摘要：隨著“雙碳”目標(biāo)的實(shí)施及投資者對(duì)礦山企業(yè)ESG指標(biāo)的要求，在分析露天礦山道路綜合成本時(shí)需要考慮環(huán)境成本。研究基于CRITIC法構(gòu)建涉及材料、人力、機(jī)械、維護(hù)、碳排放、降塵、環(huán)境毒性、運(yùn)輸效率、構(gòu)件壽命和輪胎損耗等10種因素的露天礦山道路綜合成本分析模型。以紫金山金銅礦為例，通過(guò)信息承載量分析法，得到各指標(biāo)的客觀權(quán)重，降低指標(biāo)間的相互影響。經(jīng)計(jì)算，道路量化綜合成本為：碎石路 98.6元/m2，水泥路108.5元/m2，面層改性路62.9元/m2，整體改性路67.7元/m2。相對(duì)于碎石路和傳統(tǒng)水泥路，改性道路在綜合成本上具備顯著優(yōu)勢(shì)，其中，面層改性路的綜合成本優(yōu)勢(shì)超36 %。

關(guān)鍵詞：露天礦山；CRITIC法；改性道路；ESG；綜合成本；環(huán)境影響；成本管理

[中圖分類號(hào)：TD57 文章編號(hào)：1001-1277（2025）04-0039-05 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.11792/hj20250408 ]

引言

金屬礦山露天開(kāi)采中，一條高效、低成本的運(yùn)輸?shù)缆分陵P(guān)重要，礦用運(yùn)輸車輛運(yùn)輸效率、輪胎損耗等因素極大影響了礦山礦石及廢料的運(yùn)輸成本，進(jìn)而影響礦山的開(kāi)采成本［1-3］。成本管理作為現(xiàn)代企業(yè)運(yùn)營(yíng)的核心戰(zhàn)略工具，其優(yōu)化實(shí)施對(duì)于提升組織運(yùn)營(yíng)效益和增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有顯著促進(jìn)作用［4］。此外，在經(jīng)濟(jì)衰退和能源危機(jī)的雙重影響下，可持續(xù)發(fā)展的浪潮席卷各國(guó)，也帶動(dòng)著與其深度契合的ESG理念在全球范圍內(nèi)的持續(xù)升溫，特別是礦山行業(yè)投資者對(duì)企業(yè)ESG信息披露情況給予更多關(guān)注［5-6］。因此，環(huán)境成本成為礦山生產(chǎn)建設(shè)特別是大型運(yùn)輸?shù)缆方ㄔO(shè)中需要重點(diǎn)考慮的一環(huán)。

21世紀(jì)以來(lái)，綠色生產(chǎn)施工評(píng)價(jià)體系在公路、鐵路、建筑、市政等多領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。姚剛等［7-8］對(duì)綠色低碳公路施工評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了研究；吳偉東等［9-11］分別在鐵路、建設(shè)及市政工程上基于環(huán)境及材料成本等諸多因素構(gòu)建相關(guān)的評(píng)價(jià)模型，對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)選。

然而，露天礦山道路建設(shè)仍多以人力、材料、設(shè)備等直接成本進(jìn)行評(píng)價(jià)，忽視了建設(shè)周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的影響。本文考慮環(huán)境影響下，基于CRITIC法選擇10種道路成本因素，并進(jìn)行量化分析，通過(guò)信息承載法計(jì)算客觀權(quán)重，進(jìn)一步計(jì)算道路的綜合成本，對(duì)多種道路綜合成本進(jìn)行比較以選擇最優(yōu)道路施工方案。

1CRITIC法分析模型基礎(chǔ)

CRITIC（CRIteria Through Intercriteria Correlation，CRITIC）法是1995年由DIAKOULAKI等提出的一種客觀權(quán)重賦權(quán)法。該方法不需要屬性的獨(dú)立性，并且將定性屬性轉(zhuǎn)化為定量屬性，其核心思想為利用指標(biāo)間的對(duì)比性和沖突性來(lái)確定各指標(biāo)權(quán)重，對(duì)比性以標(biāo)準(zhǔn)差為依據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)差越大，意味著數(shù)據(jù)波動(dòng)越顯著，權(quán)重也會(huì)更高；沖突性則以相關(guān)系數(shù)為依據(jù)，相關(guān)系數(shù)越大，表明指標(biāo)間沖突性越小，權(quán)重自然也會(huì)更低［12-14］。

