基于經(jīng)濟(jì)比較法大型金礦開采方案選擇研究

劉志遠(yuǎn)，周慧敏

(海南山金礦業(yè)有限公司，海南 三亞 572500)

開采方案主要包括開采工藝、生產(chǎn)能力、開拓方式及生產(chǎn)規(guī)模是系統(tǒng)性的復(fù)雜工程。通過對影響開采方案的各項因素進(jìn)行綜合分析可以制定更為科學(xué)合理的開采方案。因此，對于基于經(jīng)濟(jì)比較法的大型金礦開采方案選擇的探究有著重要意義。

1 大型金礦案例

礦區(qū)位于中國西北部，海拔最高為1800米，最低為1450米。礦區(qū)的高度差為350米，金礦為該礦區(qū)的主要存儲成分，存儲量為1322萬t，控制資源儲量為136萬t，推斷金礦儲量為1132萬t。該處礦區(qū)的地表有露頭且埋藏較淺，主要由兩種礦化帶組成。東北到西南是礦化帶的具體走向，長度約為730米，平均厚度為6-11米，傾角為50-60度。礦化帶主要由滑石綠泥石片巖與綠泥石片巖構(gòu)成，礦區(qū)礦化帶的圍巖主要由花崗閃長巖、花崗巖以及石英絹云母片巖組成。礦區(qū)總體穩(wěn)定性較差，礦巖的物理力學(xué)參數(shù)為：花崗閃長巖、花崗巖、石英娟云母片巖華石、綠泥石片巖以及綠泥石片巖的松散系數(shù)都為1.5，華石綠泥石片巖與綠泥石片巖的f值為2-6，石英娟云母片巖的f值為2-8，花崗巖與花崗閃長巖的f值為8-12，其中花崗閃長巖、花崗巖以及于石英絹云母片巖的容重皆為2.67。

2 開采方式選擇

2.1 開采模式

相比于地下開采模式露天開采模式的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)安全，勞動條件好、成本低、勞動生產(chǎn)率高、產(chǎn)量大、建設(shè)速度快，機(jī)械施工方便、貧化率低、回采率高、資源利用率高且開采工藝較為簡單[1]。相應(yīng)的露天開采方式也有一些缺點(diǎn)，隨著開采深度的逐漸加大，開采金礦的經(jīng)濟(jì)利益也逐漸降低。在開采過程中需要剝離巖土，將大量巖石排棄，占用大量土地且會受到氣候條件的嚴(yán)重影響。同時排巖石、卸載、運(yùn)輸、拆裝以及穿爆都會產(chǎn)生大量的粉塵，污染周圍環(huán)境。如果遇到埋深較深且礦體較薄的礦區(qū)，通常采用地下開采模式能夠獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益。但是地下開采模式的回采率低，安全性較差，生產(chǎn)能力小，基建時間長且工藝較為復(fù)雜。由于地下開采與露天開采皆有顯著的優(yōu)缺點(diǎn)，在確定開采方案時需要充分結(jié)合礦區(qū)的特質(zhì)，使用排除法可直接將地下開采模式排除。案例礦區(qū)該處礦區(qū)的地表有露頭且埋藏較淺，主要由兩種礦化帶組成。東北到西南是礦化帶的具體走向，礦化帶主要由滑石綠泥石片巖與綠泥石片巖構(gòu)成，且石英娟云母片巖華石、綠泥石片巖以及綠泥石片巖的松散系數(shù)都為1.5適用與露天開采方法，但在確定具體的開采方案前需要對露天底標(biāo)高度需要開展定量分析作業(yè)。如圖1為露天開采。

