对确定露天矿经济合理剥采比的浅析.doc

对确定露天矿经济合理剥采比的浅析鞍钢矿山对确定露天矿经济合理剥采比的浅析鞍钢东鞍山铁矿陈殿林鞍钢矿山研究所提要对露天现行经济台理采的方法及存在题做了太一要指标的确定更趋台理.关键词经济台理剥采比圭些壁苎竺苎苎一,前言鼯天开采境界的确定,一直是采矿工程中一项重要的问题.开采境界确定的合理与否,对整个矿山生产有着重大的影响.要正确选定矿床的开采方式与最终境界,必须全面地考虑各方面的影响因素.开采境界定得过小,将把矿床中大量工业矿量转给坑内开采,使矿石成本提高;若开采境界定得过大,将把一部分本该用坑内开采的工业矿量划入露天开采.使这部分矿石成本偏高.所以,这两种情况都不适宜于合理开采矿床的工业矿量.确定露天开采的合理境界,不仅要考虑矿床赋存条件,勘探程度,开采工艺和技术装备水平,以及建设规模.而且还应充分考虑到基建投资,资金返本年限.以及企业投产后的经济效益等一系列因素.长期以来.找国冶金露天矿山一直沿用境界剥采比不大干经济合理剥采比的原则,来确定露天开采境界.近些年来,我国冶金露天矿山发生了很大的变化.主要体现在相继建起了一批大,中型的矿山.同时又有相当数量的露天矿山转入或即将转入深部开采,有的由露天开采转为地下开采.随着开采条件的变化,有的设备已不适合生产的需要.必须引进先进的技术装备.这样,矿山的各项作业费用和采矿,剥岩成本,普遍比以前要有较大幅度的露獬提高,各项费用逐年增加,基建投资已由国家拨款改为贷款.这一系列的变化.使原来确定的经济合理剥采比的方法和规定,越来越不符合矿山设计和生产的实际情况.比如<矿山设计手册)中规定的,以81O米/米为境界剥采比圈定大型露天铁矿的开采境界,这样.矿山建成投产后将会在很短的时间内亏损.练上所述,本文试图就露天矿现行经济合理剥采比的几种确定方法及存在的问题做一浅陋分析.力图使这一重要指标的确定更趋合理.二,现行经济合理剥采比的几种确定方法确定经济合理剥采比的方法很多.大致可以分为两大类.一类是以露天开采与地下开采经济效果相比较的成本比较法;另一类是与产品销售价格相挂钩的价格法.其中,成本比较法可以具体分为:1.原矿成本比较法;2.精矿成本比较法.它们均是以成本比较作为衡量露天与地下开采的经济效果的.另外,价格法也可以具体分为:1.原矿价格法;2.精矿价格法.例如:某矿全部用露天开采方案,原矿规模为600万吨/年,平均剥采比2,94吨/吨,生产剥采比为4.56吨/吨.基建剥岩量为21689万吨.如果全部用地下开采方案.原矿规模按700万吨/年计算.两方寨生铁,期一/第,总M鞍钢矿山1997年第5船产量相同(地下开采贫化,损失较大),采用竖井开拓,全矿设六个竖井,其中矿石提升井和通风井各两个,辅助提升井一个,其它井一个,在井下设粗破碎设施.使用无底柱分段崩落法采矿.两个方案的技术经济比较见表1所示.由于露天开采投资多于地下开采达6508.20万元.投资年限长达8.76年,基建时间又长34年,露天矿排土场占地很多,因此决定全部采用地下开采.某矿露天与地下开采方案技术经济比较表表1指标名称单位西天开采地下开采可采矿量万吨2095O239矿石回采宰9580矿石贫化率%3l5富矿采出品位48.7742.77贫矿采出品位32.222824原矿产量万吨/年600700生铁产量万吨/年292.62292.62基建投资万元58l365l627.80年经营费用万元2937629777O0我国冶金矿山多属于倾斜或急倾斜矿体的矿床,一般情况下,平均剥采比小于境界剥采比根据有用矿物矿体的厚度,埋藏条件及其复盖岩石的情况,选择露天与地下开采方法井确定露天开采深度时,一般容易产生下列几种情况.1.矿体厚度大,埋藏深度浅者,全部矿床均用露天法开采;2.矿体厚度小,埋藏很深时,全部矿床均采用地下开采;3.矿体厚度大.但复盖岩层很厚时,可能全部用嚣天开采,也可能全部用地下开采.4.埋藏很深的倾斜或急倾斜矿体,复盖岩层较薄.此时矿体的上部需用露天开采,矿体的深部将用地下开采.上述前三种情况由于矿床埋藏条件特殊.复盖层很厚或矿床极不规则,应做全面技术经济比较才能决定采用何种开采方法.第四种情况主要是针对矿体埋藏很深的倾斜或急倾斜矿体.若矿体埋藏不太深,按经济合理剥采比等于境界剥采比的要求来圈定境界.下面简单叙述一下成本比较法与价格法:1.