1.1結(jié)構(gòu)層次

本文所涉及的綜合成本包括直接成本、環(huán)境成本和效率成本。其中，直接成本包括材料、人力、機(jī)械和維護(hù)成本，環(huán)境成本包括碳排放成本、降塵成本和環(huán)境毒性成本，效率成本包括運(yùn)輸效率、構(gòu)件壽命和輪胎損耗成本。據(jù)此，建立的基于CRITIC法的露天礦山道路綜合成本分析層次圖見(jiàn)圖1。所分析的10個(gè)子項(xiàng)中，材料、人力、機(jī)械、碳排放、環(huán)境毒性、降塵、輪胎損耗歸為逆向指標(biāo)（指標(biāo)值越小越好），其余為正向指標(biāo)。

1.2客觀權(quán)重

CRITIC法分析需要先將獲得的原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，由此計(jì)算各指標(biāo)的信息承載量，進(jìn)一步計(jì)算客觀權(quán)重，最后將獲得的客觀權(quán)重歸一化處理。

1）原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。CRITIC法假設(shè)現(xiàn)有1組待評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)，其包含m個(gè)對(duì)象，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，共同構(gòu)成原始數(shù)據(jù)矩陣X：

式中：Fj為指標(biāo)的歸一化權(quán)重；W1為第一個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

2道路綜合成本各因素客觀權(quán)重計(jì)算

2.1工程概況

紫金山金銅礦自2017年開(kāi)展采礦技術(shù)攻關(guān)以來(lái)，采用多元多層露天礦運(yùn)輸?shù)缆方Y(jié)構(gòu)，其底基層為大直徑爆破廢石（直徑80～150 mm），基層為中等直徑爆破廢石（直徑20～80 mm），面層為直徑0～20 mm的爆破廢石粉末，取得了良好效果?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐結(jié)果表明，采用新型多元多層結(jié)構(gòu)后，露天開(kāi)采運(yùn)輸?shù)缆份喬ツp率下降，行車效率相對(duì)提升，但轉(zhuǎn)彎處、上坡等部分路段存在水穩(wěn)定性差、耐久性差等問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了多種道路改造方案（見(jiàn)表1），根據(jù)前期試驗(yàn)，幾種方案均滿足要求，因此進(jìn)一步對(duì)比綜合成本擇優(yōu)選擇。其中，改性道路使用的固化劑主要成分為水淬鋼渣、水泥、生石灰。

2.2原始分析數(shù)據(jù)

使用CRITIC法分析露天礦山道路綜合成本各因素原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。其中，材料、人力、機(jī)械、維護(hù)、環(huán)境毒性（采用Cu離子浸出濃度表示）、降塵和運(yùn)輸效率（采用運(yùn)礦卡車車速表示）等7個(gè)參數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)而來(lái)，其余參數(shù)通過(guò)計(jì)算獲得。

1）碳排放。根據(jù)文獻(xiàn)［16］，道路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)階段的各種路面筑路材料及碳排放因子見(jiàn)表3。其中，面層改性路所采用的固化劑主要原料為礦山工業(yè)廢物，因此碳排放因子近似取0。

2）構(gòu)件壽命及輪胎損耗。構(gòu)件壽命（車輛空氣懸掛壽命）及輪胎損耗計(jì)算公式為國(guó)外礦山統(tǒng)計(jì)值，并采用最小二乘法擬合而來(lái)［17］，與路面的不平整度及車速相關(guān)，見(jiàn)式（10）。各因素采用百分?jǐn)?shù)表示，標(biāo)準(zhǔn)水泥路為100 %，各道路構(gòu)件壽命及輪胎損耗見(jiàn)表4。

