工程经济原理在采矿方法选择中的应用(1).pdf

黄 金 GOL D 2 0 0 5年第 1 1 期／ 第 2 6卷 工程经济原 理在 采矿方法选择 中的应 用 袁世伦 ， 成华雄 1 ． 铜陵有色金属 集 团 公司技术 中心 ； 2 ． 建材广州地 质工程 勘察院 摘要 针对传统的采矿方法“ 三大步” 选择法存在的弊端， 把工程经济原理 中的盈亏平衡点法和 价值 工程 法 引入 采矿 方法选择 中， 把原 来定性 的 比较进 化 成定 量 的分析 ， 用 直观 的数 字 来评价 采矿 方 法的优 劣。 关键 词 工程 经济原理 ； 采矿 方法 选择 ； 盈亏 平衡 点 ； 价值 工程 中图分类号 T D 8 5 2 文献标识码 B 文章 编号 l 0 0 1 1 2 7 7 2 0 0 5 1 l o o 2 4一 【 4 1 概 述 目前 ， 在采矿方法选择中有 2种弊端 一是一些 矿山， 特别是老矿 山， 因循守旧， 只按生产习惯套用某 种采矿方法 ， 只图方便 省事， 因而难于改善技术经济 指标 ， 提高资源 回采率 ， 增加经济效益 ； 二是矿山设计 人员 ， 也照搬书本手册 ， 按老模式去评价项 目， 搞方案 设计 ， 拘泥于定性分析或简单的主观判决 ， 不 能根据 矿 山的具体条件“ 因矿生法” ， 往往事倍功半。要克服 上述采矿方法选择存 在的弊端 ， 笔者认为， 采矿方法 方案确定应该引入现代综合分析法 ， 即工程经济原理 中的盈亏平衡点法和价值工程法。 2 盈亏平衡 点法 方案选择通常是在 2种方案之中进行选择 其中 一 个方案在一组条件下可能更为经济 ， 而另一个方案 在另一组条件下可能更为经济。通过 变换在该组条 件下的某一变量值 ， 并使 2 方案之间的所有其他不同 点保持不变 ， 就可为该变量找到一个使得 2 个方案经 济上相同的值 ， 这个值就称之为盈亏平衡点。在采矿 方法选择中经常遇到这样 的情况 一种采矿方法采矿 损失率和矿石贫化率低 ， 但矿石生产成本高； 另一 种 采矿方法矿石生产成本低 ， 但采矿损失率和矿石贫化 率大。这时可以用每吨工业矿量的收益 ， 作为经济效 果指标 ， 确定 出采矿方法 的使用界 限 临界 品位 ， 大于临界品位的矿段 ， 可以应用高成本、 低损失率、 贫 化率的采矿方法 I ／ J 、 于临界品位的矿段， 应用低成本 、 损失 率 、 贫 化率 大的采 矿方 法。 每吨工业矿量的收益 ， 可按公式 1 计算 E 1 一 ／ 1 一y [ P a 1 一y ／ a ； E c 1 一C 2 一c 3 ] 1 式 中 E 每 吨工业 矿 量的 收益 元／ t ； 采矿损失率 ％ ； y 矿石贫化率 ％ ； a 矿石品位 ％ ； a 精矿 品位 ％ ； e 选矿 回收率 ％ ； p 精矿价格 元／ t ； c 矿 石 开采 成本 元／ t ； C 2 矿石 地面运 输成 本 元／ t ； c 矿 石选 冶成 本 元／ t 。 例如 某铜矿床开采 ， 充填采矿法和崩落采矿法 均可采用。一般矿石 品位 高时， 应用充填采 矿法有 利 ， 矿石品位较低 时， 应用崩落采矿法较为合理。此 时可分别列出 2种采矿方法的单位矿石收益的计算 式 ， 将不同的矿石 品位带人后 ， 即可得 出如图 1 所示 的 2条曲线 I为采矿损失率、 矿石贫化率高 ， 成本低 的采矿法单位矿石收益与品位的关系曲线 ； Ⅱ为采矿 损失率 、 矿石贫化率低 ， 成本高的采矿法单位矿石 收 益与品位的关系曲线 ， 其交点 Q所对应的品位 a 为 2种采矿法的使用界 限。矿石 品位高于 a k时， 采 用方案 Ⅱ； 低于 a k 时 ， 采用 工方案。该法尤其适用于 有色金属矿床的采矿方法选择。 图 l 单位 矿石 收益与矿石品位关系示意图 收稿 日期 2 o o 5一 o 61 0 ’ 作者简介 袁 世伦 1 9 6 3 一 ， 男， 安徽来 安人 ， 高级工程师 ， 现主要从事矿业工程 的科研及技术管理工作 ； 安徽省铜 陵市长江西路 ， 2 4 4 0 0 1 维普资讯 2 0 0 5年第 1 1 期／ 第 2 6卷 3 价值工程法 价值 工程法 在采矿 方法 选择 中应 用的实 质 ， 是 把 参加比较的各种采矿方法的技术经济指标 ， 通过价值 工程法评定出各指标的功能重要程度 ， 求出无量纲的 功能数值 ， 得出各采矿方法 的功能分值 ， 再按各采矿 方法价值系数高低 ， 排列 出采矿方法 的优劣顺序 ， 选 出最优方案。 下面 以某铜 矿床 为例 ， 说 明价值 工 程法 的实质 和 应 用步骤 。 1 矿床的地质条件和开采技术条件。该矿床 为 一 厚大缓倾斜矿床 ， 赋存于矽卡岩和硅角岩中。矿体 厚度 8 5 0 m， 倾角 2 0 。 ， 矿石致密坚硬 ， 厂 1 2 ， 矿岩均 稳固， 矿体埋藏较深， 地表不允许陷落。 2 采矿方法初选。由于地表不允许 陷落 ， 不能 采用崩落采矿法， 而选用 空场采 矿法 嗣后 充填采空 区。矿房 1 5 m， 矿柱 8 m， 段高 3 5 m。初选的方法有 分 层 回采房 柱采 矿法 ， 分段 凿岩 阶段 矿房 采矿 法及 垂直 深孔落矿阶段矿房采矿法 。 3 确定参与 比较的指标及项 目。由于该矿是在 厚大矿体中回采矿房 ， 故各采矿方法的损失、 贫化指 标相差较小 ， 可以不参与 比较。选取参与 比较的指标 及项 目为 安全程度 、 矿房生产能力 、 采场工人劳动生 产率 、 炸药 消耗 、 采 准 工程 量 、 施 工 难 易 程 度 、 通 风条 件及采矿成本等 8项。 4 定性 指标 的 量化 。 安 全程 度 、 施 工 难 易 程 度 及通风条件等定性指标 ， 采用专家评分法 ， 对初选 的 3个采矿方法优劣度 ， 按 l 0分制进行评分 ， 汇总后 取 其平均值。该矿定性指标的评分汇总见表 1 。 表 1 定性指标专家评 分汇总表 5 确定技术经济指标。通过计算或按类似条件 的矿山资料 ， 确定各采矿方法的技术经济指标， 见表 2 。 表 2 参与 比较的采矿方法技术经济指标 6 确定 比较指标及项 目的重要程度。上述技术 经济指标 的重要程度是不同的， 那么 ， 可请专家按 0 ， 1 评分法对参与 比较项 目的重要程度进行评 比， 即以 一 个项 目与其他各个项 目一一对比， 在 2个项 目中认 为重要的得 1 分 ， 不重要的得 0分 ， 不能在 2个对 比 项目中都得 1 分或都得 0分 ， 只能在 0与 1中选 取。 每位专家填写一张如表 3所示的评分表。将各功能 分数相加后 ， 最重要功 能得最高分 ， 但最不重要 的功 能合计值不能得 0分 ， 如得 0分 ， 则每个功能分别增 加 1 分。然后 ， 再将全体参加评价人员的评分表 中的 评价值汇总 ， 见表 4 。从表 4得 出各项功能的平均评 价 值 。 维普资讯 黄 金 表 3 0 ． 1 评分表 g l 评价人 功能代号 A B c H 评分累计 评价值 l l O O O 从表 4可以看 出， 该矿具体条件下 ， 各项功能的 重要程度排列顺序为 A、 H、 B 、 F 、 D、 C、 G、 E 。 表 4功能评价汇 总表 7 计算参与比较的采矿方法功能分值 。在初选 3 个采矿方法中， 任选 1 个方法作 为对 比的基准 ， 例 如 ， 以垂直深孔落矿阶段 矿房采矿法作 为基准， 即 以 表 4中的平均评价值为该方法的基准指标 ， 与其他 2 个采矿方法的相应指标进行对 比计算。对 于数值大 的指标为好者 正 比关 系 ， 基准指标作为分母 ； 对于 数值小的指标为好者 反比关 系 ， 基准指标作 为分 值 ， 即得出所对 比采矿方法的该项指标 的功能值 。 F M ／ 。 g j或 F 州 ／ M ． g i 2 式 中 为所对 比采矿方法 的对应指标得分 ； 『 z 为 基准采矿法 的指标 得分 ； 为基 准采矿法 的各 项平 均评价值 ； F f 『 、 F i f 分别为正 比关 系和反 比关 系指 标功能分值 。 按式 2 对 比计算结果 ， 列出参与比较采矿方法 子 ， 所得出的比值再乘 以基准方法相对应 的平均评价 的各项指标功能分值 ，见 表 5 。 表 5 参与 比较采矿方法 的功 能分值 表 8 采矿方法的功能评价。根据参与采矿方法各 项的累计功能分值 ， 得 出各采矿方法的功能分值 ， 据 此求出各采矿方法的功能评价系数、 成本 系数和价值 系数 ， 从而完成采矿方法评价工作。 功能评价 系数 为参与 比较采矿方法 的功能评价 分值总和除以某一采矿方法的功能分值之商； 成本 系 数为参与比较采矿方法的成本总和除 以某采矿 方法 的成本之商 ； 价值系数为参与比较采矿方法的成本系 数除以功能评价系数之商。 计算出的参与 比较采矿方法的功能评价系数 、 成 本系数和价值系数如表 6所示 。 l l O l l O l 维普资讯 2 0 0 5年第 l 1 期／ 第 2 6卷 表 6 各 采矿方法的功 能评 价 从表 6中可以明显看 出， 垂直深孔落矿阶段矿房 采矿法的价值系数最高， 为该矿的最优采矿方法。 4 结 语 笔者 认 为 ， 在安 全 的基 础 上最大 限度地 回收地 下 资源 ， 并达到尽可能高 的采矿强 度， 获得最好的经济 效益 ， 应是采矿方法选择 的总体原则 。目前 ， 多数矿 山仍沿用多年的“ 三大步” 选择法 ， 第一步是依据矿床 地质特征， 结合生产 、 技术 、 安全及国家需求情况进行 方案的技术性“ 初选 ” ； 第二步是依据技术经济参考指 标 ， 国家或 地 区经济 因素实行技术 经济 分析的 “ 中 选” ； 第三步是依据较详细的技术方案设计及矿山具 体情况进行方案综合分析， 最后确定方案。