剥采比:计算公式、单位与计算方法
剥采比,是为采出一个单位的矿石而必须剥离的岩土量。它是人们对一座露天矿最先问到的数字,因为剥离要花钱,而只有矿石能把这笔钱挣回来。公式只是一次除法;出错往往出在代进去的东西上——用哪种单位、哪个密度、采场的哪一部分。本文讲公式、两种单位口径、平均剥采比、境界剥采比与经济合理剥采比,以及剥离量和矿石量从哪里来。
剥采比计算器
每采一吨矿石需要剥离的岩土量。剥离量可按实方体积或按重量输入;填入剥离物密度后,计算器同时给出两种口径。另填三项费用可得经济合理剥采比。
公式: SR = W / O · SR(t/t) = SR(m³/t) · ρ · BESR = (v − c) / w
W:剥离量 · O:矿石量 · ρ:剥离物密度 · v:每吨矿石价值 · c:每吨矿石成本 · w:每吨剥离物成本
剥离体积为实方(原状)体积,不是松散后的体积。密度应取剥离岩土的密度,而不是矿石的密度。经济合理剥采比是用一吨矿石的毛利除以剥离一吨岩土的成本,三项须为同一货币;未考虑资金的时间价值,也不是露天境界优化。
实际场地很少这样规整。请改用实测地形面计算: 块模型软件
计算公式
剥采比 = 剥离量 ÷ 采出矿石量。一座露天矿为采 100 万吨矿石而剥离 300 万吨岩土,剥采比就是 3,通常写作 3:1。
这里的剥离物,指开挖范围内所有不进选厂的东西:覆盖层、废石,以及品位低于边界品位的矿化块体。最后一项很要紧——把边界品位提高,一部分矿石就变成了废石,同一个采场的剥采比随之升高,而没有任何一个块体挪过位置。
两种单位,中间差一个剥离物密度
剥采比有两种表示法。金属矿山两边都用重量:每吨矿石对应多少吨剥离物,无量纲。煤矿和许多非金属矿山把剥离量按实方体积计:立方米每吨。
两者由剥离物的密度联系起来:t/t 剥采比 = m³/t 剥采比 × 剥离物密度。取剥离量 1,200,000 m³、矿石 1,000,000 t,按体积算剥采比是 1.2 m³/t。若剥离岩石密度为 2.5 t/m³,剥离量就是 3,000,000 t,剥采比为 3.0 t/t。同一个采场、同一天,一个数是另一个的两倍半——所以不带单位的剥采比无法和任何数字比较。
| 口径 | 剥离量按 | 矿石量按 | 常用于 |
|---|---|---|---|
| t/t | 吨 | 吨 | 金属矿山 |
| m³/t | 实方立方米 | 吨 | 煤矿和非金属矿 |
| m³/m³ | 实方立方米 | 实方立方米 | 建材矿山 |
平均剥采比、境界剥采比与经济合理剥采比
平均剥采比,是整个露天采场内总剥离量与总矿石量之比。它描述的是按设计境界开采的矿床,是研究报告里引用的数字。
境界剥采比(增量剥采比),是某一层的剥采比:再往下一个台阶,或边帮再向外扩一次。它是这一层揭露的剥离量与这一层采出的矿石量之比,通常随深度增大,因为每下降一个台阶,采场边帮都得再往外推。
经济合理剥采比是一个经济界限,不是量出来的:在这个比值上,一吨矿石的毛利正好全部花在为它而剥离的岩土上。经济合理剥采比 =(每吨矿石的可回收价值 − 该吨矿石的采矿与选矿成本)÷ 每吨剥离物的剥离成本。若一吨矿石回收 25、采选成本 8、剥离每吨 3,则经济合理剥采比为 (25 − 8) ÷ 3 = 5.7 t/t。
决定露天矿采多深的,是境界剥采比与经济合理剥采比的比较,而不是平均剥采比。一座矿的平均剥采比可以很宽裕,最后一个台阶却在亏钱。