圖1 露天開采

2.2 開采方案的確定流程

依照礦區(qū)的實(shí)際情況，分析適宜的開拓方式類型，將地下開采方案與露天開采方案及露天轉(zhuǎn)地下開采方案進(jìn)行定向比較分析能得出三類方案。方案一為全露天開采模式，露天開采隨著開采深度的逐漸加大，開采金礦的經(jīng)濟(jì)利益也逐漸降低。方案二為露天加斜坡道的開采模式，在開采過程中需要剝離巖土，需要將大量巖石排棄，該種開采方案需要注意開采過程中產(chǎn)生的大量粉塵，盡可能地降低對周圍環(huán)境的污染。方案三為露天加豎井開拓的開采方案，其生產(chǎn)更為安全，勞動條件好、成本低、貧化率低、回采率高、資源利用率高且開采工藝較為簡單。其中方案二又衍生出AB兩種方案，分別適宜不同的露天底部標(biāo)高。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較法能夠從三種方案中篩選出經(jīng)濟(jì)效益更高且各方面更為適宜的開采方案。在完成上述流程后，確定礦區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模并與前期確定的開采方案進(jìn)行基于經(jīng)濟(jì)比較法的對比，進(jìn)而確定最終的礦區(qū)開采方案。

2.3 確定開采方案

方案一為全露天開采方案，該方案的開采工藝較為簡單，適用于視野范圍內(nèi)的全部礦體；方案二為斜坡道加露天開采方案，方案中包含的開拓工程主要有采礦區(qū)、斜坡道、東西風(fēng)井以及主斜坡道，斜坡道主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸人員、材料、設(shè)備及礦巖，采取無框采取無軌運(yùn)輸模式進(jìn)行階段運(yùn)輸，階段高度為45米，將廢石與礦石在各階段進(jìn)行裝車并沿斜坡道運(yùn)輸至地表的廢石場，該種方案的通風(fēng)模式為對角單翼通風(fēng)模式，入風(fēng)口為西風(fēng)井，并從東風(fēng)井回風(fēng)，借助機(jī)械排水方法，在井下設(shè)置水泵房與水倉；方案三為豎井開拓加露天開采模式，該項方案的開拓工程主要包含東西風(fēng)井、副井以及主井，將主副井集中設(shè)置于礦體中央，使用箕斗將主井中的礦石進(jìn)行提升，方案中的副井是罐籠井，主要負(fù)責(zé)將產(chǎn)生的廢石提升，并將人員材料設(shè)備進(jìn)行下放，該種方案采取有軌運(yùn)輸模式進(jìn)行運(yùn)輸，階段高度為45米，其通風(fēng)方式為對角單翼式，依然由西風(fēng)井進(jìn)行入風(fēng)并從東風(fēng)井回風(fēng)，與方案二相同借助機(jī)械排水方法，在井下設(shè)置水泵房與水倉。具體開采方案的選擇需要充分依照礦區(qū)的具體存儲條件，開采方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)以及周邊環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行綜合比較分析[2]。將方案一與方案二的工程費(fèi)用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，并將方案二與方案三的底部標(biāo)高進(jìn)行測算，估算其開拓方式的具體費(fèi)用。方案一的全露天開采方案會產(chǎn)生每萬噸7032份的廢石，總體工程費(fèi)用約為5300萬元；方案二的露天開采加斜坡道開采方法會產(chǎn)生3200萬元的剝離廢石費(fèi)用以及3000萬元的掘進(jìn)及支護(hù)費(fèi)用，其工程費(fèi)用估算總計為6200萬元；方案三的豎井開采加露天開采模式將產(chǎn)生700萬元的剝離廢石費(fèi)用及4500萬元的掘進(jìn)及支護(hù)費(fèi)用，其工程費(fèi)用估算總計為5200萬元，由此可以比較出全露天開采方案與豎井加露天開采方案的工程費(fèi)用估算總額較少，但全露天開采方案的優(yōu)勢更為明顯，其經(jīng)濟(jì)效益較高，生產(chǎn)規(guī)模大，生產(chǎn)工藝交易簡單且安全性有保障，同時全露天開采還具備勞動條件好、成本低、勞動生產(chǎn)率高、產(chǎn)量大、建設(shè)速度快，機(jī)械施工方便、貧化率低、回采率高、資源利用率高等顯著優(yōu)勢，明顯優(yōu)于其他兩種方案，因此，綜合考慮之后選擇方案一最為開采方式，即全露天開采方案。

