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乌龙泉矿生产能力规划及决策分析 ① 柯丽华１， 胡 谱１， 叶义成１， 张 胜２， 谭 铭２ （１．武汉科技大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉 ４３００８１； ２．武钢资源集团 乌龙泉矿业有限公司，湖北 武汉 ４３００１４） 摘 要 针对乌龙泉矿生产现状和生产能力的决策需求，采用回归分析方法对该矿近 １０ 年的生产成本和产量统计数据进行拟合分 析，确定矿山成本-产量函数表达式，进而基于资源价值最大化原则建立乌龙泉矿生产能力规划模型，探寻该矿 ０～ ４３ ｍ 开采范围 内矿产资源开采量的变化规律，客观地反映了该矿矿体赋存条件差异和开采技术条件差异对生产能力决策的影响，减少了模型参 数确定的主观随意性。 结合矿山现有设备配置及使用情况，遵循设备投资投入最小原则，确定该矿 ０～ ４３ ｍ 开采范围内的生产能 力方案为第 １ 阶段（第 １～１５ 年）生产能力为 ２４０１０４ｔ／ ａ；第 ２ 阶段（第 １６～３０ 年）生产能力为 ３５０１０４ｔ／ ａ。 关键词 矿山生产能力； 成本-产量函数； 规划模型； 回归分析方法； 决策分析 中图分类号 Ｆ４０７文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３-６０９９．２０１７．０３．０３８ 文章编号 ０２５３-６０９９（２０１７）０３-０１４８-０４ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｗｕｌｏｎｇｑｕａｎ Ｍｉｎｅ ＫＥ Ｌｉ-ｈｕａ１， ＨＵ Ｐｕ１， ＹＥ Ｙｉ-ｃｈｅｎｇ１， ＺＨＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ２， ＴＡＮ Ｍｉｎｇ２ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００８１， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｗｕｌｏｎｇｑｕａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ ｏｆ ＷＩＳＣＯ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｇｒｏｕｐ， Ｗｕｈａｎ ４３００１４， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ-ｍａｋｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｗｕｌｏｎｇｑｕａｎ Ｍｉｎｅ， ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ １０ ｙｅａｒｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， ｗｉｔｈ ａ ｃｏｓｔ-ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｔｈｅｎ， ａ ｃａｐａｃｉｔｙ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｍａｘｉｍｉｚｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｖａｌｕｅ， ｆｏｒ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ａ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅｄ-ｏｕｔ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ０～４３ ｍ． Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｅ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ-ｍａｋｉｎｇ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ， ｔｈｕｓ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｕｓａｇｅ ｏｎ ｓｉｔｅ， ａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｐｌａｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ０ ～ ４３ ｍ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｓｃｏｐｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ２４０ １０４ｔ／ ａ ａｔ ｔｈｅ １ｓｔｓｔａｇｅ （ｄｕｒｉｎｇ １～１５ ｙｅａｒ）， ａｎｄ ３５０ １０４ｔ／ ａ ａｔ ｔｈｅ ２ｎｄｓｔａｇｅ （ｄｕｒｉｎｇ １６～３０ ｙｅａｒ）． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ； ｃｏｓｔ-ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ｃａｐａｃｉｔｙ ｐｌａｎ ｍｏｄｅｌ； ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ； ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ 矿山生产能力是矿山的重要决策参数，对矿山的 基建投资、生产成本、设备配置和经济效益有着重要影 响。 当前，决策者通常根据经验来确定矿山生产规模， 往往忽略了矿体赋存条件的差异和矿山开采整体效益 最优的原则对矿山开采量决策的影响，故容易出现生 产实践中生产规模改变的情况，造成投资大、矿山生产 效率不高和整体经济效益不佳等问题。 因此，科学决 策矿山生产能力，是矿山企业决策工作的核心。 １ 研究背景 乌龙泉矿矿床是呈层状分布的缓倾斜矿床，其 “石灰石白云石互层”“断层多且分布广”和“岩溶、裂 隙较为发育” 等特征使矿山开采条件较为复杂。 当 前，乌龙泉矿东区主要开采水平为５５ ｍ 水平和４３ ｍ 水平，即将进入 ０～４３ ｍ 的凹陷露天开采阶段。 近年 来，武钢优质钢生产对优质熔剂资源品位及产量的要 ①收稿日期 ２０１６-１２-２２ 基金项目 国家自然科学基金（５１２０４１２７） 作者简介 柯丽华（１９７４-），女，湖北鄂州人，教授，硕士，主要从事采矿工程系统优化教研工作。 通讯作者 叶义成（１９６０-），男，湖北汉川人，教授，硕士，博士研究生导师，主要从事矿床开采、矿山系统优化研究工作。 第 ３７ 卷第 ３ 期 ２０１７ 年 ０６ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３７ №３ Ｊｕｎｅ ２０１７ 万方数据 求逐年提高，乌龙泉矿不断对矿山产品质量和产量进 行调整，对优质熔剂矿石进行超强开采，造成矿山剥采 关系失调、优质矿石压矿和采场难以有序推进等问题， 使得矿山熔剂矿石的开采难以满足武钢生产对优质石 灰石的需求，一直通过外购方式解决供需缺口。 该矿 近 １０ 年内生产规模不断调整，在追求矿山生产局部经 济效益的同时，忽略了矿山整个寿命周期内经济效益 最优的最终目标，不利于提高矿山生产系统效率和资 源利用率。 该矿一旦完成４３ ｍ 水平以上的开采工作，就将 进入 ０～４３ ｍ 范围内的凹陷露天开采阶段。 