尹國龍,左婧怡,廖志楊,雍章弟,楊 寧
(四川省地礦局403 地質隊,峨眉山 614200)
鐵礦是鋼鐵工業的基本原料,廣泛應用于國民經濟的各個部門和人民日常生活的各個方面。中國是世界鐵礦石第一大消費國。中國鐵礦有較多的查明資源儲量,但人口多、礦產資源人均量低是中國的基本國情。中國國內鐵礦石生產僅能滿足其需求的2/3 左右,其余1/3 靠進口富鐵礦石和廢鋼鐵解決。從世界范圍內看,未來鐵礦石的需求仍會逐年增長,并主要在亞洲地區。

表1 鐵礦石保有量表

表2 移動平均量表
由于預測的對象、目標、內容和期限的不同,形成了多種多樣的預測方法。主要有定性預測法與定量預測法。常用的定性預測法主要有市場調查預測法、專家意見預測法、主觀概率法。而定量預測主要是通過建立數學模型來完成,常用的有時間序列預測法、回歸分析預測法、使用強度法、投入產出預測法、經濟計量模型預測法、彈性系數預測法、灰色系統預測法、人工神經網絡法和BP 網絡等方法等。在實際中,礦產資源的生產和需求受很多因素影響,比如說經濟發展、能源結構、生產結構、居民收入水平、價格、宏觀政策等等。現文中主要采用時間序列法預測。時間序列分析是根據系統觀測得到的時間序列數據,通過曲線擬合和參數估計來建立數學模型的理論和方法.它一般采用曲線擬合和參數估計方法(如非線性最小二乘法)進行。本次應用由于模型數據較少,外推年份在10年以內。
模型以年份為自變量,保有儲量為因變量,利用Excel 程序做曲線模型擬合。
1)原始數據根據四川省國土部門統計資料(表1)。

圖1 保有儲量原始數據直方圖
2)數據預處理;原始數據變化大。由于鐵礦開采強度加大,2008年度保有儲量比2007年驟然減少。為了較好的表現年度保有儲量的變化規律,對原始數據進行了移動平均,周期為3。處理后年度保有儲量數據如表2、圖1。
3)預測模型:工作中使用了多項式模型、指數模型等,各模型相關系數如下(表3):經過多種曲線類型擬合,除冪模型外其它模型移動平均處理后數據相關系數均優于原始數據。本文選用相關系數最大的多項式(3)曲線為預測模型。該模型較客觀地反映了隨著時間增加,保有資源儲量時高時低,波浪式地向前發展。已知數據中2007年保有儲量102 億噸為最高峰,2003年保有儲量98.8億噸為低谷,隨著鐵礦開采加強,2007年以后保有儲量逐漸減少,至2008年保有儲量減少至98.3 億噸為最低值。從擬合曲線的總趨勢分析,2010年后保有儲量呈逐漸下降趨勢。

式中:y=保有儲量(單位:億噸)
x=年度(如2008)
保有儲量預測結果表(表4、圖2):

表3 相關系數表

表4 預測結果表

圖2 分年度保有儲量直方圖
從上表和趨勢圖可以看出,2001~2010年度保有儲量逐年有所增長。2010年以后逐漸顯著下降。按目前地勘投資和探礦水平,至2015年下降到93.7 億噸。比2009年減少7.6 億噸。
鐵礦石保有資源儲量,根據發展趨勢預估,2009年后將逐年下降,并愈演愈烈。四川省鐵礦石產量如何,本文用年份做自變量,礦石產量做因變量,利用Excel 程序做曲線模型進行預測,主要過程如下:
1)原始數據根據省國土部門統計資料(表5)
2)預測模型
經用指數、多項式多種方法擬合比較,各曲線類型相關系數如下:
從表中看出:多項式(順序3)相關系數最大。該模型較客觀地反映了隨著時間增加,年礦石產量雖有波動,但逐漸升高的趨勢明顯。
3)預測方程

式中:y=礦石產量(單位:萬噸)
x=年度(如2008)

