余 潯

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司，南昌 330002）

礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模的探討

余 潯

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司，南昌 330002）

礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模的確定涉及礦山的資源因素、技術(shù)因素、外部因素、市場(chǎng)及風(fēng)險(xiǎn)因素等，分析了礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模的主要影響因素，探討了合理確定礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模的步驟與原理.

礦山項(xiàng)目；設(shè)計(jì)規(guī)模；影響因素

0 前 言

礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模問(wèn)題是工程設(shè)計(jì)過(guò)程中所必須首要解決的問(wèn)題之一，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，設(shè)計(jì)規(guī)模確定的是否合理，將對(duì)礦山資源的開(kāi)發(fā)與利用，以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益與可持續(xù)發(fā)展能力帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響.在我國(guó)當(dāng)前的礦山設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)規(guī)模一般是考慮礦山企業(yè)的建設(shè)需要，在設(shè)計(jì)委托書中直接明確，然后進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的論證，這種做法存在一定的局限性，很少考慮到市場(chǎng)需求及其它因素，造成礦山設(shè)計(jì)規(guī)模不符合礦山及社會(huì)實(shí)際，在生產(chǎn)實(shí)踐中不得不修改，這樣不僅耽誤了生產(chǎn)，也浪費(fèi)了大量的資金[1].科學(xué)確定設(shè)計(jì)規(guī)模這個(gè)問(wèn)題盡管較復(fù)雜，往往會(huì)引起不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)論，但是，只要弄清了影響規(guī)模確定的因素及原理，就能合理選擇設(shè)計(jì)規(guī)模.

1 影響礦山設(shè)計(jì)規(guī)模的主要因素

影響礦山設(shè)計(jì)規(guī)模確定的主要因素有礦床資源條件、技術(shù)條件和市場(chǎng)需求等[2]，每個(gè)因素的影響力度不盡相同，現(xiàn)詳述如下：

1.1 資源因素

地質(zhì)資源儲(chǔ)量是礦山規(guī)模確定的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)資源的合理開(kāi)發(fā)要求和資源可采儲(chǔ)量及賦存條件等來(lái)確定.確定的規(guī)模過(guò)小，不能充分發(fā)揮一個(gè)礦山所占資源的優(yōu)勢(shì)及其潛力，并盡早盡快地發(fā)揮資源對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用；確定的規(guī)模過(guò)大，會(huì)縮短礦山服務(wù)年限，不能獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).

我國(guó)《固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量分類》將資源按經(jīng)濟(jì)意義劃分為經(jīng)濟(jì)的（1）、邊際經(jīng)濟(jì)的（2M）、次邊際經(jīng)濟(jì)的（2S）、內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的（3）4種，將資源按可行性評(píng)價(jià)階段劃分為可行性研究（1）、預(yù)可行性研究（2）、概略研究（3）3 種，將資源按可靠程度劃分為探明的（1）、控制的（2）、推斷的（3）、預(yù)測(cè)的（4）4 種[3]，在考慮礦山規(guī)模時(shí)，推斷的和預(yù)測(cè)的儲(chǔ)量不作為設(shè)計(jì)依據(jù)來(lái)參與可采礦量的計(jì)算，但可用來(lái)延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限.

結(jié)合礦床的地質(zhì)特征，推斷的和預(yù)測(cè)的儲(chǔ)量經(jīng)進(jìn)一步詳勘驗(yàn)證后，可以升級(jí)一部分為控制儲(chǔ)量.因此，在考慮設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)，有時(shí)會(huì)將20%～50%推斷的儲(chǔ)量按控制儲(chǔ)量參與可采礦量的計(jì)算，并確定礦山規(guī)模和合理的服務(wù)年限.但是如果全部考慮了推斷的和預(yù)測(cè)的儲(chǔ)量，會(huì)加大投資風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)驗(yàn)證后，萬(wàn)一儲(chǔ)量升級(jí)達(dá)不到預(yù)想的那么多，那就將導(dǎo)致礦山設(shè)計(jì)規(guī)模落空，礦山無(wú)法達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)，降低經(jīng)濟(jì)效益.因此在設(shè)計(jì)中必須詳細(xì)研究礦床地質(zhì)特征資料，特別是各級(jí)儲(chǔ)量分布的空間部位.從時(shí)間和空間的要求上，論證礦山規(guī)模的保證程度和持續(xù)時(shí)間.

