牛鼻脊石灰石露天矿经济与投资风险分析

I摘 要据工业化学分析，生产一吨水泥，需要水泥用灰岩 1.3 吨，石灰石矿是水泥产品最重要的生产原材料。且“十五”以来，由于固定资产投资持续增长，在市场需求拉动下，重庆市水泥产量一直保持较快的增长速度。水泥产量的增加拉动了石灰石矿山行业的需求，故对石灰石矿山项目建设的投资经济风险分析就显得尤其重要。本文在前人的基础上系统的论述了矿业投资项目的三种经济评价方法，找出了各自适用范围与评价重点，对重要经济评价指标、参数作了分析与研究。并对矿业项目经济评价的数学理论进行了论述。并以牛鼻脊石灰石露天矿为具体课题研究对象，首先根据区域地质情况和已有地质资料，提出了合理的采矿方案，在采矿设计方案的基础上进行了生产能力核算。提出了露天矿项目财务经济评价模型，并以牛鼻脊石灰石露天矿为对象进行了计算和分析。其次对比总结了一些已有的项目风险分析评价方法，提出了矿业经济风险分析的实用创新方法，即敏感性分析与概率分析相结合，建立了风险分析模型，并以牛鼻脊石灰石露天矿为对象进行深入研究。最终得出结果，牛鼻脊石灰石矿项目投资经济效果较好，风险较小，能给投资者带来良好的经济效益。此种产能估算与经济评价、风险分析方法合理实用，能为全国同类的水泥用石灰石开发利用可行性研究提供指导性意见。该论文有图 7 幅，表 14 个，参考文献 62 篇。关键词：石灰石露天矿；生产能力；财务经济评价；风险分析AbstractAccording to industrial chemical analysis, to produce one tons of cement requires 1.3 tons of cement with limestone, limestone is the most important raw materials of cement products. And since the tenth “five-year-plan“, because of fixed asset investment continued to grow, driven by market demand, cement production has maintained rapid growth in Chongqing. Increase in cement production has driven the demand for limestone mining industry, so limestone mining project on the economic risk analysis of investment are particularly important.In this paper, based on the previous system, discusses the three types of mining investment projects, economic evaluation methods to identify the scope of application and evaluation of their own focus on the key economic evaluation, and research parameters analyzed.And discussed the mathematical theory of economic evaluation of mining projects.And to NiuBiJi limestone mine for the study of specific topics, first of all have been based on regional geology and geological data, making the rational mining program, in the mining design based on the capacity of accounting.At last making the production capacity verification based on the mining design. Proposed open pit project financial economic evaluation model, and to NiuBiJi limestone mine was chosen as a calculated and analyzed.Secondly, a number of comparative summary of existing methods of project risk analysis and evaluation of