陳 勇，郝志華，孫永強，吳鐵軍

(1.中核第四研究設(shè)計工程有限公司，河北 石家莊 050021； 2.貴州核工業(yè)新原實業(yè)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

經(jīng)濟合理剝采比是指開采露天礦最終分層時單位地質(zhì)礦量(或單位原礦量)在經(jīng)濟上允許分?jǐn)偟淖畲髱r石剝離量[1]。礦床在開展開采方式研究時，經(jīng)濟合理剝采比需要重點關(guān)注，它的取值決定了礦床總體開發(fā)技術(shù)方案，影響到露天開采境界、露天開采方案、露天開采經(jīng)濟效益等。

努和廷鈾礦床是二連盆地內(nèi)資源已經(jīng)探明的特大型砂質(zhì)泥巖型鈾礦床，礦床上部覆蓋巖層為相對軟弱的砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖等，礦體產(chǎn)狀平緩，平均厚度1.5 m，埋藏深度為15～100 m(其中Ⅰ號主礦體平均埋深50 m)，部分區(qū)段適合采用露天開采，其余只能采用地下開采。

礦床前期開采方案研究確定露天開采范圍時，需要開展露天開采經(jīng)濟合理剝采比研究。按平均值計算，努和廷礦床全礦平均剝采比超過30 t/t，而國內(nèi)露天開采不管是金屬礦還是煤礦，露天開采經(jīng)濟合理剝采比一般均不超過10 t/t(或m3/m3)[2-3]，如果參考其他礦山的經(jīng)濟合理剝采比經(jīng)驗值來確定努和廷礦床的露天開采境界，則礦床難以圈定露天開采境界。努和廷鈾礦具有與煤礦相近的賦存特點，在國內(nèi)尚無露天開采的先例，經(jīng)濟合理剝采比取值需要作為特例進行研究。

1 經(jīng)濟合理剝采比計算方法

經(jīng)濟合理剝采比常用的計算方法有兩類：一類是比較法，它是以露天開采和地下開采的經(jīng)濟效果作比較來計算的，用以劃分礦床露天開采和地下開采的界線，該方法通常采用產(chǎn)品成本比較法和儲量盈利比較法；另一類是價格法，用露天開采成本和礦石價格作比較來計算。

1.1 比較法

1.1.1 產(chǎn)品成本比較法

1) 原礦成本比較法。以露天開采和地下開采單位礦石生產(chǎn)成本相等為計算基礎(chǔ)，確定經(jīng)濟合理剝采比，原礦成本比較法建立在地下開采與露天開采的貧化率和回采率視同相等的基礎(chǔ)上，忽略了露天開采資源利用率和采出礦石質(zhì)量高的優(yōu)勢，與實際有一定偏離。通常只有兩種開采方法的礦石損失率和貧化率相差不大時使用。該方法所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)少，計算簡捷。

2) 精礦成本比較法。以露天開采和地下開采1 t 精礦的成本相等為計算基礎(chǔ)，確定經(jīng)濟合理剝采比，精礦成本比較法考慮了兩種開采方式采出礦石的質(zhì)量對選礦指標(biāo)影響的差異，但未考慮礦石損失的因素，在兩種開采方案損失率接近，貧化率相差明顯的情況下較適用。

1.1.2 儲量盈利比較法

以露天開采和地下開采動用單位可采儲量獲得的盈利相等為計算基礎(chǔ)，可分別按原礦產(chǎn)品計算和按精礦產(chǎn)品計算。儲量盈利比較法考慮了兩種開采方式在采出礦石的數(shù)量和質(zhì)量、選礦等技術(shù)經(jīng)濟因素的差別。通常兩種開采方式選擇時各種條件均適用，但計算所需要的采礦、選礦相關(guān)工藝參數(shù)和成本費用數(shù)據(jù)較多，計算公式復(fù)雜。

