曾麗娟,陳建宏

(中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院， 湖南 長沙 410083)

0 引 言

礦床開拓方案選擇是礦山總體設(shè)計中的重要組成部分之一，是尋求礦山開采的經(jīng)濟效益、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率等多因素綜合效益最佳的優(yōu)化決策過程。它直接關(guān)系到礦山總體布置、提升運輸、通風(fēng)等一系列問題[1]。開拓方案的選擇需要考慮的因素眾多，包括地質(zhì)條件、經(jīng)濟因素、社會環(huán)境等模糊性、隨機性因素及其相互關(guān)系。傳統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟比較法根據(jù)開拓設(shè)計優(yōu)化方案的主要目的，選擇性地對某些影響因素只作定性評價，或部分定量分析，主要取決于經(jīng)驗價值判斷，往往較難準(zhǔn)確地選出最優(yōu)方案[2]。方案選擇優(yōu)化可以通過建立數(shù)學(xué)模型對實際問題進行抽象和簡化，并將評價方法建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)之上進行科學(xué)決策。目前，常用的方案包括模糊綜合評判法、層次分析法、灰色系統(tǒng)理論方法、主成分分析法、聚類分析法、判別分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論等[3-5]。但這些方法對不確定性問題難以定量描述，而且所涉及的指標(biāo)體系權(quán)重需要通過專家的主觀評審確定，帶有一定的主觀性[6-7]。本文主要采用技術(shù)經(jīng)濟不確定性分析的盈虧平衡分析法，對沃溪坑口金銻鎢礦床四期開拓設(shè)計方案的抗風(fēng)險能力進行評價，從而比選出最優(yōu)方案，為礦井開拓方案進行科學(xué)決策，豐富金屬礦山地下開采設(shè)計和研究理論。

1 礦山技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)分析

辰州礦業(yè)沃溪礦區(qū)屬于大型金銻鎢共生礦床，已有百余年井下開采歷史，生產(chǎn)規(guī)模為245 kt/a。礦山現(xiàn)已開拓至42中段(地下925 m)，開采垂深過千米，已進入深井開采階段。隨著開采深度的不斷下延，上部中段的礦產(chǎn)資源迅速衰減，按照目前的中段下延速度和年出礦量，33～42中段的礦石儲量僅能維持5 a左右，因此有必要進一步探明深部豐富的地質(zhì)資源，并有力解決現(xiàn)有開拓系統(tǒng)提升能力不足、礦石運輸中轉(zhuǎn)任務(wù)繁瑣、通風(fēng)能力偏低、井下作業(yè)條件惡劣、充填系統(tǒng)不完善、采充不均衡等瓶頸問題，促進沃溪坑口下階段開拓、探采的發(fā)展。

依據(jù)現(xiàn)有的礦井探礦、開拓、采礦等生產(chǎn)性資料、生產(chǎn)條件和技術(shù)水平、深部礦床賦存狀況等，充分利用原有開拓系統(tǒng)、材料供應(yīng)、機修及生活、行政福利等設(shè)施，進行深部(43～54中段)開拓工程設(shè)計，包括對開拓運輸系統(tǒng)、通風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及配套的輔助工程的設(shè)計，提出四個開拓方案：方案一——3#主盲斜井+V3脈棚5#副盲斜井開拓方式，方案二——3#主盲斜井+V3脈底板5#副盲斜井開拓方式，方案三——3#主盲斜井+斜坡道(副井)開拓方式，方案四——2#主盲豎井+5#副盲斜井開拓方式[8]。

1.1 銷售價格分析

礦山該項目設(shè)計生產(chǎn)能力150 kt/a，以精礦作為最終產(chǎn)品，包括銻金精礦(含Sb 35.00%、Au 62.61 g/t)和鎢精礦(含WO365.00%)。參照類似項目計價原則及目前市場價格確定的產(chǎn)品銷售價不含稅價及含稅價(按照14.53%的稅率計取，其中金不計稅)，見表1。

選礦回收率依據(jù)企業(yè)實際選礦指標(biāo)確定：Sb 97.60%，Au 88.50%，WO362.00%。采礦工程產(chǎn)品方案：塊度小于40 mm合格金銻鎢礦石，平均出礦品位：Au 10.30 g/t，Sb 5.07%，WO30.36%。利用各項生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)值，計算出單位出礦量(1kt合格金銻鎢礦石)經(jīng)加工成為最終產(chǎn)品的不含稅銷售價格，相關(guān)計算數(shù)據(jù)見表2。

表1 產(chǎn)品銷售價格

1.2 成本與費用分析

成本估算中的各種材料消耗定額以相關(guān)專業(yè)提供的條件為基準(zhǔn)，結(jié)合四期開拓工程預(yù)算，參照類似項目情況合理確定[9]。本項目總成本費用包括采礦制造成本、選礦加工成本、管理費用、財務(wù)費用。根據(jù)企業(yè)近三年的選礦制造成本表以及類似項目，估算選礦加工成本為240元/ t礦石。

(1) 輔助材料、燃料及動力價格：輔助材料及動力費依據(jù)近年類似項目相應(yīng)價格按系數(shù)調(diào)整確定。根據(jù)項目的特點，成本費用以不含稅價估算。