proposed mining practical method of economic risk analysis, it is combines sensitivity analysis and probabilistic analysis,risk analysis model was established, and to NiuBiJi limestone mine for the object in depth.The final outcome of NiuBiJi limestone mine project investment is better economically, less risky, to give investors good value for money. Such production estimates and economic evaluation of risk analysis methods are reasonable and practical, the same for the national development and utilization of the cement used in the feasibility study of limestone to provide guidance.Keywords: limestone opencast mine; productivity; financial economic evaluation; risk analysisIII目 录摘要 I目录 II图清单 V表清单 VIII变量注释表 IX1 绪论 11.1 课题研究的背景及意义 11.2 国内外研究现状与分析 21.3 研究内容 71.4 研究方法和技术路线 82 露天矿投资经济评价理论体系研究 112.1 矿业投资经济评价作用 112.2 矿业投资评价理论 122.3 矿业投资经济评价的数学理论 192.4 矿山工程投资项目经济效果评价指标 233 牛鼻脊石灰石露天矿生产能力分析 273.1 石灰石矿市场分析与预测 273.2 矿山区域地质环境概况 283.3 储量估算 343.4 矿山开采方案 353.5 牛鼻脊石灰石矿生产能力验证 384 矿山经济评价模型 434.1 财务评价的效益和费用估算 434.2 经济评价模型 474.3 牛鼻脊石灰石露天矿经济评价分析 505 矿山经济风险分析模型 575.1 矿业项目风险因素分析 575.2 矿业投资项目风险分析方法 585.3 矿山经济风险数量化模型 595.4 牛鼻脊石灰石露天矿经济风险分析 636 结论与展望 676.1 结论 676.2 展望 67参考文献 69作者简历 72学位论文原创性声明 73学位论文数据集 74VContentsAbstractIContentsIIIList of FiguresVIIList of TablesVIIIList of VariablesIX1 Introduction11.1 Background of Research and Research Significance11.2 Research Actuality 21.3 Research Contents71.4 Study Method and Technical Route82 The Theory of Economic Evaluation of Open Pit Investment System112.1 Economic Assessment Function of Mining Investment112.2 The Theory of Evaluation of Investment in Mining 122.3 The Mathematical Theory of Economic Evaluation on Mining Investment192.4 Economic Effect Evaluating Indicator of Mine Engineering Investment Project233 Productivity Analysisof NiuBiJi Limestone Opencast Mine273.1 Market Analysis and Forecast of Limestone Mining273.2 An Overview of Mine Regional Geological Environment 283.3 Reserves Estimation343.4 Mining Program353.5 Production Capacity Verification of NiuBiJi Limestone Opencast Mine384 The