1.2 技術(shù)因素

技術(shù)因素主要包括礦山開(kāi)采技術(shù)條件和選冶生產(chǎn)技術(shù)及裝備水平.礦山開(kāi)采技術(shù)條件包括采礦方式（露采、坑采）、開(kāi)拓運(yùn)輸方式等.不同的采礦方式，影響設(shè)計(jì)規(guī)模的因素是不同的，如露天采礦，應(yīng)根據(jù)可能布置的采礦設(shè)備數(shù)量和礦山工程延深速度或采礦下降速度來(lái)確定設(shè)計(jì)規(guī)模；而坑采礦，需根據(jù)所采用的采礦方法（分段空?qǐng)龇?、房柱法、留礦法、充填法等）和回采工作條件，新水平與開(kāi)拓方式及開(kāi)采下降速度來(lái)確定設(shè)計(jì)規(guī)模[4].

開(kāi)采條件技術(shù)上可行是確定設(shè)計(jì)規(guī)模的前提條件.據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)很多礦山,生產(chǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)模.有的露天礦山欲達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模,而采場(chǎng)能力又滿足不了要求,于是礦山就只有靠采用多中段、多臺(tái)階同時(shí)作業(yè)的方法,增加采場(chǎng)設(shè)備的數(shù)量來(lái)滿足生產(chǎn)能力的需要,造成資源、人力、物力的浪費(fèi)，最終導(dǎo)致增加生產(chǎn)成本,降低了經(jīng)濟(jì)收益.因此設(shè)計(jì)規(guī)模的確定應(yīng)在技術(shù)上穩(wěn)妥可靠，留有余地，并且要預(yù)見(jiàn)到地質(zhì)條件的可能變化，充分論證落實(shí)于生產(chǎn)的可靠性.

選冶生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平是影響設(shè)計(jì)規(guī)模的又一重要因素，現(xiàn)代行之有效的先進(jìn)科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平是確保設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)標(biāo)的手段，若選冶生產(chǎn)技術(shù)及與設(shè)計(jì)規(guī)模相適應(yīng)的裝備來(lái)源沒(méi)有可靠保障，或獲取技術(shù)的生產(chǎn)成本過(guò)高，或管理水平跟不上，均難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的設(shè)計(jì)規(guī)模，給礦山企業(yè)的生存和發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重危機(jī)，導(dǎo)致企業(yè)的投資效益低下[5].

1.3 外部因素

礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)充分考慮項(xiàng)目所在地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境、政策因素及項(xiàng)目可獲得的外部協(xié)作條件，一般包括以下幾個(gè)方面：

（1）國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、投資政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃以及國(guó)家對(duì)礦山行業(yè)建設(shè)項(xiàng)目所做的各項(xiàng)規(guī)定等；

（2）環(huán)境影響及評(píng)價(jià)：環(huán)境影響評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境自然保護(hù)許可、生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià).對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)采環(huán)境代價(jià)損失進(jìn)行核算，在開(kāi)采資源的同時(shí)，要保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境[6]；

（3）征地和移民安置：征地規(guī)劃、用地移民實(shí)物調(diào)查、移民安置規(guī)劃；

（4）原料、材料、燃料等供應(yīng)：供應(yīng)能力、供應(yīng)方式、資源規(guī)劃等；

（5）動(dòng)力供應(yīng)：水源、電源及其供應(yīng)線路、供應(yīng)方式、供應(yīng)指標(biāo)；

（6）通信：通信方式、線纜、通道、網(wǎng)絡(luò)等；

（7）集散條件：交通儲(chǔ)運(yùn)、站場(chǎng)等設(shè)施；

（8）其他協(xié)作配套條件及工程中的重大設(shè)備或特殊裝備預(yù)安排.

確定礦山設(shè)計(jì)規(guī)模要充分考慮以上各種因素對(duì)項(xiàng)目規(guī)模的滿足程度.

1.4 市場(chǎng)及風(fēng)險(xiǎn)因素

市場(chǎng)需求或礦山企業(yè)的要求是確定設(shè)計(jì)規(guī)模必須認(rèn)真考慮的一個(gè)重要因素.確定礦山設(shè)計(jì)規(guī)模，首先須對(duì)礦產(chǎn)品市場(chǎng)的供給與需求狀況進(jìn)行充分細(xì)致地調(diào)查了解，調(diào)查礦產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求情況，了解國(guó)內(nèi)外主要同類型礦山的資源儲(chǔ)量狀況，產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格及今后的發(fā)展趨勢(shì)等；其次，同時(shí)應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的外部建設(shè)條件進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本及經(jīng)濟(jì)效益，以達(dá)到一個(gè)最佳規(guī)模效益，利于項(xiàng)目盡快回收基建投資，實(shí)現(xiàn)贏利[7]，但需注意的一點(diǎn)是，考慮市場(chǎng)需求這個(gè)因素時(shí)必須與技術(shù)上的可行和經(jīng)濟(jì)上的合理掛勾.

