[科普中国]-边界品位

边界品位是矿产工业要求的一项内容，是计算矿产储量的主要指标，用以区分矿石与废矿的临界品位。

定义边界品位是矿产工业要求的一项内容，计算矿产储量的主要指标。指划分矿与非矿界限的最低品位，即圈定矿体时单位个矿样中有用组分的最低品位。边界品位是根据矿床的规模，开采加工技术（可选性）条件，矿石品位、伴生元素含量等因素确定的。它是圈定矿体的主要依据。在国外，没有工业品位要求，边界品位是圈定矿体的品位依据。1

原理边界品位是区分矿石与废石的临界品位，矿床中高于边界品位的块段为矿石，低于边界品位的块段为废石。由品位一矿量曲线可知，边界品位的选择直接影响到矿石储量，进而影响矿山的生产规模、最终开采境界、设备选型和矿山生产寿命。因此，边界品位是一个对矿山整体经济效益有重要影响的因素。

边界品位两种计算方法：盈亏平衡法和最大现值法。

边际品位应用于单个样品区分矿石与围岩或夹石的有用组分含量界限，又称边际品位。当有用组分含量等于或高于边界品位值时，其所代表的区段为矿石，进而根据有用组分平均含量是否高于工业品位，进一步划分为可利用储量(表内储量)和暂不能利用储量(表外储量)。当有用组分含量低于边界品位值时，其所代表的区段则为围岩或夹石。边界品位应高于或数倍高于选矿后尾矿中的有用组分含量。

作用边界品位是区分矿石与废石(或称岩石)的临界品位，矿床中高于边界品位的块段为矿石，低于边界品位的块段为废石。从品位-矿量曲线可知，边界品位的选择直接影响到矿石储量，进而影响矿山的生产规模，最终开采境界，设备选型和矿山生产寿命。因此，边界品位是一个对矿山总体经济效益有重大影响的技术经济参数。

品位控制理论分析和实例验证表明，选别式开采地下金属矿在完全相同的市场价格形势下，可能采取截然不同的边界品位控制策略。这种情况是由于金属生产和选别式地下开采的特点而引起的。这在地下选别式开采的金属产出量受限于采矿准备能力、入选能力（采矿能力或选矿处理能力）和冶炼能力。在金属产出的瓶颈分别在这三个不同的生产环节时，随市场价格的升高，若矿山着眼于长期利润目标的最优化，边界品位应分别采取降低、提高和保持不变的控制策略。

采矿技术将矿山采矿、选矿全过程作为模型，结合最先进的采、选工艺、设备技术，以矿山经营整体经济效益最优化为目标建立了矿山经营参数整体动态优化模型，并结合实际，以边界品位、损失率、贫化率、出矿截止品位、干选选比、甩废石矿石品位、选矿比、精矿品位为变量，对矿山经营系统进行了整体优化，其优化结果不仅提供了各参数的控制指标，而且可年增加经济效益6882.8万元。

关于边界品位影响因素的探讨研究背景边界品位是用于区分矿石与废石的临界品位值，矿床中高于边界品位的部分是矿石，低于边界品位的是废石。很显然，如果把边界品位确定的太高，那么判定为矿石的部分就会变少，这样势必造成一些能够带来利润的部分矿石损失，不能达到矿山整体效益最好，同时，矿产资源也得不到有效利用;如果边界品位确定的过低，矿石量变大，在开采能力一定的情况下，每年获得的金属量变小，而且现金流分布在很长的矿山服务期内，经折现之后，其净现值大为减少，这样也导致非经济性。因此，边界品位优化研究的最基本问题，就是要选择最优的边界品位，使矿山生产的效益最大化。2

边界品位影响因素及分析矿山边界品位指标的确定是一项非常复杂的工作，综合性很强，涉及到各种自然、技术、经济等因素。下面分别介绍边界品位与开采方法、生产能力、选矿回收率、矿床品位分布、矿石费用和产品价格等主要的技术经济参数的关系。