Model of Mine Economic Evaluation 434.1 The Effectiveness and Cost Estimates of Financial Evaluation434.2 Economic Evaluation Model474.3 Analysis of Economic Evaluation of NiuBiJi Limestone Opencast Mine505 The Model of Mine Economic Risk Analysis575.1 The Analysis of Mining Project Risk Factors575.2 The Risk Analysis Methods of Mining Investment Project585.3 The Quantitative Model of Mine Economic Risk595.4 Economic Risk Analysis of NiuBiJi Limestone Opencast Mine 636 Conclusion and Prospect676.1 Conclusion676.2 Prospect67References69Authors Resume72Declaration of Thesis/Dissertation Originality73Thesis/Dissertation Data Collection74VII图清单图序号 图名称 页码图 1-1 研究的技术路线 9Figure 1-1 Technical route of study 9图 2-1 财务评价结构图 15Figure 2-1 Financial evaluation chart 15图 3-1 矿区交通位置图 29Figure 3-1 Location of mining traffic 29图 3-2 采矿方法图 36Figure 3-2 Figure of mining method 36图 4-1 财务评价结果图 48Figure 4-1 The figure of Financial evaluation results 48图 5-1 风险管理的基本原理 58Figure 5-1 The basic principles of risk management 58图 5-2 三角分布图 65Figure 5-2 Triangle Distribution 65表清单表序号 表名称 页码表 1-1 风险度分级 7Table 1-1 Level of Risk degree 7表 2-1 三种不同评价方法的区别 13Table 2-1 The difference between three different evaluation methods 13表 3-1 首采矿区拐点坐标 29Table 3-1 Inflection points coordinates of the first mining area 29表 3-2 首采区资源储量结果表 34Table 3-2 The result table of the first mining district reserves 34表 3-3 主要采矿设备表 38Table 3-3 List the major mining equipment 38表 3-4 首采区开采境界要素 39Table 3-4 Boundary element of the first mining area mining 39表 3-5 年矿岩采剥量表 40Table 3-5 Scale in mining and stripping of each year 40表 4-1 建设投资总估算表 51Table 4-1 The table of the total estimated construction investment 51表 4-2 年成本费用表 53Table 4-2 The table of annual costs and expenses 53表 4-3 牛鼻脊石灰石露天矿项目现金流量表 55Table 4-3 Cash flow statement of NiuBiJi limestone opencast mine project 55表 5-1 风险度分级表 62Table 5-1 Classification table of risk degree 62表 5-2 牛鼻脊石灰石露天矿项目现金流量表 63Table 5-2 Cash flow statement of NiuBiJi limestone opencast mine project 63表 5-3 敏感性分析结果 63Table 5-3 The results of