1.2 價格法

價格法是以動用單位可采儲量產(chǎn)出礦產(chǎn)品的銷售價格大于(等于)礦產(chǎn)品成本為基礎(chǔ)計算的，以保證礦山不虧損。價格法的特點是計算所得的經(jīng)濟剝采比與礦產(chǎn)品的銷售價格緊密連在一起，比較適合價值較低的礦床，如石灰石礦、貧金屬礦床等，或者由于技術(shù)條件不宜用地下開采而只能采用單一露天開采的礦床。價格法既可以計算到原礦，也可以計算到精礦。

對于以銷售礦石產(chǎn)品的礦山，計算公式見式(1)。

(1)

式中：Njh為經(jīng)濟合理剝采比，t/t或m3/m3；dl為露天開采原礦銷售價格，元/t；a為露天開采單位礦石的采礦費用(不包括剝離費用)，元/t；b為露天開采單位廢石的剝離費用，元/t。

2 努和廷礦床經(jīng)濟合理剝采比計算方法選擇

2.1 比較法

不管是原礦成本比較法還是按原礦計算的儲量盈利比較法，均以地下開采技術(shù)方案可行為前提。國內(nèi)目前沒有與努和廷礦床賦存特點相似且成功進行地下開采的先例，相應(yīng)的地下開采采礦成本、采礦損失率、采礦貧化率等指標(biāo)不確定。若采用按原礦比較法來計算經(jīng)濟合理剝采比，只能參考相似條件的煤礦地下開采參數(shù)進行計算，結(jié)果具有不確定性，采用原礦成本比較法不合適。

努和廷礦床完成了詳查階段的勘查工作后，開展了礦石水冶工藝評價研究。尚無成熟的礦石處理工藝流程，礦石選冶生產(chǎn)過程中的回收率也還有待擴大試驗證實，國內(nèi)也沒有可供參考的處理相似礦石性質(zhì)的選冶生產(chǎn)廠，礦石的選冶加工費用難以估算，也就是說采用精礦成本比較法和儲量盈利比較法計算經(jīng)濟合理剝采比缺少必要的參數(shù)。不考慮按精礦產(chǎn)品計算經(jīng)濟合理剝采比。

2.2 價格法

價格法不考慮露天開采與地下開采的成本比較，只考慮在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟條件下，露天開采能實現(xiàn)盈利的境界，考慮了企業(yè)投資、成本費用、效益等因素，對于像努和廷礦床這樣在當(dāng)前技術(shù)條件下采用地下開采有一定困難的礦床，采用價格法計算經(jīng)濟合理剝采比相對合理。

常用的價格法計算公式中，未考慮最低的盈利要求，在市場經(jīng)濟條件下，除了礦石開采成本，還必須要考慮礦石回采的利潤。美國的計算方法[4]增加礦石開采盈利值，考慮了礦石單位品位對應(yīng)的盈利要求。

因此，價格法的公式調(diào)整后，考慮露天開采最低的盈利要求更合理。價格法的計算公式相應(yīng)調(diào)整為式(2)。

(2)

式中：dl為露天開采原礦銷售價格，元/t；a為露天開采單位礦石的采礦費用(不包括剝離費用)，元/t；b為每噸廢石的剝離費用(含運輸費用)，元/t；e為露天開采單位礦石儲量最低盈利，元/t。

價格法的計算公式中礦石售價既可以是原礦(坑口)售價，也可以是粗加工、儲運之后的市場銷售價，只要與礦石成本費用計算口徑一致即可。

3 努和廷礦床經(jīng)濟合理剝采比計算參數(shù)

3.1 礦石最低盈利

價格法計算經(jīng)濟合理剝采比公式(式(2))中露天開采單位礦石儲量最低盈利值(e)是露天開采企業(yè)需要考慮的。努和廷礦床露天開采需要有盈利，也就是在露天開采最困難的邊界上，礦石開采還得有利潤。努和廷礦床與煤礦賦存條件相近，參考煤礦開采的經(jīng)驗值，按10元/t作為露天鈾礦石開采的盈利。

3.2 原礦銷售價格

努和廷礦床采用價格法計算經(jīng)濟合理剝采比，關(guān)鍵是露天開采原礦銷售價格這個參數(shù)，鈾礦石有其特殊性，露天開采原礦銷售價格需要研究確定。