原矿成本比较法按原矿成本比较计算的方法,是用原矿作为计算基础,使罐天开采出来的原矿成本等于地下开采成本.计算公式为:nii=(Cda)米./米U式中:.一经济合理剥采比(米/米);Cd一地下开采单位矿石成本(元/吨);一嚣天开采采矿成本(元/吨);b一嚣天开采单位岩石的剥离费用f元/吨);r矿石容重(吨/米.).2.精矿成本比较法以露天开采与地下开采的矿石单位精矿成本相等,来求出经济台理剥采比.计算公式为:n-(ML-.)米/米式中:q,r,b符号弼前;H0一露天矿开采矿石的精矿选矿比(吨/吨);1.,D一分别为露采与地采每吨工业储量产出精矿所得盈利,(元/吨).3.原矿价格法原矿价格法.即原矿售价与露天开采单位矿石成本相等,求出经济合理剥采比.1997年第5期鞍钢矿山计算公式为:.,Paa塬r式中:Nj,a,r,b符号同前;Pa一原矿售价(元/吨).4.精矿价格法精矿价格法,即精矿售价与露天开采矿石的单位精矿纯采选费用相等,来求出经济合理剥采比.计算公式为:,P0一S0j翱式中:Nj,S0,b,r符号同前;一精矿售价(元/吨).除上述的几种方法外,还有以露天开采出的矿石盈利等于地下开采出的矿石盈利,即储量盈利比较法等一些计算方法.如:(L-.)式中符号同前.由于储量盈利比较法不适合露天矿山,在此就不加以考虑.应该指出,目前各种经济合理剥采比的计算方法大多以生产费用进行计算,但计算方法并未反映露天开采转入地下开采时基建投资的差异.露天矿在某一深度转入地下开采时需开凿井巷及购置坑采设备追加的投资很大,而继续用露天开采追加的投资就很少.因此,在露采转入地采的时候,采用经济合理剥采比时,应考虑以生产费用和投资的折算费用进行计算,即以露天开采与地下开采折算费用相等的条件来决定经济合理剥采比,一般用下式计算:Nj:式中:Ni一经济合理剥采比(吨/吨);E一投资效果系数;c_地下开采采矿费用,(元/吨);a露天开采纯采矿费用(元/吨);b一剥离费用(元/吨);Kd一地下开采年产单位矿石的投资(元/吨);Ka一露天开采年产单位矿石的投资(元/吨);Kb一露天开采年产单位岩石的投资(元/吨).三,对现行经济合理剥采比确定方法的分析合理确定经济合理剥采比,是一个理论问题,同时又是一个非常实际的问题.我们可以结合鞍钢几个露天铁矿的实际情况,比较与分析上述几种经济合理剥采比的确定方法.现将鞍钢几大露天铁矿1996年的实际指标,并根据这些实际指标推算出的有关指标,列入表2及3中.各铁矿经济合理剽采比计算基础数据表表2项目名称单位大孤山矿东鞍山矿眼前山矿齐大山矿矿石成本元/吨646356916759.87露采矿石成车元/吨45.09432344.8645.37露栗剥岩成车元/米52.7954.3653.舯54.69矿石售价元/吨64.2O62.9o64.8o6350精矿售朴元/吨296.29430296.4029510矿石加工贽元/吨7.566.845.23798精矿成本元/吨297.50295.20295802.90地质品位%34.2032.5030.6531.62矿石窖重吨/朱3.4343.43.3辅矿品位%65.8764.3766,1863.21鞍钢矿山I997年第5期鞍钢各铁矿经济合理捌采比计算表表3计算方法单位太孤山矿东鞍山矿眼前山矿齐太山矿原矿成车比较法m/6.755.286.966.72精矿成车比较洼/8.867l98.218.63原矿价格洼m/m5.385.065885.57精矿价格法m/m8.477.9167.52从表2及表3中可以看出,以现行矿石价格求出的经济合理剥采比,可以看作是企业在经济上的一个分界点,当生产剥采比低于它时,企业就会盈利;当生产剥采比高于它时,企业就将亏损.作为鞍钢原料生产企业的矿山,因多种原因,造成政策性亏损,各铁矿的实际生产剥采比,均已超过用原矿价格法求出的经济合理剥采比.用原矿价格法与精矿价格法求出的经济合理剥采比值,鞍钢几个铁矿山的情况是这样的:大孤山矿和眼前山矿是精矿价格法大于原矿价格法;东鞍山矿卵两法几乎相等;而齐大山矿是精矿价格法小于原矿价格法.如图l中的图a,图b,图c,图d所示.成本比较法与价格法的比较可见图d所示.国1两法所求经济合理剥采比值示意国以上图示可以说明:(1)以磁铁矿石为主的矿山,由于矿石售价高,矿石加工费用低.盈利相对较多,允许的极限剥采比较大;(2)以赤铁矿石为主的矿山,虽然采剥费用低于以磁铁矿石为主的矿山,但由于矿石售价低.