考虑到 运输效率和运输成本的影响，矿山开拓系统将随开采 条件的变化而改变，主要工艺设备配置也将随之调整， 因而矿山生产能力也会产生变化。 为实现矿山开采整 体经济效益最大化，尽可能利用当前工艺设备和减少 投资额的增加，针对乌龙泉矿资源赋存特征和复杂开 采技术条件的变化，科学决策该矿 ０～４３ ｍ 范围内的 生产能力，是矿山决策工作的核心。 为此，本文基于资源价值最大化原则，构建乌龙泉 矿生产能力规划模型；结合矿山生产成本和产量的统计 数据，采用回归分析方法确定矿山成本-产量函数关系， 进一步确定矿山生产能力规划模型的参数，以反映矿体 赋存条件和开采技术条件差异对制定生产能力的影响； 在总结该矿开采量变化规律的基础上，遵循设备投资 最小原则，合理制定矿山 ０～４３ ｍ 生产能力方案。 ２ 矿山生产能力决策方法 目前，多侧重技术角度和经济角度对矿产资源生 产能力决策进行研究。 一方面，基于规模经济理 论［１］，结合开采技术角度［２-３］，综合考虑矿山工业储量 及服务年限、可能布置的挖掘机工作面数目、矿山工程 延深速度、设备合理配比等因素，采用泰勒公式［４］对 矿山生产能力进行确定和验证，往往不利于实现矿山 在整个寿命周期内的整体经济效益最大化。 另一方 面，基于技术经济原理［５］，从最终产品计划需要量和 投资数额等角度优化分析矿山的生产能力，或基于整 个寿命周期内实现资源价值最大化和社会福利最大 化，构建矿产资源最适耗竭动态规划模型［６-７］对矿山 资源开采速度进行规划，虽然考虑了矿山开采整体经 济效益最优和资源优劣的影响，但也给模型参数的确 定带有了较大的主观随意性，尚未考虑矿体赋存特征 和矿山开采技术条件差异带来的影响。 近年来，也有 相关研究基于传统产能验算，采用三维仿真［８］和系统 评价方法［９］，分别从技术和经济指标对有限产能方案 进行优化选择，结合矿山实际情况确定相对较优的生 产能力方案，有利于实现矿山局部或阶段性经济效益， 但也忽略了矿体赋存特征和矿山开采技术条件差异对 生产能力规划决策带来的影响。 只有基于矿山开采整 体经济效益最大化，同时考虑矿山开采技术条件和矿 体赋存条件差异对生产能力规划带来的影响，才能合 理规划矿山开采量和制定生产能力方案。 为此，基于资源价值最大化的矿产资源价值动态 模型（式（１）） ［６］，定义成本-产量函数的一般表达式 （式（２）），引入哈密顿函数，采用回归分析方法对矿山 实际统计数据进行拟合，以反映矿山资源赋存差异及开 采技术条件差别对生产成本和生产能力的影响，进而确 定参数 ａ、ｂ 和 ｃ，求解基于资源价值最大化的矿产资源 价值动态模型的最优解（式（３），即为矿山生产能力规 划模型），用于矿山开采量规划和生产能力的决策分析， 能较好地实现矿山开采整体经济效益最大化的目标。 Ｐｍａｘ＝ ｍａｘ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ ρｔ［ＰｔＱｔ - Ｃ ｚｔ（Ｑｔ）］ ρ ＴＦ（Ｒ Ｔ） ｓ．ｔ Ｒｔ１ - Ｒ ｔ ＝- Ｑｔ （ｔ ＝ ０，１，，Ｔ - １） Ｒ０ ＝ Ａ { （１） Ｃｚｔ（Ｑｔ） ＝ ａ ｂＱｔ ｃＱｔ２（２） Ｑｔ∗＝ １ ２ｃ Ｐｔ- ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ Ｐｔ- ２ｃＡ （１ ｒ）ｔ ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ （１ ｒ）ｔ （ｂ ＝ ０） １ ２ｃ - ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ Ｐｔ- ２ｃ Ａ ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ ｂ ２ｃ （１ ｒ）ｔ ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ （１ ｒ）ｔ Ｐｔ - ｂ （ｂ ≠０） （３） 式（１）～（３）中，设矿产资源的寿命期为 Ｔ 年；Ｐｔ为第 ｔ 年矿产品的价格，元／ ｔ；Ｑｔ为第 ｔ 年矿产品的开采量，ｔ； Ｒｔ为第 ｔ 年矿产资源的储量，ｔ；Ｃｚｔ（Ｑｔ）为第 ｔ 年的总成 本，元；Ｆ（Ｒｔ）为残值收益，元；Ａ 为该矿产资源初始量，ｔ； ρｔ为贴现系数，ρｔ＝（１ｒ） -ｔ ，ｒ 为贴现率。 