3.2.1 露天礦山原礦銷售價格選取方法

采用價格法計算經(jīng)濟合理剝采比，首先需要確定原礦銷售價格。露天開采生產(chǎn)的礦石(如煤礦、鐵礦)一般情況下采用直接外銷和送自有選冶廠兩種處理方式。采用價格法計算經(jīng)濟合理剝采比時，如果礦石直接外銷則可以參考礦床所在地周邊礦山礦石的銷售價格，結(jié)合露天采出礦石的品質(zhì)，對原礦銷售價格做出預(yù)測。如果礦山企業(yè)有選冶廠，礦石采出后直接送選冶廠處理，礦山銷售的產(chǎn)品是精礦，礦山采、選、冶不單獨核算中間產(chǎn)品的售價。這種情況下，可以用當(dāng)?shù)厥袌錾舷嘟焚|(zhì)礦石售價來預(yù)測露天采出礦石的銷售價格。

3.2.2 鈾礦石“售價”核算方法

鈾礦冶行業(yè)相對其他礦種有其特殊性，礦山企業(yè)沒有形成完全的市場化競爭，企業(yè)生產(chǎn)成本構(gòu)成完全由市場因素決定，但產(chǎn)品銷售價格由政府相關(guān)部門確定。所有礦山企業(yè)都是采冶一體化的，銷售的是水冶工藝處理后的產(chǎn)品，相當(dāng)于其他礦種的精礦產(chǎn)品，各個礦山企業(yè)均不出售礦石也不核算礦石的“售價”(注：企業(yè)生產(chǎn)實際上不存在這個售價)。鈾礦冶企業(yè)生存的前提是企業(yè)投入產(chǎn)出有一定利潤，利潤體現(xiàn)在礦產(chǎn)品售價中，盡管最后出售的是水冶工藝處理后的產(chǎn)品，但利潤分?jǐn)偟降V山開采和礦石加工(水冶)兩個環(huán)節(jié)中。采用礦石生產(chǎn)成本加上利潤即可以核算鈾礦石的“售價”。

3.2.3 努和廷礦床露天開采礦石“售價”測算

努和廷礦床露天開采采出礦石“售價”只能參考國內(nèi)其他鈾礦山企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。目前國內(nèi)采用露天開采的鈾礦山只有一個，企業(yè)生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)代表性略差。國內(nèi)地下開采的硬巖鈾礦山數(shù)量較多、生產(chǎn)服務(wù)年限長，每年均有統(tǒng)計的礦石生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)，多個礦床統(tǒng)計的平均采礦成本能比較真實反映當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟水平條件下，我國鈾礦企業(yè)礦山開采實際情況。在市場經(jīng)濟條件下，礦石購買方“按質(zhì)論價”，只關(guān)注礦石品質(zhì)而不關(guān)心礦石是來源于露天礦還是地下礦。因此，以國內(nèi)地下礦山礦石生產(chǎn)成本來測算努和廷礦床露天開采可以接受的生產(chǎn)成本是合理的。

礦石生產(chǎn)成本除礦床賦存特點影響外，各個地區(qū)物價和人工成本的差異會影響到礦石生產(chǎn)成本，在測算礦石生產(chǎn)成本時需要考慮地區(qū)影響因素。另外鈾礦石“售價”的高低取決于礦石的品質(zhì)，礦石品位和浸出性能是反映鈾礦石品質(zhì)高低的主要因素，測算礦石“售價”時需要考慮礦石品位和浸出性能影響因素。再考慮礦石開采一定的盈利，即可估算出在當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)水平條件下，努和廷礦床采出礦石的合理“售價”。

研究在考慮上述影響因素后，提出努和廷礦床礦石“售價”的計算公式，見式(3)。

(3)

式中：dl為努和廷礦床礦石銷售價格，元/t；W努為努和廷礦床采出礦石平均品位，%；E均為國內(nèi)鈾礦床礦量加權(quán)的礦石平均生產(chǎn)成本，元/t；W均為國內(nèi)鈾礦床礦量加權(quán)的礦石平均品位；e為露天開采單位礦石最低盈利要求；η為礦石生產(chǎn)成本區(qū)域影響系數(shù)；δ為礦石浸出性影響系數(shù)。