sensitivity analysis 63表 5-4 单因素变化敏感度 64Table 5-4 Sensitive to changes in single-factor 64IX变量注释表tCI第 t 年的现金流入额O第 t 年的现金流出额A 矿石年产量N 一个台阶可布置的挖掘机数P 具有代表性的水平分层量V 年下降速度，m/a 矿石回采率h h 开采台阶高度，mT 矿山服务年限Q首采区境界内原矿总量2K拟建矿山企业的吨矿投资1A类似矿山企业的生产能力拟建项目的生产能力类似矿山企业的吨矿投资C一吨矿石生产成本一吨矿岩生产经营费用n平均剥采比Q年矿石产量P矿产品单位价格K期初总投资采矿贫化率iu为第 i 个风险因素变量F即为风险因素的敏感度1 绪论11 绪论1 Introduction1.1 课题研究的背景及意义（Background of Research and Research Significance）改革开放以来，中国经济和基础设施高速发展，水泥需求量急剧加大，2008 年我国水泥产量达到 13.6 亿 t，比 2006 年增长 9.9，占到世界水泥产量的 50.37；水泥销售收入超过 4000 亿元，利润突破 200 亿元 1。“十五”以来，由于固定资产投资持续增长，在市场需求拉动下，重庆市水泥产量一直保持较快的增长速度。2008 年，重庆市水泥产量突破三千万 t。建材规模以上企业生产水泥 3127 万 t，同比增长 9.65%，其中：新型干法水泥产量 1493 万吨，同比增长 28.61%，占全市规模以上水泥总量的 47.74%。重庆市合川区地处重庆西北部，距重庆主城区 58 公里。合川区矿产资源丰富，全区共有 26 种。除石油、天然气、煤层气外，主要开采种有煤、石灰石、石英砂、建筑石材、耐火粘土、页岩、砚石、岩盐等。合川区石灰石资源丰富，经地质调查评价，石灰石约为 39.3 亿 t。据工业化学分析，生产一吨水泥，需要水泥用灰岩 1.3 吨，煤约 0.15 吨，水泥配料用砂和页岩约 0.15 吨。围绕合川政府发展 3000 万 t/a 水泥工业的思路，合川区成为重庆最大的水泥生产基地2。此次研究矿产品为水泥用石灰岩矿，作为水泥成产主要原料，在合川区沙溪镇规划建设五条水泥熟料生产线，建成年产 1000 万 t 新型干法水泥的现代化大型企业。建成后的石灰石矿山为重庆金九水泥有限公司在重庆市的重点项目，能有效实现资源综合利用，为生产新型干法水泥提供发展平台。根据矿段地区石灰石矿的地质赋存条件，探得合川区牛鼻脊水波洞村一带水泥用灰岩 332 资源量为 25061 万 t，采矿设计考虑到合川区水泥工业对石灰石的需求，矿管部门准入条件等因素。综合设计首采区年产 200 万 t 的大型山坡露天石灰石矿山。对同类矿山的设计起到借鉴意义。根据矿山地质条件，矿石利用最大化，矿山经济效益化原则和市场对矿产品需求的情况下对生产能力进行验证，可以生产，为采矿设计方案的选择提供依据。矿山投资项目的经济评价对工程项目的成功实施起着十分重要的作用。如果经济评价做得认真细致，其结论又能比较接近地反映出项目的真实情况。那么，有可能做到投资少、见效快、效益高、风险低的效果。对拟建项目的财务可行性和经济合理性以及项目投资的不确定性进行定量计算及分析论证，做硕士学位论文2出比较全面的经济评价，为投资项目的科学决策提供可靠的依据。论文在合川区盐井镇牛鼻脊段灰岩的地质详查情况的基础上 4，在采矿方案设计其中包括地质储量的估算，开采方法的设计，共用辅助工程设施设计等的基础上进行了产能确定。在前人所使用的投资分析与经济不确定性分析方法的基础上，提出了新的分析方法，并详细做了投资分析与经济不确定性分析，建立风险分析模型，最终得出结论牛鼻脊石灰石露天矿开发方案切实可行，经济合理、效益显著。此种产能确定方法与经济评价方案正确合理，能为全国同类的水泥用石灰石开发利用可行性研究提供指导性意见。1.2 国内外研究现状与分析（Research Actuality）1.2.1 石灰石矿开发的特点在水泥生产中，主要原料是石灰石，其主要成份是 CaO，纯质石灰石的最高含量为 56%，其品位由 Ca0 含量确定，有害成份为 MgO， 和游离的 。2SiO2Si据调查，生产一吨水泥，需要水泥用灰岩约 1.3 吨，煤约 0.15 吨，水泥配料用砂和页岩约 0.15 吨。我国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一，除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计，全国石灰岩分布面积达 43.8 万 ，未包括西藏和台湾，约占国土面积的 1/20，其中能供2km做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的 1/41/3。