風(fēng)險(xiǎn)是項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模確定時(shí)要考慮的又一個(gè)重要因素.設(shè)計(jì)規(guī)模越大，項(xiàng)目投資額越大，生產(chǎn)建設(shè)的管理難度也越大，投資者要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)就越大[8].如果投資者實(shí)力不雄厚，沒(méi)有一批具有豐富經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目管理人才，急攻近利，倉(cāng)促投資大項(xiàng)目，就會(huì)引起較大的投資風(fēng)險(xiǎn).因此，礦山項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模一般應(yīng)以不超出項(xiàng)目投資者的風(fēng)險(xiǎn)承受能力為基本原則.

2 合理設(shè)計(jì)規(guī)模的確定步驟與原理

在按開(kāi)采技術(shù)條件和選冶生產(chǎn)工藝和裝備水平等情況下確定的可能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦山的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定合理設(shè)計(jì)規(guī)模.一般情況下，一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)規(guī)模，應(yīng)該是投資收益率高、建設(shè)快、達(dá)產(chǎn)時(shí)間短和產(chǎn)能持續(xù)穩(wěn)定的.

2.1 礦山合理設(shè)計(jì)規(guī)模的確定步驟

（1）針對(duì)礦山的地質(zhì)資源條件，選擇合理的采選工藝及設(shè)備；

（2）根據(jù)礦床地質(zhì)模型劃定礦山開(kāi)采境界，確定合理的開(kāi)采程序，開(kāi)拓系統(tǒng)及開(kāi)采參數(shù)；

（3）在一定的資源儲(chǔ)量前提下，對(duì)不同設(shè)計(jì)規(guī)模的礦山投資及生產(chǎn)成本進(jìn)行估算；

（4）按照某一種（或幾種）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行不同設(shè)計(jì)規(guī)模下的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算；

（5）對(duì)上述所得結(jié)果進(jìn)行分析，找出規(guī)模優(yōu)化范圍；

（6）對(duì)影響礦山設(shè)計(jì)規(guī)模的其他內(nèi)、外部約束條件進(jìn)行分析；

（7）合理匹配各決策要素之間的關(guān)系，如礦山生產(chǎn)規(guī)模與主要固定資產(chǎn)折舊年限、主要采選設(shè)備規(guī)格、數(shù)量之間的關(guān)系等；

（8）綜合得出合理的礦山設(shè)計(jì)規(guī)模.

2.2 邊際收益等于邊際成本原理

在微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理論中，企業(yè)利潤(rùn)最大化的均衡條件是邊際收益等于邊際成本[9].即要選擇一個(gè)最優(yōu)產(chǎn)量，使得生產(chǎn)最后一單位產(chǎn)品的邊際成本MC等于其帶來(lái)的邊際收益MR.一個(gè)合理的設(shè)計(jì)規(guī)模的確定應(yīng)是遵循這個(gè)原理的.如果規(guī)模較小，MC＜MR，表明增加一單位的產(chǎn)量生產(chǎn)所獲得的收益增加量大于成本支出的增加量，此時(shí)就應(yīng)加大設(shè)計(jì)規(guī)模，以增加利潤(rùn)；如果規(guī)模過(guò)大，MC＞MR，表明增加一個(gè)單位的產(chǎn)量生產(chǎn)成本支出增加量大于所獲得的收益增加量，此時(shí)就應(yīng)減小設(shè)計(jì)規(guī)模，以增加利潤(rùn).持續(xù)進(jìn)行上述兩個(gè)過(guò)程直到MC=MR.

2.3 可持續(xù)發(fā)展原理

礦山項(xiàng)目一方面可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，另一方面也產(chǎn)生了負(fù)面影響，產(chǎn)生大量的污染，危害區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展.礦山資源的綜合利用是實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展的重要保證.礦山資源開(kāi)采過(guò)程中的綜合開(kāi)發(fā)利用：包括共生、伴生礦的綜合利用，貧礦的綜合開(kāi)發(fā)利用和尾礦、礦渣的綜合利用[10].這就要求在考慮礦山合理設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)應(yīng)充分考慮如下因素：

（1）搞好資源的綜合評(píng)價(jià)：礦山資源具有共生組合、一主多副的特點(diǎn)，許多共生、伴生礦具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，設(shè)計(jì)時(shí)要最大限度地發(fā)揮有限資源的潛力，改進(jìn)采選工藝，變廢為寶，物盡其用，使礦產(chǎn)資源的人為損失減至最低程度.