（1）开采方法

固体矿产的开采一般分为露天开采和地下开采。露天开采时，先对覆盖在矿体的岩层进行剥离，然后将矿体划分为许多水平分层(台阶)，自上而下逐层开采。地下开采时，从地面开掘一系列井巷通达矿体，将矿体划分为若干个阶段，按照情况选择适合的顺序开采。就地下开采而言，采矿方法的选择与矿体产状(指矿体的倾角、厚度和形状等)有关。矿体的倾角主要影响矿石在采场内的搬运方法，而且倾角的影响还与厚度有关；矿体的厚度影响采矿方法和落矿方法的选择以及矿块的布置方式；矿体形状和矿石与围岩的接触情况也影响采矿方法的选择，如接触面不明显，矿体形状又不规则，不同的采矿方法会引起较大的采矿损失和矿石贫化。边界品位的选择直接影响着矿体的产状，从而也影响采矿方法的选择。对于露天开采，因为盈亏平衡剥采比是地质品位的函数，当矿床的品位变化大时(如贵金属与有色金属矿床)，境界线的位置不同，其穿越的矿体品位有较大差别。这种情况下，就不应采用一成不变的盈亏平衡剥采比进行境界设计，而应采用与境界线穿越的矿体部位的品位所对应的盈亏平衡剥采比。品位和盈亏平衡剥采比的关系可由公式求得。在实践中为方便起见，常常将边界品位和盈亏平衡剥采比的关系绘成直线。从经济意义上讲，这一直线表明了具有某一边界品位的矿石可以“支持”的剥岩量。通过边界品位确定的盈亏平衡剥采比，可以进一步确定露天矿的最终境界，从而选择合理的开采方法。

（2）矿山生产能力

通过边界品位与矿量的关系曲线可知(见图1)，边界品位和矿量是呈递减的关系。边界品位的确定决定着矿石量的多少，也就是矿山规模的大小。矿山生产能力的影响因素除了市场需求和最佳的经济效益外，主要受矿山规模的影响。

（3）选矿回收率

矿山企业的收益，与矿石选别后取得的金属量密切相关，而在矿石数量一定的情况下，金属产量取决于选矿的金属回收率。从选矿理论中我们知道，对于可选性相同的矿石来说，入选品位越高，选矿的回收率越高，反之入选品位降低，选矿的回收率降低，这种升降关系有一定的规律，可以用数理统计方法，来描述这一规律。

（4）矿床品位分布

运用数理统计的方法，可以得到各种品位级别的样品点出现频率，从而得到矿床品位分布函数。品位分布函数对边界品位确定具有非常重要的意义。对于一个矿山来说，如果矿床中各处的品位差异不大，那么边界品位的确定问题就变得比较简单。而事实上，由于有用矿物分布在不同品位级别上，当用不同的品位指标去圈定矿体，就会得到不同的矿石量。如果矿石开采边界品位减小，矿石量就会增加，平均品位却下降，从而影响矿山的生产经济效益，其影响程度如何，就取决于矿床的品位分布规律。矿床的品位分布函数的建立是边界品位优化分析的重要基础之一。

矿床的形成是一个非常复杂的自然过程，其品位分布形态并不是严格的符合某种数学函数。但矿床品位分布在统计上往往符合一定的函数形式，主要有正态分布、对数正态分布和负指数分布3种。在边界品位确定的情况下，品位分布影响矿体的产状，如矿体的形状、厚度和倾角等。

（5）生产成本

生产成本是指生产每吨矿产品所支付的费用总和。按产品的类别，又可分为矿石成本和精矿成本。矿石成本包括矿石开采过程中所发生的全部费用。以矿石为最终产品的矿山应计算到成品矿仓为止，采选联合企业则应计算到选厂原矿仓为止；精矿成本是生产1t精矿产品所投入的全部费用。单位成本按与产量的关系可分为不变成本和可变成本。不变成本是在生产能力一经形成，不管其利用程度如何，有关费用照样发生，如排水、维护及车间经费、企业管理费等。而可变成本是随矿产品产量的增减而变动的成本。单位成本影响边界品位的确定，单位成本越高，按盈亏平衡原则，边界品位越大。

（6）产品销售价格

价格是矿石开采品位指标经济分析的重要因素，一定品位矿石开采加工后效益如何，很大程度是取决于价格的高低，然而在大多数分析研究中，人们都把价格作为一个常数来处理。在以往的计划经济体制条件下，产品由国家制定调拨价格并长期保持不变，这种做法尚有一定的合理性；但是在市场经济条件下，价格经常变动，这就需要把价格当作一个变量来处理，在不同的条件下，采用不同的价格。所以价格的市场预测是在矿山经济决策过程中的一个重要步骤。预测的目的在于分析矿产市场经济变量间相互关系及影响因素、评估因素的变化对市场的潜在作用以及预测矿产市场的未来状态。

研究结论在矿山开采过程中，边界品位是一个影响面较大、涉及因素较多的经济技术参数。它的合理确定具有重要的经济意义。研究探讨了开采方法、生产能力、选矿回收率、矿床品位分布、矿石费用和产品价格等主要技术经济参数对边界品位确定的影响。讨论结果表明：边界品位的确定直接影响着矿体的产状，从而也影响采矿方法的选择；边界品位的高低，通过影响矿体规模大小来影响着生产能力的确定；单位成本的高低与边界品位大小呈递减关系；而产品销售价格对边界品位的影响存在两种绝然不同的观点；同时选矿回收率与矿床的品位分布对边界品位也有不同程度的影响。3

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学