为了满足环境保护、生态平衡，防止水土流失，风景旅游等方面的需要，特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实，可供水泥石灰岩的开采量还将减少。全国已发现水泥石灰岩矿点七、八千处，其中已有探明储量的有 1286 处，其中大型矿床 257 处、中型 481 处、小型 486 处(矿石储量大于 8000 万 t 为大型、4000-8000 万 t 为中型、小于 4000 万 t 为小型)，共计保有矿一石储量 542亿 t，其中石灰岩储量 504 亿 t，占 93%；大理岩储量 38 亿 t，占 7%。保有储量广泛分布于除上海市以外 29 个省、直辖市、自治区，其中陕西省保有储量49 亿 t，为全国之冠 3。我国石灰石矿山设计及开采技术进步很快表现在:(1) 矿山设计采用矿块模型软件系统。目前很多水泥厂都非常重视矿山的生产勘探和分析，根据质量的好坏，分段、分块进行搭配开采和使用，但钻孔取样分析不能反映一个矿段的质量全貌，从而可能使设计的采矿方案达不到企业效益和社会效益的最大化。近几年矿山设计采用矿块模型软件系统，基本上解决了这一问题。例如，CQMS 系列矿场模拟软件用于矿山地质数据分析处理及开采设计，可实现在某一水平分层平面上的矿石搭配开采，能在保证矿石的质1 绪论3量和稳定、充分合理地利用石灰石资源的前提下，确定最佳开采方案。(2) 矿山设备向大型化、智能化，易操作方向发展。单台石灰石破碎机小时破碎能力达到 1600t，可满足 1Mt/d 熟料生产线对石灰石的需求；设备正在实现由机械铲向液压挖掘机过渡，国产液压挖掘机最大斗容量己达到 4 ；大3m中型矿山无论采用哪种开拓运输方式，矿山工作面运输均采用灵活方便的汽车运输方式，目前国产自卸汽车的载重量己达到 300t；一些矿山的爆破实现了机械自动装炸药取代了人工装药，即节约了炸药，又保护作业的安全高效。(3) 注重了石灰石资源的综合利用。大部分水泥厂在资源综合利用上采用的措施主要是加强生产勘探，对钻孔岩粉取样分析，掌握采场各生产部位质量情况，对矿区分矿块进行分块评价，分出精品区、优良品区和贫化区，然后据配料质量要求，制定出合理的采矿搭配计划。尽可能使废石、低品位矿石在开采过程中搭配利用，最大限度地合理利用矿山资源，实现废石、废渣零排放。(4) 注重矿山的环境保护及绿化复垦。资金投入、生产管理、采后植被绿化等方方面都纳入工程建设计划并付诸实施。如环境保护方面采取很多措施，采场配备了液压碎石机，用于大块二次破碎，避免了二次爆破给周围环境带来的噪声、粉尘及有毒有害气体的危害；矿山爆破采用机械自动装药取代了人工装药，杜绝了炸药撒落在炮孔周围，从而避免了对周围水体的污染；矿山配有专用洒水车；破碎系统有完备的收尘设备和喷水装置等。1.2.2 国内外石灰石矿山工艺、设备的特点目前我国年开采的水泥用石灰石矿量超过 10 亿 t，在一类矿产品统计中仅次于煤炭，位居全国第二。我国水泥石灰石矿山的开采技术和装备水平伴随着我国水泥工艺的技术进步和装备水平的发展而发展。在上世纪 50、60 年代，由于国内的装备水平和制造能力都比较低，石灰石矿山规模也较小，开拓运输大多采用电动车和轨道运输设计方案，并呈现出多种形式，如斜坡箕斗、水平箕斗、斜坡台车、串车提升、架空索道等，满足了当时国情和水泥建设的需要，取得了明显的经济效益。随着矿山规模的不断扩大和装备水平的提高，难以满足大规模建设需要的开拓运输方式，已逐步被淘汰。当前在条件适宜的矿山，大多都采用汽车公路这种比较灵活机动的开拓运输方案。目前主要发展为两大类开采运输方案。第一种为：溜槽-溜井-平炯-胶带输送机开拓运输方案，利用矿石自重在井中下落，节约了能源，矿仓中储矿，均衡了生产，能取得了良好的经济效益。此种开采方法在大中型矿山设计中，尤其是矿山比高较大时，仍得到广泛的应用。第二种为半连续化开采运输工艺，即公路汽车-破碎-胶带输送机运输。石灰石的破碎系统是矿山生产中一个非常重要的环节，破碎系统的选择尤其重要，目前我国已研制多种破碎机，并且一改厂房式破碎车间为露硕士学位论文4天式，大大地降低了土建投资。我国在主要设备上研发了钢芯胶带输送机，各类型的破碎机、重要运输设备与液压挖掘机等。在计算机软件设计方面，天津水泥设计院开发出了 CDQS 矿块模型分析系统和 CQMS 三维彩色矿床模型系统，用于矿山的地质数据分析处理和矿山开采设计，可实现在某一个水平或几个水平上进行矿石的搭配开采，在保证矿石的质量稳定、充分合理地利用石灰石资源的前提下，确定最佳开采方案，从而创造出最佳的企业效益和社会效益。国外在石灰石矿山设计中尤其是山坡露天矿设计中。主要有半连续工艺的汽车-破碎机-带式输送机运输，工作面移动破碎机加带式输送机运输的全连续化开采工艺。设备方面，其中国外的一些带式输送机相对先进，其相对质量及稳定性较好。