量控制站
轮廓
- 气候条件
- 海拔
- 温度
极值
每月平均值
- 沉淀
年平均降水量
平均每月降雨量
平均每月降雪量
径流
正常
洪水
雪崩和泥石流
- 风
最大记录
盛行方向
飓风，龙卷风，旋风等
- 湿度
对装置，如电动机的影响
- 灰尘
- 雾和云状况
- 水——饮用和选矿
- 来源
河流
湖泊
水井
- 使用所有权
水权
成本
- 数量
每月可用量
干旱或洪水状况
可能的大坝位置
- 质量评价样本
上游水源水质量变化的可能性
污染对下游用户的影响
- 污水处理方法
- 地质构造
- 矿区内
- 周边地区
- 大坝位置
- 地震
- 对基坑边坡的影响
最大预测边坡
- 地基条件评估
- 矿井水由勘探孔确定
- 深度
- 数量
- 排水方法
- 地表
- 植被
类型
清理方法
清理的当地成本
- 异常情况
特重木材生长
沼泽
湖泊
河流改道
砾石沉积
- 岩石类型——覆岩和矿石
- 提交样品进行可钻性测试
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