表5 分年度資源量表
4)原始數據和“十二五”分年度預測礦石產量如下表(表7、圖3):四川鐵礦石產量1999~2002年基本穩定,大約為1 000~1 100萬噸。2002年礦石產量923.90萬噸為最低值。2007年礦石產量3 517.92萬噸為最高峰。隨著鐵礦開采加強,2002年以后預測曲線變陡,礦石產量加速度增加,2015年預測礦石產量增加至10849萬噸。上述情況符合我省經濟發展趨勢。
在成都理工大學召開的《四川國土資源與可持續發展戰略研討會》較深入的研究了這方面的問題。《四川地質學報》副主編賴賢友“四川省礦產資源現狀及可持續利用對策”一文較有代表性。
我省鐵礦138個礦產地中,勘探礦區47個,占34%;詳查礦區60個,占43%;普查礦區31個,占23%。也就是說有66%的礦產地未達到勘探的工作程度。省內各地的礦產勘查程度尚不均衡。攀西地區、盆地及盆周山區的勘查程度相對較高,而川西高原的勘查程度很低。還有大量的礦點、礦化點。其工作程度未達普查。
我省礦山企業的開采規模普遍較小、綜合開發利用較差、資源利用率低、產品結構不合理和檔次低、沒有形成有競爭力的產業群和產業鏈。我省鐵礦礦山中,礦山企業104處。其中世界級的礦山僅攀枝花一處,大型礦山6處,中型礦山4處,小型礦山49處,小礦45處。大中型礦山的比例不足10%。目前,我國、我省鐵礦回收率比國外低,尤其是中小型礦山。共伴生礦產綜合利用率小于20%,比國外平均低20%~30%;單位產值所消耗的能源和原材料是發達國家的幾倍,有的高達十幾倍。

表6 相關系數表

表7 預測礦石量表
當前,我省許多礦山缺乏環境恢復保證措施,開采所引發的環境污染和地質災害的隱患和事件不斷增多。

圖3 分年度鐵礦石產量直方圖
部分地區的礦山秩序仍比較混亂,亂采爛挖、非法開采、以采代探、圈而不探的現象還比較突出。產生這些問題的原因,歸根結底是目前我國礦產資源勘查和開發利用的認識不到位、體制有障礙、機制尚不健全。具體講主要有以下幾個原因:
1)對礦產資源的特點及勘查工作了解不夠、認識不足。礦產資源是稀缺和不可再生性資源,在國民經濟建設中具有不可替代的作用,是國家的戰略性資源;礦產資源又是隱性資源,具有不確定性和找礦成功概率低的特點。因而找礦工作在隊伍、技術、投入上具有相應的要求,這也決定了地質勘查是一項專業性很強、投入產出風險極高的工作。地質勘查工作有投入大、周期長、風險高、成功率低的特點。
2)礦產勘查投入不足,“國退,民又進不來”。在轉型過程中,國家對地勘的投入相應減少,每年實際投入到礦產勘查的資金和主要實物工作量逐年下降,僅投入少量的資金用于基礎性、公益性和戰略性的勘查工作。據統計,2002年全國用于礦產勘查的鉆探占141萬多米,僅相當于10年前的1/10。四川主要從事礦產勘查評價的省地礦局,因投入不足,90年代以后,每年投入的勘查主要實物工作量還不及60~80年代每年的1/10。
3)礦業投資環境,尤其是礦產勘查投融資環境差。由于有利于形成商業性地勘體制的政策法規建設滯后,而有關探礦權、采礦權等的政策法規尚不完善,礦產勘查開發的風險補償機制也沒有建立等等,致使商業性地勘市場沒有形成。這一些地方的礦業投資環境較差。
4)中國鐵礦石依賴進口的情況嚴重。近年來我國鐵礦石的進口量不斷提高。據《Mining Annual Review》資料,1996年我國鐵礦石進口量4390萬噸,1997年5510萬噸,1998年5270.5萬噸,1999年5530萬噸,逐漸增高。2000年以來,我國鐵礦石進口量更是連年大幅增長,目前對進口鐵礦資源的依賴程度已經超過50%,過度依賴國外鐵礦資源對我國鋼鐵工業的發展已經產生了不利的影響。
我國鐵礦石的進口主要集中在澳大利亞、巴西、印度這三個國家,2008年我國從上述三個國家進口的鐵礦石數量分別達到1.8341 億噸、1.0062 億噸、0.9098 億噸,三個國家的鐵礦石進口量占到了中國全部鐵礦石進口量的將近85%。
經過對我省“十二五”期間鐵礦石供需預測,保有儲量從直方圖上看2008年度顯然比2007年度減少。保有儲量的發展趨勢呈總體上升的波狀起伏,從發展趨勢上看,按目前地勘技術水平和投資規模,2012年達到頂點,以后如不改進技術和增大投資,保有儲量將逐年下降。相反我國對鐵礦石的需求呈指數加速度增長。鐵礦石需求增多,而保有儲量逐年減少,兩者差距逐年加大,我省鐵礦保有儲量告急。