分台阶,与累计到某一深度
把剥离量和矿石量按台阶列成表,就有了两列。台阶剥采比是该台阶的增量剥采比。累计剥采比,是到该台阶为止(含该台阶)的全部剥离量与到该台阶为止的全部矿石量之比——假如采场就停在这里,它的平均剥采比就是这个数。
两列一起看,就能看出采场从哪里开始不再挣钱:累计剥采比变化慢,台阶剥采比先变。要盯住的,是台阶剥采比越过经济合理剥采比的那个台阶,不管累计那一列怎么说。
这两个数从哪里来
剥离量和矿石量不是分别量出来的,而是同一个体积的拆分。开挖量是实测地形与露天坑设计之间的体积。矿石是块模型中落在这个开挖范围内、且高于边界品位的部分,按模型里存的密度换算成吨。其余的开挖量就是剥离量。
所以剥采比的可靠程度取决于三项输入:确定当前地表的测量、确定最终地表的设计,以及说明两者之间有什么的块模型。按去年的地表算出来的剥采比,会把已经剥走的岩土再算一遍。
最容易出错的地方
最常见的是口径混用:把一份报告里的体积比和另一份报告里的重量比放在一起比。最不显眼的是把矿石密度用在剥离物上——两种岩石很少一样重,误差会直接进到 t/t 的数字里。
第三个是松方。剥采比用的是实方体积;车数统计和排土场测量量到的是松散之后的岩土,体积更大。还有,某个台阶里没有矿石时,它的剥采比是无定义,而不是零——写成零会被读成“这个台阶没有剥离”。
STREAM 中的剥采比
STREAM 的块模型模块把剥采比作为台阶平面的一部分给出。它把导入的块模型与实测地形和露天坑设计求交,对每个台阶给出矿石量、剥离量和剥采比,旁边是累计矿石量和累计剥采比。单位由用户明确选择——t/t 或 m³/t——并标在每个数字旁边;未选择之前,不输出任何剥采比。
剥离物重量使用设计中设定的剥离物密度,而不是矿石块体的密度;未填写剥离物密度时,重量口径的剥采比保持空白,不会用假设值填上。STREAM 不计算经济合理剥采比,也不做露天境界优化;它报告的是您所设计的那个采场的剥采比。
常见问题
剥采比是什么意思?
露天开采中,为采出一个单位的矿石而必须剥离的岩土量。剥采比 3:1 表示每采一个单位的矿石要剥离三个单位的岩土。
剥采比怎么计算?
用剥离量除以采出矿石量:剥采比 = 剥离量 ÷ 矿石量。两边都用吨得到 t/t;剥离量用实方立方米、矿石量用吨得到 m³/t。填入剥离物密度后,本页的计算器同时给出两种口径。
t/t 和 m³/t 有什么区别?
差一个剥离物密度。t/t 剥采比 = m³/t 剥采比 × 剥离物密度,所以剥离物密度为 2.5 t/m³ 时,1.2 m³/t 相当于 3.0 t/t。金属矿山多用 t/t,煤矿和非金属矿多用体积每吨。
什么是经济合理剥采比?
一吨矿石的毛利正好全部花在剥离上的那个比值:(每吨矿石的可回收价值 − 每吨矿石的采矿与选矿成本)÷ 每吨剥离物的剥离成本。境界剥采比高于它的那一层,花的比挣的多。
剥采比多少合理?
没有统一的数字。只要低于该矿石的经济合理剥采比就可以接受,而经济合理剥采比取决于品位、价格、回收率和成本。高价值的矿石能承受的剥采比,足以让低价值的矿山停产。
STREAM 能计算剥采比吗?
能。它把导入的块模型与实测地形和露天坑设计求交,按台阶和累计给出,单位可选 t/t 或 m³/t。它不计算经济合理剥采比,也不做露天境界优化。
在 STREAM 中按台阶查看矿石量、剥离量与剥采比
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