特别是矿石加工费用高,盈利却很少,允许的极限剥采比较小,甚至用精矿法求得的经济合理剥采比值要小于用原矿法求得的经济合理剥采比值.从上图还可以看出,仅仅以圈定的开采1997年第5期鞍钢矿山深度来衡量成本法与价格法的差异,并不能说明问题.如用成本法圈定得出的Nj,矿山在一定的生产期内是不会盈利或者说是会亏损的.因为在开采境界内圈入了一部分用价格法计算要亏损的储量.当两种开采方式(即露天与地下)的矿石贫化率近似或相等时,采出矿石品位相同,精矿品位与精矿售价应相辅相成.实际上这两种开采方式的矿石贫化率是不相同的,而且差较大.精矿成本比较法考虑了两种开采方式矿石贫化率的差异对矿山经济效益的影响,但并没有反映出矿山经济效果的好坏.四,成本法与价格法存在的问题众所周知,经济合理剥采比仅仅用于确定露天开采境界,而无法用此限定生产剥采比或均衡生产剥采比,如果那样的话,露天矿前期便可大量剥岩而仍为合理,这显然不够实际.换言之,确定境界时依此合理,生产时依此却不一定合理.原矿成本法中存在着没有涉及到矿石回收率和贫化率的项目,即没有考虑露天开采和地下开采两者在损失,贫化方面的差别,从而并没有反映出露天开采在这方面的优越性.按照露天开采与地下开采经济效果相等的原则,两种开采方式的年盈利应该相等.即:瓦A(Co7Dq):A(co一一QE)当两种开采方式的矿石贫化率近似或相等时,采出矿石品位相同,则:=H精矿品位与精矿售价也应相等(c0:cQ).根据贫化率的定义,实际贫化率为:P=粤二a_于是,原矿品位:a=a0(1一p)ao+ap式中:a一原矿品位;ao一矿石的工业品位;一围岩的含矿品位;p-_实际贫化率.由:(a+F)及Sn:(C+F)Rn将一Rn代入,可得出:al:r_D综上所述,只有当露天开采与地下开采矿石贫化率近似或相等时,上式才适用.因此,原矿成本法并没有考虑由于两种开采方法矿石贫化率的不同,以致带来精矿数量和质量上的差别,这是该方法的一个弊病.无论是成本法,还是价格法,用来计算经济上允许的剥离量(sns.),地下与露天开采成本之差,以及Paa(精矿价格与采矿作业费用之差).其中,既有采矿的效益,也有选矿的效益.把不管是采矿的还是选矿的效益,全部用来考虑允许的剥岩量,实质上是把选矿的经济效益全部转移到采矿上来,这种做法,从理论上讲不够合理,在实际中就很难行得通.从经济的观点,或者说从盈利的目的考虑,允许的极限剥采比,也就是矿床的开采深度,不仅与矿山的采剥成本和矿石售价有关,还与矿石的加工费用有关.同样的或相近的采剥成本,不同种类和类型的矿石,其得出的经济效果是不同的.西方矿业界很重视露天矿设计中的经济因素.对于经济合理剥采比,则认为它仅适合于露天矿最终境界面上的那一层,通常大于整个矿体的平均剥采比,其定义为:每吨矿石回收的价值一每吨矿石的生产费用每吨岩石的剥离费用美国凯萨公司在对南芬铁矿的设计中,就采用了下式来计算经济合理剥采比.nN强IAR-a-C(吨/吨)符号同前.上述关于经济合理剥采比的应用原则和计算方法,实际上就是境界剥采比不大于经济合理剥采比的原则.rttL鞍钢矿山1997年第5期俄罗斯一些露天矿也很重视经济合理剥采比的确定.例如:俄罗斯奥洛维恩矿山,原决定露天开采耀度为100米,100米以后转入地下开采.但在规划地下矿时,需要基建投资4213万卢布,地下开采矿石成本为460卢布/吨,如果继续采用露天开采下部矿体,尚需追加基建投资680万卢布.露天开采矿石成本为490卢布/吨,露天开采与地下开采投资相差1.10倍.五,结束语目前,我国已有相当一部分的矿山转入或正在转入深部露天开采,开采出的矿石大都是贫矿,赤矿等一些难选矿石.从而造成采剥戚本与加工费用逐年上升.另外,现行的矿石价格与精矿价格偏低,虽然近几年价格有所调整,但与其成本相比,仍显偏颇,以至于矿山连年亏损.改革和发展的形势,要求矿山有所盈利,矿山的兴衰,职工的收入,几乎都与矿山的经济效益有着直接的联系.在评价经济合理剥采比的应用原则与方法时,应当对以上诸因素给予充分考虑.通过以上一系列的分析和比较,笔者认为,除缓倾斜,厚复盖层等矿体外,一般情况下,经济合理剥采比大于境界剥采比的原则,是露天矿山开采境界的晟佳原则.应用这一原则,可以保证开采矿床全部储量的计算费用最小.对于经济台理剥采比的计算方法,依笔者之见,推荐综台价格法.综合价格法