1) 采出礦石平均品位(W努)。結(jié)合礦床露天開采工藝，考慮露天開采環(huán)節(jié)廢石混入情況，估算努和廷礦床采出礦石平均品位為0.076%。

2) 礦石平均生產(chǎn)成本(E均)。努和廷礦床礦石“售價”的計算公式中，以2011年國內(nèi)鈾礦山礦石生產(chǎn)成本統(tǒng)計數(shù)據(jù)參與計算鈾礦床礦量加權(quán)的礦石平均生產(chǎn)成本，為考慮各個礦床在國內(nèi)鈾礦石平均成本所占權(quán)重，以礦床保有資源量來計算礦石平均生產(chǎn)成本，計算公式見式(4)。

(4)

式中：Ei為礦床礦石生產(chǎn)成本，元/t；Qi為礦床保有礦石量，t；E均為按礦床保有礦石量加權(quán)的礦石生產(chǎn)成本，元/t。

對于正常生產(chǎn)的企業(yè)，除了物價上漲因素外，各年統(tǒng)計的礦石生產(chǎn)成本變化不大，研究以各鈾礦企業(yè)上報的2011年度礦石生產(chǎn)成本(共16個礦床)為計算基數(shù)，代表了近年來鈾礦冶行業(yè)的采礦生產(chǎn)現(xiàn)狀。礦石生產(chǎn)成本為礦石倒運至水冶廠堆礦場的總成本費用。研究剔除了礦石生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)明顯偏高和偏低的三個礦床，基本能反映當(dāng)前鈾礦開采的社會平均生產(chǎn)成本水平。

經(jīng)計算近年開采的鈾礦床按照礦量加權(quán)礦石平均生產(chǎn)成本為326元/t[5]。

3) 礦石平均品位(W均)。努和廷礦床礦石“售價”計算公式(3)中，鈾礦床礦量加權(quán)的平均礦石品位考慮了各個礦床在國內(nèi)鈾礦石平均品位中所占權(quán)重，以礦床保有礦石量加權(quán)來計算，計算公式見式(5)。

(5)

式中：Wi為礦床礦石地質(zhì)品位，%；Qi為礦床保有礦石量，t；W均為鈾礦床按礦量加權(quán)求得的礦石平均品位，%。

經(jīng)計算，近開采的鈾礦床按照礦量加權(quán)礦石平均品位為0.12%。

4) 礦石生產(chǎn)成本區(qū)域影響系數(shù)(η)。礦石生產(chǎn)成本受價格水平影響，而價格水平各個地區(qū)差別較大。要得出各地確切的價格水平分析數(shù)據(jù)相對困難，研究引入?yún)^(qū)域影響系數(shù)，以反映各地區(qū)差異。按區(qū)域價格水平設(shè)低、較低、中等、較高、高等五個級別，區(qū)域影響系數(shù)分別取0.8、0.9、1.0、1.1、1.2。二連地區(qū)盡管地處西部省份，但地處中蒙交界地區(qū)，勞動力成本相對較高，除電力和燃料成本較低外，其他原輔材料大多需要從內(nèi)地長距離運輸才能供應(yīng)，相對來說，區(qū)域價格水平較高，因而礦石生產(chǎn)成本區(qū)域影響系數(shù)取1.1。

5) 礦石浸出性影響系數(shù)(δ)。鈾礦石的可浸出性是影響礦石“售價”的重要因素，浸出性能好壞對應(yīng)著礦石“售價”高低。浸出性能好壞主要體現(xiàn)在工藝流程的復(fù)雜程度和試劑消耗量，工藝越復(fù)雜，礦石越難浸出，生產(chǎn)環(huán)節(jié)越多，動力和試劑消耗量越多。研究按很難浸出、難浸出、中等難度浸出、容易浸出、很容易浸出等五個級別，區(qū)分鈾礦石的浸出性能，這五個級別的浸出性影響系數(shù)對鈾礦石“售價”的影響值分別取0.8、0.9、1.0、1.1、1.2。努和廷礦床礦石水冶工藝初步成果顯示，礦石采用分級處理→中性濃密→加溫堿浸→逆流傾析→離子交換→氯化鈉淋洗→“111”產(chǎn)品的工藝流程，細(xì)粒級礦石堿法浸出率70%。對比國內(nèi)其他鈾礦石水冶工藝流程，努和廷礦床礦石浸出環(huán)節(jié)多，浸出率低，屬于很難浸出類礦石，因此，礦石浸出性影響系數(shù)取0.8。