式中：Lg為構(gòu)件壽命（a）；Lt為輪胎損耗（月）；v為特定

路面上運(yùn)礦卡車的正常行駛速度（km/h）；H為路面不平整度（mm）；g0為空氣懸掛壽命的標(biāo)準(zhǔn)值，市面產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)值為5 a；t0為常規(guī)水泥路面運(yùn)礦卡車年損耗輪胎個(gè)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，市面產(chǎn)品建議礦山單個(gè)輪胎壽命小于4個(gè)月，本文取3個(gè)月。

2.3客觀權(quán)重計(jì)算

1）原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)表2建立原始數(shù)據(jù)矩陣X：

將原始數(shù)據(jù)矩陣X結(jié)合式（2）、式（3）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，其中，材料、人力、機(jī)械、碳排放、環(huán)境毒性、降塵、輪胎損耗為逆向指標(biāo)（指標(biāo)值越小越好），其余為正向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化矩陣[X']如下：

3紫金山金銅礦道路綜合成本對(duì)比

為評(píng)價(jià)紫金山金銅礦道路的綜合成本，基于原始數(shù)據(jù)計(jì)算得到各指標(biāo)的歸一化權(quán)重Fj，按式（14）計(jì)算綜合成本（Cs）：

原始數(shù)據(jù)（見(jiàn)表2）中，除材料、人力及機(jī)械成本外，其余指標(biāo)并不是采用成本進(jìn)行量化，因此在計(jì)算綜合成本前需要將剩下7個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為年化成本。

3.1道路各因素初始成本

1）維護(hù)。礦山所有道路單次維護(hù)費(fèi)用預(yù)計(jì)為67.5萬(wàn)元，試驗(yàn)區(qū)域面積為15萬(wàn)m2，單次維護(hù)費(fèi)用為4.5元/m2，計(jì)算得到4種道路年化維護(hù)成本分別為27元/m2、5.4元/m2、10.8元/m2、6.75元/m2。

2）碳排放。碳排放成本按照全國(guó)碳市場(chǎng)每日綜合價(jià)格78元/t進(jìn)行計(jì)算，4種道路碳排放成本分別為0.19元/m2、10.72元/m2、0.16元/m2、0.16元/m2。

3）環(huán)境毒性。環(huán)境毒性采用Cu離子浸出濃度表示，根據(jù)GB 25467—2010" 《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》［18］要求，銅直接排放限值為1 mg/L。4種道路均滿足要求，因此環(huán)境毒性處理成本均為0。

4）降塵。降塵采用工業(yè)用水，運(yùn)輸費(fèi)、水費(fèi)、維護(hù)費(fèi)累加為5元/t，按照灑水量、路面面積攤薄為0.002 7元/（m2·次）。按照一年365 d計(jì)算可得4種路面年化降塵成本分別為5.91元/m2、7.88元/m2、2.96元/m2、2.96元/m2。

5）運(yùn)輸效率。運(yùn)輸效率以碎石路方案為基準(zhǔn)值0元/m2的負(fù)指標(biāo)計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：v0為碎石路上運(yùn)礦卡車的正常行駛速度（km/h）；a為該礦山日均運(yùn)礦量（t）；b為利潤(rùn)（元/t）；S為試驗(yàn)礦山道路面積（m2）。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，礦山日均運(yùn)礦量為20 000 t，每噸礦利潤(rùn)為80元，計(jì)算出4種道路運(yùn)輸效率成本分別為0，-13，-10.83，-10.83元/m2。

6）構(gòu)件壽命。市面上空氣懸掛的單價(jià)為6 000～13 000元，取10 000元，即0.067元/m2。根據(jù)表4，4種道路車輛的構(gòu)件壽命分別為3.25 a、4.68 a、4.49 a、4.49 a，按運(yùn)礦卡車10輛計(jì)算，4種道路行駛車輛的構(gòu)件壽命年化成本分別為0.19元/m2、0.13元/m2、0.14元/m2、0.14元/m2。

7）輪胎損耗。市面上運(yùn)礦卡車輪胎單價(jià)為2 000～5 000元，取3 000元，即0.02元/m2。根據(jù)表4，4種道路行駛車輛的輪胎壽命分別為1.76月、2.76月、2.63月、2.63月，每輛運(yùn)礦卡車有6個(gè)輪胎，單車每年輪胎消耗量分別為18個(gè)、11.64個(gè)、12.24個(gè)、12.24個(gè)，計(jì)算可得輪胎損耗年化成本分別為3.6元/m2、2.33元/m2、2.45元/m2、2.45元/m2。