这种作法 一 是所依据的评价项 目、 计算公式 、 典型方案等均显 陈旧， 尤其在安全因素方面卡得太死， 而在资源 回收 率方面又考虑的太低 ； 二是在各步转换衔接中造成了 文字 、 计算 、 图表、 说明等在 时问和人力上的浪费 ； 三 是在评定中缺 乏现代 管理 内容 ， 没 有一个 “ 数 量” 概 念， 易因人而异。笔者认为要实现采矿方法选择的总 体原则就必须紧密结合科学技术发展现状与现代管 理 内容 ， 确立少而精的“ 综合分析” 及所遵循 的评价项 目， 最终将各种评价因素汇成一个总 的“ 数量” 概念 ， 由抽象 的定性分析进化成定量分析 ， 用这个“ 量” 的直 观数字来评价采矿方法的优劣。 The a p p l i c a t i o n o f e n g i n e e r i n g e c o n o my i n t he s e l e c t i o n o f mi n i n g t e c h n i q ue s Yu a n S h i l u n ， Ch e n g Hu a x i o n g 2 1 ． T e c h n i c a l C e n t e r ， T o n g l i n g N o n f e r r o u s Me t a l G r o u p I n c ． ； 2 ． G u a n g z h o u G e o t e c h n i c a l I n v e s t i g a t i o n I n s t i t u t e o f B u i l d i n g Ma t e r i a 1 Ab s t r a c t As t h e r e a r e d i s a d v a n t a g e s i n t h e t r a d i t i o n a l t h r e e s t a g e s e l e c t i o n mi n i n g t e c h n i q u e ， t h e p a p e r a c c e p t s t h e b r e a k e v e n D o i n t me t h o d a nd v a l u e e n g i n e e ri n g me t h o d u s e d i n e n g i n e e rin g e c o n o my， a n d c h a n g e s t h e pr e v i o u s l y q ua l i t a t i v e c o mp a ris 0 n i n t o a u a n t i t a t i v e a n a l y s i s ． T h e r e f o r e， t h e i n t u i t i v e v a l u e s c a n e v a l u a t e t h e mi n i n g t e c h n i q u e s． Ke y wo r d s e n g i n e e rin g e c o n o my；s e l e c t i o n o f mi n i n g t e c h n i q u e s ；b r e a k e v e n p o i n t ；v a l u e e n g i n e e rin g ’ 编辑 邢万芳 H ． H ． H ． H ． H ． H ． H 、 H ． H ． H ． H ． H ． H ． H - H ． H H H 、 H } _ { H H H H - H - H H - H H } - { H H H H ‘ H H H } _ { ‘H ‘ H H ‘} _ { H H H H H ‘ H ‘ H 中国贵金属征订启事 中国贵金属 是北京安桊科信息开发有限公司提供的贵金属市场报告， 侧重于贵金属市场的信息报道、 价格走势预测 、 政策法规 相关行业及新技l术发展等 面 贵金属及相关行业 ．为内部资料。为答i 9 j 多年来各_界人士的支持和鼓励．将在 2 0 0 5年 79月份首次举办促销活动，以最优惠的价格 、最可靠的质量为新老客户提供最真诚的服务。 妙优惠订阅 会员单位 MC用户，会议赞助商，咨询客户 3 0 0 元／ 套 年．每增订一食力 I I 收 1 5 0 元；5 会以上 议 非会员单位及新客户8 0 0T o ／ 套 ．每增订一套力 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