（2）提高回收率：使一些低品位的礦石隨著技術(shù)的進(jìn)步及設(shè)計(jì)的優(yōu)化，不斷地加以利用，增加儲(chǔ)量，由粗放型向集約型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化；另外提高回收率可以節(jié)省生產(chǎn)原料的耗用量，而且還可以減少?gòu)U物的排出量，此外還可以節(jié)約生產(chǎn)消耗量.

（3）優(yōu)化資源配置：可持續(xù)發(fā)展原理要求礦山資源的持續(xù)開(kāi)發(fā)與高效利用.而傳統(tǒng)觀念認(rèn)為而資源最優(yōu)配置標(biāo)準(zhǔn)是收益最大，從而導(dǎo)致了礦山開(kāi)采出現(xiàn)了種種短期行為，特別是過(guò)分追求礦產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，造成資源的有效儲(chǔ)采比下降.

近年來(lái)，雖然有很多礦山企業(yè)、科研設(shè)計(jì)單位在如何合理確定礦山設(shè)計(jì)規(guī)模方面取得了一定的研究成果，但其大多數(shù)都是單一地從礦山的開(kāi)采模式方面來(lái)著手優(yōu)化礦山的生產(chǎn)能力，較少考慮到可持續(xù)發(fā)展這個(gè)因素.因此，礦山設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)在設(shè)定礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)前提下進(jìn)行優(yōu)化則更具合理性.

2.4 分期建設(shè)原理

礦山設(shè)計(jì)規(guī)?？梢淮未_定.但對(duì)某些礦石儲(chǔ)量大，開(kāi)采年限長(zhǎng)的礦床，因所確定的設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，投資大，設(shè)計(jì)規(guī)?？捎尚〉酱?，分期建設(shè).

如美國(guó)的明塔克 (Mintac)鐵礦第一期規(guī)模為1500萬(wàn) t／a；第二期擴(kuò)大到 3900萬(wàn) t／a；第三期為5700萬(wàn)t／a.分期建設(shè)時(shí)，初期開(kāi)采選擇覆蓋層薄、礦體厚度大、品位高、開(kāi)采條件好的地段開(kāi)采，以縮短建設(shè)周期，減少基建投資，并盡快達(dá)產(chǎn)，以提高礦山初期經(jīng)濟(jì)效益，為后期的擴(kuò)大規(guī)模做好準(zhǔn)備.

再如中冶江銅在阿富汗建設(shè)的艾娜克銅礦，估算資源量（儲(chǔ)量）6.24億t，平均品位1.60%Cu，金屬量995.32萬(wàn)t.但由于目前阿富汗工業(yè)不甚發(fā)達(dá)，電力供應(yīng)緊張，沒(méi)有大規(guī)模的礦山及冶煉企業(yè)，技術(shù)人員缺乏.因此，在這種條件下建設(shè)和運(yùn)營(yíng)大規(guī)模的采選冶聯(lián)合企業(yè)，難度較大.因此，設(shè)計(jì)中采用部分工程提前投產(chǎn)，這樣既利于積累項(xiàng)目建設(shè)及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，又為整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)奠定基礎(chǔ).艾娜克銅礦提前投產(chǎn)工程采選設(shè)計(jì)規(guī)模為990萬(wàn)t/a（30000 t/d），提前投產(chǎn)銅精礦47.64萬(wàn)t/a（銅精礦銅品位40%），最終設(shè)計(jì)規(guī)模為1980萬(wàn)t/a.

3 結(jié)束語(yǔ)

礦山合理設(shè)計(jì)規(guī)模的確定是一個(gè)多層次、多因素、多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng).從技術(shù)上論證可能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)，要以經(jīng)審批通過(guò)的地質(zhì)資源儲(chǔ)量為基礎(chǔ)，與設(shè)計(jì)規(guī)模計(jì)算有關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)、指標(biāo)的選取，特別是新工藝、新設(shè)備的各種指標(biāo)的選取應(yīng)當(dāng)穩(wěn)妥可靠，并留有余地.為了合理地、全面地確定礦山設(shè)計(jì)規(guī)模，必須將多個(gè)因素結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合優(yōu)化，以使確定的設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益.

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On the Design Capacity of Mine Project

YU Xun

(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang 330002,China)

The design capacity of a mine project is mainly determined by such factors as resource,technology,market,risk,etc.This paper describes some major influencing factors for the design capacity of a mine project,and discusses the process and principle for deciding the design capacity.

mine project;design capacity;influencing factors

TD211

A

1674-9669（2011）04-0049-04

2011-04-18

余 潯（1970- ），女，高級(jí)工程師,主要從事有色金屬選礦理論與實(shí)踐工作，E-mail：yuxun726@163.com.