表2 生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)值及單位出礦量的銷售價格(完稅)計算

(2) 固定資產(chǎn)折舊費：原有固定資產(chǎn)原值18175.88萬元。固定資產(chǎn)折舊按資產(chǎn)類別分項估算，根據(jù)企業(yè)目前固定資產(chǎn)折舊年限，生產(chǎn)相關(guān)建筑物折舊年限按20 a，主要工藝設(shè)備折舊年限按12 a，殘值率按3%計。

(3) 固定資產(chǎn)修理費：固定資產(chǎn)修理費率按建筑原值的1%及設(shè)備原值的4%估算。

(4) 無形資產(chǎn)及其他資產(chǎn)攤銷：由于設(shè)計開采范圍內(nèi)資源利用的服務(wù)年限為8.1 a，項目建設(shè)投資形成的無形資產(chǎn)和其他資產(chǎn)分8 a攤銷。項目建設(shè)投資形成無形資產(chǎn)200萬元，年攤銷費為25萬元/a；形成其他資產(chǎn)110萬元，年攤銷費為13.75萬元/a。無形資產(chǎn)及其他資產(chǎn)攤銷費計入管理費用。

(5) 財務(wù)費用：項目無銀行貸款，因而不計財務(wù)費用。

(6) 管理費用：項目管理費用包括礦部管理人員工資及福利、工會經(jīng)費、無形資產(chǎn)及其他資產(chǎn)攤銷費、礦產(chǎn)資源補償費、安全生產(chǎn)費等。其中礦產(chǎn)資源補償費根據(jù)產(chǎn)品種類，分別按相應(yīng)產(chǎn)品營業(yè)收入的4%(銻金精礦含Au)和2%(銻金精礦含Sb、鎢精礦)估算，安全生產(chǎn)費按8元/ t礦石估算。

各方案總成本費用估算如表3所示。經(jīng)估算，各方案年均成本費用匯總見表4，其中：單位可變成本(完稅)=可變成本/年出礦量。

表3 四種方案總成本費用估算對比 萬元

2 盈虧平衡分析

利用文獻[10]中的相關(guān)公式，分別以產(chǎn)量、生產(chǎn)能力利用率、價格表示各方案的盈虧平衡點BEP(見表5)。

表4 各方案成本費用匯總

通過計算BEP，可以對各方案發(fā)生虧損的可能性做出判斷：

依據(jù)方案一的開拓方式，其他條件不變時，只要產(chǎn)量降低幅度不超過生產(chǎn)能力的87.57%，項目就不會發(fā)生虧損。同樣在銷售價格上，可降低78.49%而不會虧損。項目正常生產(chǎn)年以生產(chǎn)能力利用率計算的盈虧平衡點為12.43%，即以礦山工作制度每年300 d計算，項目出礦量及原礦處理量達到62.17 t/d時即可達到不虧不盈。說明項目的抗風(fēng)險能力強。

同樣條件下，按方案二進行開拓生產(chǎn)，只要礦石產(chǎn)量降低幅度不超過生產(chǎn)能力的86.75%，項目就不會發(fā)生虧損。同樣在銷售價格上，可降低77.03%。項目正常生產(chǎn)年以生產(chǎn)能力利用率計算的盈虧平衡點為13.25%，項目出礦量及原礦處理量達到66.23 t/d時即可達到不虧不盈?？梢婍椖康目癸L(fēng)險能力較方案一較弱。

方案三：當(dāng)產(chǎn)量相對生產(chǎn)能力的降低幅度不超過的87.5%，項目不會虧損。銷售價格可降低78.99%。項目正常生產(chǎn)年以生產(chǎn)能力利用率計算的盈虧平衡點為12.50%，即項目日出礦量及原礦處理量達到62.47 t時即可達到不虧不盈。相比較而言，方案三的抗風(fēng)險能力較方案以稍弱，但明顯強于方案二。

按照同樣的方法對方案四進行分析，項目正常生產(chǎn)年以生產(chǎn)能力利用率計算的盈虧平衡點為12.52%，項目每工作日的出礦量及原礦處理量達到62.6 t即可保證不虧損。年產(chǎn)量降低幅度不超過其生產(chǎn)能力的87.48%，銷售價格可降低78.79%。

綜上所述，各方案的抗風(fēng)險能力由強至弱排列順序為：方案一、方案三、方案四、方案二。顯然，方案一為礦山的最優(yōu)開拓方案。

3 結(jié) 論

(1) 結(jié)合礦山現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟條件以及由于方案設(shè)計工程布置的不同導(dǎo)致在投資、經(jīng)營成本、盈利能力等方面的差異，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析，方案一為最優(yōu)方案。

(2) 利用盈虧平衡分析法進行開拓方案的比選，通過對不確定性影響的定量化分析，從而使決策更加科學(xué)合理。該方法在類似礦井的開拓方案選擇的問題上具有很好的指導(dǎo)意義。

(3) 盈虧平衡分析法應(yīng)用的關(guān)鍵在于產(chǎn)品銷售價格與成本費用的計算，應(yīng)結(jié)合供應(yīng)商提供的實際價格以及類似項目的相關(guān)數(shù)據(jù)給出，必要時還可以進行市場調(diào)研、實地考察來解決實際問題。

(4) 盈虧平衡分析法是技術(shù)經(jīng)濟學(xué)中評價產(chǎn)品設(shè)計方案抗風(fēng)險能力的方法之一，必要時為使評價結(jié)果更為準(zhǔn)確，可結(jié)合多種分析方法進行綜合決策。

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