如可水平拐弯的槽型钢芯带式输送机及管状带式输送机等。采掘机械与运输设备方面产品种类多，型号的选取应根据矿山地质条件，生产能力与采矿方法相适应，合理选择。在计算机软件应用方面，世界上先进的DATEMINE、SURPAC、MINCOM 公司开发的采矿工程软件，无论是从操作界面、功能上，都是能达到比较好的设计效果。在石灰石矿山的开采过程中应把节约放在首位。对矿床中符合做水泥原料、建筑用石或冶金、化工用石灰岩、自云岩要求的矿岩、夹层与顶底板围岩采取综合开发，做到石灰石矿产资源的综合利用。使水泥原料或建筑用石矿山成为零排废的无废料矿山。本着“安全、高效、经济和充分利用资源”的原则，对水泥原料或建筑用石矿床应做出开采规划与设计。防止矿床的无序开采。落实“在保护中开发，在开发中保护”的资源政策，做到对水泥原料或建筑用石矿山的环境保护和生态恢复、水土保持和土地复垦、矿山安全和地质灾害防治。1.2.3 国内外矿山项目经济评价投资项目经济评价及决策分析，在项目投资中起着非常重要的作用。项目经济评价及决策分析是在项目产品市场分析、研究的基础上，对投资规模、投资方向、投资结构以及项目的选择和布局等进行技术经济分析，包括投资的必要性和可行性。项目经济评价及决策分析是投资项目能否取得预期经济效益和社会效益的关键环节。随着对外开放，随着我国工业项目经济评价的发展，中国的矿业投资评价工作起步于 70 年代末。1987 年底，中国矿产储量委员会颁布矿产勘查阶段矿床技术经济评价的暂行规定 ，并编制了矿床技术经济评价参考手册 。此后，矿产资源的经济评价工作全面展开。直到 1999 年天津大学管理学院“三峡工程风险研究”课题组在总结大型工程项目研究成果的基础上编写的投资项目风险分析一书才首次结合工程实例，首次对大型工程项目进行全面风险分析与评价，对工程的投资经济风险、投资膨胀风险、工期风险和财务风险都做1 绪论5了详细的研究，全面系统地研究了风险的理论和方法。目前，国内外对项目投资经济评价及决策分析的研究己经非常深入，评价系统日趋定量化和模型化，而且对于分析评价的一些指标，在探讨的过程中越来越科学、完善。经过几十年的实践，项目投资经济评价及决策分析为我国经济建设的繁荣起到了不可替代的作用。国内石灰石矿经济评价方法主要有净现值（NPV） 、内部收益率（IRR）等反应资金利用效率的指标作为矿业项目的动态评价方法。并且试算出动态投资回收期( )。*PT在西方市场经济和矿产政策环境下，矿业作为一种商务活动毫不例外的服从市场经济的运行规则。矿业公司作为投资者在其投资决策过程中必须解决三个基本问题，即:找什么矿(市场)，在哪里找矿(勘查)，找什么规模的矿(开发、生产)。矿产经济评价作为一种手段在矿产投资决策过程中起非常重要的作用。矿产经济评价主要以现金流量和资金的时间价值为基础，考虑到税制因素和通货膨胀的影响，得出一系列静态(总收益、项目规模、返还期)和动态(年等值、净现值、现值比、回报率)的经济指标。然后将地质、工程、市场和政策法规等信息作为一个“输入”变量，对矿业项目进行期望值分析、敏感度分析和风险性分析，为以后的投资决策提供直观可靠的参数。在西方市场经济体制下，矿业公司的投资目的非常明确，就是要获取最高的回报率或最高额的利润。在上述前提下，矿业投资决策的首要问题是市场需求，也就是说矿业公司作为供给的一方必须以市场需求为依据来决策投资方向，即确定找何种矿。矿产资源是一种特殊的自然资源，它具有不确定性、不可再生性和地理分布的不均衡性等特点。因此，确定了需求目标后，在哪里找市场所需求的矿种是矿业投资决策的另一个重要问题。它将涉及到所投资国或地区的矿产经济政策、法规以及成矿地质背景，如地质找矿潜景、成矿模式和找矿模式等因素的可行性。具体到矿业投资决策经济评价方法，从项目经济评价的产生、应用与发展过程可以看出，现代项目经济分析评价的核心方法是费用效益分析。其费用效益分析方法的发展大致可划分为三个阶段 5。第一个阶段是 1936-1960 年为初级阶段。在此期间突出的表现为费用效益分析在美国的水利和公共工程领域的应用与初步发展。第二个时阶段是 1960-1970 年为传统费用效益分析的发展阶段。这个时期主要是由传统的费用效益分析支配着各个评价领域，其特点是费用分析在方法上进一步深化、完善和精密化，在应用范围上从公共工程部门向矿山、农业和其他经济部门扩展，由美国向欧洲、亚洲和拉丁美洲等地区和发展中国家推广。特别是在发展中国家里，项目评价方法引起了极大的兴趣，并取得明显的改进。硕士学位论文6第三个阶段是从 1970 为现代费用效益分析阶段。西方经济学家将 1968年以后由 OECD(经济合作与发展组织)和 UNTDO(联合国工业发展组织)提出的项目评价方法称为现代费用效益分析，亦称“新方法论” ，以别于传统的费用分析方法。我国矿山建设项目经济评价一般包括财务评价和国民经济评价。财务评价