值得说明的是，矿山生产总成本一般由固定成本 和可变成本组成，结合基于资源价值最大化的矿产资 源价值动态模型最优解的求解条件，确定矿山成本-产 量函数关系为二次函数，并定义一般表达式如式（２） 所示。 针对不同矿山产量和成本的统计数据拟合情 况，存在 ｂ＝０ 和 ｂ≠０ 两种情况，可根据拟合优劣程度 确定矿山生产成本-产量的具体函数关系，进而确定模 型参数 ａ、ｂ 和 ｃ。 基于矿山统计数据拟合分析，确定 矿山生产能力规划模型的参数值，能较好地反映矿山 ９４１第 ３ 期柯丽华等 乌龙泉矿生产能力规划及决策分析 万方数据 资源赋存差异和开采技术条件对生产成本和产量的影 响，也为模型参数的确定提供了有效的方法途径。 ３ 乌龙泉矿生产能力规划与决策 ３．１ 乌龙泉矿生产能力规划模型参数的确定 调查收集矿山信息，可知 ０～４３ ｍ 范围内各类矿 石总资源储量共计 ８ ８４９．３７ 万吨。 结合矿石粒径引起 的产品价格差别，对矿山各类矿石产品价格进行加权 处理，确定该矿矿石产品平均价格为Ｐｔ＝６３ 元／ ｔ。 按 乌龙泉矿全区的资源条件、生产技术条件和需求情况 等，并考虑经济合理服务年限的要求，确定矿山的生产 服务年限为 ３０ 年。 一般地，社会折现率取 ８％。 结合乌龙泉矿近 １０ 年矿石生产成本和产量的统 计数据，采用回归分析的方法对该矿生产成本-产量函 数关系进行拟合分析 Ｃｚ（Ｑ） ＝ ａ ｃＱ２ （ｂ ＝ ０）（４） Ｃｚ（Ｑ） ＝ ａ ｂＱ ｃＱ２ （ｂ ≠ ０）（５） 计算分析结果见表 １。 模型检验参数包括决定系数 Ｒ２ 和差异性显著检验值 Ｓｉｇ。 当 Ｒ２值越接近 １，说明模 型的拟合优度越高，回归方程拟合效果越好，差异性显 著检验值 Ｓｉｇ 不高于 ５％，则说明该拟合结果显著，拟 合差异小。 表 １ 模型检验和参数估计值 方程式 模型检验参数估计值 Ｒ２ＦＳｉｇａｂｃ 式（４）０．３１７１．３９４０．３２３１ ４９１．５６３０．３０ 式（５）０．９９１１１３．５３１０．００９７ ９２３．１４５-１４１．５６９０．７８１ 由表 １ 可知，当产量-成本函数形式为式（５）时，模 型检验参数分别为Ｒ２＝ ０．９９１，Ｓｉｇ＝ ０．００９＜０．０５，符合 检验参数要求，进而得到模型参数估计值为 ａ ＝ ７ ９２３．１４５，ｂ ＝- １４１．５６９，ｃ ＝ ０．７８１ 因此，乌龙泉矿生产能力规划模型的参数分别为 Ｔ＝３０ 年，Ｐｔ＝ ６３．０ 元／ ｔ，Ａ ＝ ８ ８４９．３７１０４ｔ，ｒ ＝ ８％， ｂ＝-１４１．５６９，ｃ＝０．７８１。 ３．２ 乌龙泉矿开采量规划分析 将模型参数带入公式（３），得到乌龙泉矿生产能力 规划模型的具体表达式（式（６））。 考虑矿石产品价格 的变动对矿山生产能力的规划影响，按价格 Ｐｔ在２０％ 范围内波动，分析矿山开采量在开采服务年限内的变 化，计算结果见表 ２，开采量变化曲线如图 １ 所示。 Ｑｔ ∗ ＝ １ ２ ０．７８１ Ｐｔ- （- １４１．５６９） - ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ Ｐｔ- ２ ０．７８１ ８ ８４９．３７ ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ - １４１．５６９ ２ ０．７８１ （１ ０．０８）ｔ ∑ Ｔ-１ ｔ ＝ ０ （１ ０．０８）ｔ （６） 表 ２ 乌龙泉矿开采量变化情况 第 ｔ 年 Ｑ∗ ｔ ／ （１０４ｔａ -１ ） Ｐｔ ＝６３ （元／ ｔ） Ｐｔ＝５０．４ （元／ ｔ） Ｐｔ＝７５．６ （元／ ｔ） 第 ｔ 年 Ｑ∗ ｔ ／ （１０４ｔａ -１ ） Ｐｔ ＝６３ （元／ ｔ） Ｐｔ＝５０．