3 開采規(guī)模的確定

基于比較經(jīng)濟(jì)法選擇金礦的開采方案，需要確定開采規(guī)模。露天金礦的生產(chǎn)規(guī)模需要在可行性條件下對最優(yōu)的生產(chǎn)方案進(jìn)行探究，其中的最優(yōu)主要是指經(jīng)濟(jì)效益最大化。依照現(xiàn)有的開采技術(shù)條件對可能達(dá)到的金礦生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行估算，選取相應(yīng)的建設(shè)規(guī)模方案，并對各方案的投資回報率進(jìn)行分別計算。基于經(jīng)濟(jì)比較法綜合分析各項方案的優(yōu)劣。為更好地確定礦區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模及礦區(qū)的服務(wù)年限，應(yīng)使其內(nèi)部收益率與累計凈現(xiàn)值達(dá)到最大，進(jìn)而確定合理的生產(chǎn)規(guī)模及最優(yōu)服務(wù)年限。在對各項方案進(jìn)行比對時，主要采用最小投資費(fèi)用法、內(nèi)部收益率法以及凈現(xiàn)值法核對各項方案的礦區(qū)盈利能力[3]。各項建設(shè)規(guī)模方案的具體經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下。方案a的建設(shè)規(guī)模為60萬t，項目總投資額為,9525萬元，達(dá)到生產(chǎn)能力的時間為一年，開采年限為十七年，穩(wěn)產(chǎn)年數(shù)為十五年，內(nèi)部收益率為7.45%，凈現(xiàn)值為每萬元-157.0。方案b的建設(shè)規(guī)模為80萬t，項目總投資為10583萬元，達(dá)到生產(chǎn)能力的時間為兩年，開采年限為十三年，穩(wěn)產(chǎn)年數(shù)為十一年，內(nèi)部收益率為%7.78，凈現(xiàn)值為-114.0。方案c的建設(shè)規(guī)模為一百萬t，項目總投資額為11465.5萬元，達(dá)到生產(chǎn)能力的時間為兩年，開采年限為十年，穩(wěn)產(chǎn)年數(shù)為九年，內(nèi)部收益率為8.1%，凈現(xiàn)值為-105.5。方案d的建設(shè)規(guī)模為120萬t。項目總投資為12230萬元，達(dá)到生產(chǎn)力的時間為三年，開采年限為七年，穩(wěn)產(chǎn)年數(shù)為五年，內(nèi)部收益率為6.95%，凈現(xiàn)值為-211.6。經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)中的凈現(xiàn)值是將各項投資方案所形成的現(xiàn)金凈流量，按照現(xiàn)金資金成本的貼現(xiàn)率進(jìn)行折現(xiàn)并與原始投資額的現(xiàn)值的做差。凈現(xiàn)值法就是依照凈現(xiàn)值數(shù)額的大小來評判投資方案的優(yōu)劣，若凈現(xiàn)值為正則方案可行性極強(qiáng)；凈現(xiàn)值的數(shù)額越大，則表明方案更為優(yōu)質(zhì)，所能獲得更高的投資收益。內(nèi)部收益率法能夠有效將投資項目期限內(nèi)的收益，與投資方案的投資總額緊密相連，并計算出該項投資方案的具體收益率，便于對照同類行業(yè)標(biāo)的的基準(zhǔn)投資收益率，進(jìn)而判斷可否進(jìn)行投資。上述投資方案a、b、c、d根據(jù)凈現(xiàn)值法計算出了相應(yīng)的數(shù)值。由于四種方案的凈現(xiàn)值皆為負(fù)。在折現(xiàn)率為0.1的情況下，方案c的凈現(xiàn)值數(shù)額最大，能夠獲取最高的投資收益率，并且根據(jù)上述四種方案的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，能夠確定出投資方案c的現(xiàn)金流價值更高，能夠獲得顯著的投資經(jīng)濟(jì)收益。因此選擇方案c，建設(shè)一百萬t/a規(guī)模的礦區(qū)。

4 結(jié)論

綜上所述，大型金礦的開采方案與管理設(shè)備、地質(zhì)條件等多種因素有關(guān)。本文以中國西北部區(qū)域的大型金礦為例，給出了全露天開采、斜坡道加露天開采方案以及豎井開拓加露天開采方案?；诮?jīng)濟(jì)比較法全面分析三種方案的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)情況，選用了全露天開采方案并確定開采規(guī)模為一百萬t/a。