把相關(guān)參數(shù)代入努和廷礦床礦石“售價”的式(3)中，經(jīng)計算努和廷礦床礦石“售價”為190 元/t。

3.3 礦石采礦費用和廢石剝離費用

努和廷礦床采用露天開采所采用的工藝和設(shè)備均與其他露天礦相同，礦石的采礦費用及廢石的剝離費用均可借鑒其他礦山統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

選用價格法計算經(jīng)濟合理剝采比時，礦石銷售價格與采剝費用計算統(tǒng)計口徑需要一致，露天采礦單位礦石采礦費用和單位廢石剝離費用包括礦山開采各個環(huán)節(jié)的直接成本、需要分?jǐn)偟絾挝坏V石和單位廢石的費用。研究選用生產(chǎn)要素構(gòu)成法估算努和廷礦床單位礦石采礦費用和單位廢石剝離費用。

生產(chǎn)要素法計算露天礦的采剝費用包括生產(chǎn)作業(yè)直接成本、管理費和財務(wù)費，這三項構(gòu)成了采剝作業(yè)的總成本費用。結(jié)合努和廷礦床賦存特點，借鑒相似條件露天煤礦開采方案測算礦山開采投資；參考露天煤礦多年統(tǒng)計的礦石和廢石生產(chǎn)消耗指標(biāo)，按當(dāng)前的物價水平計算生產(chǎn)消耗的直接成本；按鈾礦冶行業(yè)的規(guī)定，測算人工費用，計提分?jǐn)偟降V石生產(chǎn)成本費用中管理費、財務(wù)費用、其他制造費。以上成本費用除了可以按礦石和廢石生產(chǎn)環(huán)節(jié)分別統(tǒng)計計算的指標(biāo)外，其余均按露天開采礦石和剝離廢石的生產(chǎn)規(guī)模分?jǐn)偂＝?jīng)測算努和廷礦床單位礦石采礦費用為10.3 元/t，單位廢石剝離費用為7.4 元/t(合14.8 元/m3)[6]。

4 努和廷礦床經(jīng)濟合理剝采比

把研究測算的各參數(shù)代入式(2)中，得出考慮盈利要求后的經(jīng)濟合理剝采比為22.8 t/t。該計算值參考了國內(nèi)鈾礦開采平均水平及相似條件露天煤礦開采技術(shù)，也兼顧了努和廷礦床的資源特點及當(dāng)?shù)氐膬r格水平。相對一般煤礦計算的經(jīng)濟合理剝采比偏大，但卻較為全面反應(yīng)了努和廷鈾礦床露天開采面臨的實際情況，以此來確定露天開采境界是相對合理的。

5 結(jié) 語

努和廷礦床開采方案在還需要深入研究的情況下，露天開采經(jīng)濟合理剝采比計算采用價格法是恰當(dāng)?shù)?，在價格法計算公式中增加礦石開采最低盈利要求，更能反應(yīng)露天開采生產(chǎn)要有利潤的客觀要求。

針對努和廷礦床的特點，創(chuàng)新性的構(gòu)建了兼顧國內(nèi)鈾礦開采平均水平、礦床采出礦石品質(zhì)、礦床所在地區(qū)差異、礦石最低盈利要求等因素，用于測算努和廷礦床露天開采礦石“售價”的公式，解決了努和廷礦床露天開采礦石“售價”測算問題。這種測算方法可作為其他礦種采用價格法計算經(jīng)濟合理剝采比的參考。

采用這種方法測算時，相關(guān)影響系數(shù)級別劃分及其取值，盡管考慮了一定的區(qū)分度是合理的，但這些影響系數(shù)由多因素共同決定，等級數(shù)和對應(yīng)數(shù)值的準(zhǔn)確性還有待深入研究論證。