４ （元／ ｔ） Ｐｔ＝７５．６ （元／ ｔ） 第 ｔ 年 Ｑ∗ ｔ ／ （１０４ｔａ -１ ） Ｐｔ ＝６３ （元／ ｔ） Ｐｔ＝５０．４ （元／ ｔ） Ｐｔ＝７５．６ （元／ ｔ） １１７４．４０１６８．４７１８０．３３１１２２４．７４２２１．２８２２８．１９２１３３３．４１３３５．３０３３１．５２ ２１７７．８８１７２．１２１８３．６３１２２３２．２４２２９．１５２３５．３３２２３４９．６１３５２．２９３４６．９２ ３１８１．６３１７６．０５１８７．２０１３２４０．３４２３７．６５２４３．０３２３３６７．１０３７０．６５３６３．５５ ４１８５．６８１８０．３１１９１．０６１４２４９．０９２４６．８３２５１．３５２４３８５．９９３９０．４７３８１．５１ ５１９０．０６１８４．９０１９５．２２１５２５８．５４２５６．７５２６０．３３２５４０６．３９４１１．８７４００．９１ ６１９４．７９１８９．８６１９９．７１１６２６８．７５２６７．４６２７０．０４２６４２８．４３４３４．９９４２１．８６ ７１９９．８９１９５．２１２０４．５７１７２７９．７７２７９．０２２８０．５２２７４５２．２２４５９．９６４４４．４９ ８２０５．４０２０１．００２０９．８１１８２９１．６７２９１．５１２９１．８４２８４７７．９２４８６．９２４６８．９３ ９２１１．３６２０７．２５２１５．４７１９３０４．５３３０５．００３０４．０６２９５０５．６８５１６．０４４９５．３２ １０２１７．７９２１４．００２２１．５９２０３１８．４２３１９．５７３１７．２６３０５３５．６６５４７．４９５２３．８２ 年份 550 450 350 250 150 Pt 75.6 501015202530 开采量／ 万吨 年-1 ■ ■ ■ ■ ■ ■ Pt 63.0 Pt 50.4 ■ ○ △ ○ △ ○△ ○ △ ○ △ ○ △ ○ △ 图 １ 不同价格条件下乌龙泉矿开采量变化曲线 由表 ２ 可知乌龙泉矿在进入凹陷露天开采阶段 的 ３０ 年开采时间内，矿山资源开采量呈逐年上升趋 势，其开采量在 １６８．４７１０４～ ５４７．４９１０４ｔ／ ａ 之间变 化。 矿山产品价格变动对矿山开采量有一定影响。 矿 产资源价格２０％范围内波动时，矿产资源开采量均呈 增长趋势，当矿石价格增大时，矿山开采前期的开采量 增大，后期开采量降低。 反之亦然。 矿山开采量因价 格变动产生的最大变幅不超过 ２４．０１０４ｔ／ ａ。 ３．３ 乌龙泉矿生产能力的确定 乌龙泉矿是一座建设生产近 ６０ 年的露天矿，其生 ０５１矿 冶 工 程第 ３７ 卷 万方数据 产能力的确定，不仅要实现矿山开采整体经济效益最 优，还要反映矿体赋存特征及开采技术条件带来的影 响，更需要考虑矿山现有开拓系统及其主要工艺设备 的配置情况。 １） 基于矿山开采整体经济效益最大化原则，考虑 矿山矿体赋存差异和开采技术条件差异的影响，采用 乌龙泉矿生产能力规划模型进行矿山开采量规划分 析，可知矿山进入凹陷开采阶段的 ３０ 年内，为了更好 地实现矿山在开采服务年限内的整体经济效益，矿山 开采量呈逐年上升趋势变化，矿山生产能力的变化范 围为 １６８．４７１０４～５４７．４９１０４ｔ／ ａ，故生产能力应在此 范围内确定。 ２） 露天矿主要生产工艺包括穿孔、爆破、采装、排 岩，其中采装工艺是核心。 露天矿生产能力的实现主 要依赖于采装设备的生产能力。 当前，乌龙泉矿东区 生产水平为４３ ｍ 水平和５５ ｍ 水平，矿山现配有 ２ 台 ＶＯＬＶＯ-ＥＣ７００ＢＬＣ 挖掘机（４ ｍ３） 用于采剥矿岩 （实际台年效率为（１５０～１７０）１０４ｔ／ ａ），充分满足当 前生产能力 １８０１０４ｔ／ ａ 的需要。 结合矿山近 ３～５ 年 生产能力大幅提高至（３５０～４００）１０４ｔ／ ａ 的需求，根 据地质资料分析此开采期间平均剥采比为 ０．２６ ∶１，故 在矿山进入０～４３ ｍ 范围开采前，需增加 １ 台 ＶＯＬＶＯ- ＥＣ７００ＢＬＣ 挖掘机（４ ｍ３），即可满足矿山生产需要。 