3.2道路綜合成本

綜上，可得紫金山金銅礦道路各因素初始成本，見(jiàn)表5。

由此可以得到初始成本矩陣Y為：

將初始成本矩陣Y和Fj代入式（14），計(jì)算得到紫金山金銅礦4種道路基于CRITIC法分析的道路綜合成本，見(jiàn)表6，并以礦山原碎石路成本為基準(zhǔn)，計(jì)算得到各種道路的成本比例。從表6可以看出，改性后的道路綜合成本明顯降低，其中，面層改性路成本最低。

4結(jié)論

1）綜合考慮材料、人力、機(jī)械、維護(hù)、碳排放、降塵、環(huán)境毒性、運(yùn)輸效率、構(gòu)件壽命和輪胎損耗等10種因素，基于CRITIC法計(jì)算露天礦山道路綜合成本。

2）以紫金山金銅礦露天礦山道路為例，通過(guò)信息承載量分析法，得到各指標(biāo)的客觀權(quán)重，降低了指標(biāo)間的相互影響，最終計(jì)算出路面量化綜合成本為：碎石路98.6元/m2，水泥路108.5元/m2，面層改性路62.9元/m2，整體改性路67.7元/m2。相對(duì)于碎石路和傳統(tǒng)水泥路，改性道路在綜合成本上具備顯著優(yōu)勢(shì)，其中，面層改性路的綜合成本優(yōu)勢(shì)超36 %。

3）在構(gòu)建礦山道路成本計(jì)算模型時(shí)，考慮了ESG理念、“雙碳”背景，并將無(wú)法量化的因素進(jìn)行量化，對(duì)礦山相對(duì)復(fù)雜的成本組成具備良好的適應(yīng)性，其結(jié)果客觀反映了不同礦山道路的成本組成，具有良好的應(yīng)用前景。

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Comprehensive cost analysis of open?pit mine roads under environmental

impact based on the CRITIC method

Wen Chen1， 2， 3， Huang Min1， 2， 3， Rao Dijun1， 2， 3， Xie Chenglong1， 2， 3， Cai Sijie1， 2， 3

（1.Zijin Mining Group Co.， Ltd.; 2.Zijin （Changsha） Engineering Technology Co.， Ltd.;

3.State Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Low?grade Refractory Gold Ores）

Abstract： With the implementation of China’s \"dual?carbon\" target and increasing investor focus on ESG metrics， environmental costs must be integrated into the comprehensive cost analysis of open?pit mine roads. This study constructs a cost analysis model for the comprehensive cost of open?pit mine roads using the CRITIC method， incorporating 10 factors： material， labor， machinery， maintenance， carbon emissions， dust suppression， environmental toxicity， transport efficiency， component lifespan， and tire wear. Taking the Zijinshan Gold-Copper Mine as a case study， objective weights for each indicator were derived through information load analysis to mitigate inter?indicator correlations. Calculated quantitative comprehensive road costs are： gravel roads 98.6 yuan/m2， cement roads 108.5 yuan/m2， surface?modified roads 62.9 yuan/m2， and overall modified roads 67.7 yuan/m2. Compared to gravel and conventional cement roads， modified roads exhibit significant cost advantages， with surface?modified roads achieving a reduction in comprehensive costs of over 36 %.

Keywords： open?pit mine; CRITIC method; modified road; ESG; comprehensive cost; environmental impact; cost management

收稿日期：2024-11-09；修回日期：2025-01-05

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51804079）;福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2019J05039）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)（2022YFC2903900）;紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司2022年科技計(jì)劃項(xiàng)目（5401KY2022100003）；福廈泉自創(chuàng)區(qū)協(xié)同專項(xiàng)資助項(xiàng)目（35022CQX72021009）

作者簡(jiǎn)介：溫晨（1998—），男，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)榭刂票萍皫r層控制；E?mail：1398448249@qq.com