当矿山进入 ０～ ４３ ｍ 范围开采后，考虑平均剥采比 ０．６７∶１的影响，并遵循主要设备投资增加额最小的原 则，乌龙泉矿凹陷部分开采的生产能力不超过 ４００ １０４ｔ／ ａ 时，共需 ４ 台 ＶＯＬＶＯ-ＥＣ７００ＢＬＣ 挖掘机（即再 增加 １ 台挖掘机）可以满足生产需求。 因此，为使设 备投入增加额最小，乌龙泉矿进入 ０～４３ ｍ 范围开采 时，生产能力不超过 ４００１０４ｔ／ ａ。 ３） 考虑进入０～４３ ｍ 范围开采的前期，因封闭圈附 近开采的生产剥采比较大，随着开采水平不断下降，生产 剥采比有减小的趋势，故为减少近期设备投资的增加额， 可将矿山矿石生产能力的制定分为两个阶段。 结合表 ２ 结果，确定该矿进入 ０～４３ ｍ 开采后的生产能力方案 为第１ 阶段（第１～１５ 年）生产能力为２４０１０４ｔ／ ａ；第２ 阶段（第 １６～３０ 年）生产能力为 ３５０１０４ｔ／ ａ。 ４ 结 论 １） 基于矿产资源开采整体经济效益最大化原则， 建立了矿山生产能力规划模型。 通过定义矿山生产成 本-产量的一般函数表达式，并采用回归分析方法对矿 山生产成本-产量进行拟合分析，既反映了矿山开采技 术条件和矿体赋存特征的差异对矿山生产能力的影 响，又客观地反映了矿山资源优劣程度，减少了模型参 数确定的主观随意性。 ２） 采用回归分析方法对乌龙泉矿近 １０ 年矿山石 灰石产量和生产成本的统计数据进行拟合分析，建立 了该矿生产成本和产量的函数关系，并确定了该矿生 产能力规划模型参数；进一步构建乌龙泉矿生产能力 规划模型的具体表达式。 ３） 采用乌龙泉矿生产能力规划模型，探寻并总结 了该矿 ０～４３ ｍ 开采范围内矿产资源开采量的变化 规律矿山资源开采量呈逐年上升趋势，其变化范围为 １６８．４７１０４～５４７．４９１０４ｔ／ ａ；矿山产品价格变动对矿 山开采量有一定影响，当矿石价格增大时，矿山开采前 期的开采量增大，后期开采量降低，反之亦然。 矿山开 采量因价格变动产生的最大变幅不超过 ２４．０１０４ｔ／ ａ。 ４） 结合乌龙泉矿现有设备配置及使用情况，遵循 设备投资投入最小原则，确定矿山生产能力方案为第 １ 阶段（第 １～１５ 年）生产能力为 ２４０１０４ｔ／ ａ；第 ２ 阶 段（第 １６～３０ 年）生产能力为 ３５０１０４ｔ／ ａ。 参考文献 ［１］ 张幼蒂，姬长生． 大型矿山生产规模及其相关决策要素综合优化 ［Ｊ］． 中国矿业大学学报， ２０００，２９（１）１５-１９． ［２］ 王运敏． 现代采矿手册［Ｍ］． 北京冶金工业出版社， ２０１１． ［３］ 张 培． 影响露天矿区生产规模的关键因素分析［Ｊ］． 山东工业 技术， ２０１３（４）６８-６９． ［４］ 郑明贵，蔡嗣经． 地采金属矿山生产规模确定的泰勒公式研究 ［Ｊ］． 江西理工大学学报， ２００７，２８（３）２１-２５． ［５］ 何令纯，陈文祥． 露天矿合理生产能力的确定［Ｊ］． 金属矿山， ２０００（２）１６-１８． ［６］ 魏晓平，王立杰． 矿产资源价值动态模型的研究［Ｊ］． 中国矿业大 学学报， １９９７，２６（１）５７-５９． ［７］ 王新宇，魏晓平． 基于社会福利最大化的资源开发动态决策模型 ［Ｊ］． 中国矿业大学学报， ２００２，３１（１）６５-６８． ［８］ 杨 彪． 基于三维仿真的大型露天矿生产能力动态优化［Ｊ］． 矿 冶工程， ２０１２，３２（４）２７-３０． ［９］ 杜 坤，李夕兵，周 健，等． 采矿方案优选的熵模糊物元决策模 型［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１０，３０（５）１２-１７． 引用本文 柯丽华，胡 谱，叶义成，等． 乌龙泉矿生产能力规划及决策 分析［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１７，３７（３）１４８-１５１． １５１第 ３ 期柯丽华等 乌龙泉矿生产能力规划及决策分析 万方数据