基于經濟比較法大型金礦開采方案選擇研究

劉志遠，周慧敏

(海南山金礦業有限公司，海南 三亞 572500)

開采方案主要包括開采工藝、生產能力、開拓方式及生產規模是系統性的復雜工程。通過對影響開采方案的各項因素進行綜合分析可以制定更為科學合理的開采方案。因此，對于基于經濟比較法的大型金礦開采方案選擇的探究有著重要意義。

1 大型金礦案例

礦區位于中國西北部，海拔最高為1800米，最低為1450米。礦區的高度差為350米，金礦為該礦區的主要存儲成分，存儲量為1322萬t，控制資源儲量為136萬t，推斷金礦儲量為1132萬t。該處礦區的地表有露頭且埋藏較淺，主要由兩種礦化帶組成。東北到西南是礦化帶的具體走向，長度約為730米，平均厚度為6-11米，傾角為50-60度。礦化帶主要由滑石綠泥石片巖與綠泥石片巖構成，礦區礦化帶的圍巖主要由花崗閃長巖、花崗巖以及石英絹云母片巖組成。礦區總體穩定性較差，礦巖的物理力學參數為：花崗閃長巖、花崗巖、石英娟云母片巖華石、綠泥石片巖以及綠泥石片巖的松散系數都為1.5，華石綠泥石片巖與綠泥石片巖的f值為2-6，石英娟云母片巖的f值為2-8，花崗巖與花崗閃長巖的f值為8-12，其中花崗閃長巖、花崗巖以及于石英絹云母片巖的容重皆為2.67。

2 開采方式選擇

2.1 開采模式

相比于地下開采模式露天開采模式的優點在于生產安全，勞動條件好、成本低、勞動生產率高、產量大、建設速度快，機械施工方便、貧化率低、回采率高、資源利用率高且開采工藝較為簡單[1]。相應的露天開采方式也有一些缺點，隨著開采深度的逐漸加大，開采金礦的經濟利益也逐漸降低。在開采過程中需要剝離巖土，將大量巖石排棄，占用大量土地且會受到氣候條件的嚴重影響。同時排巖石、卸載、運輸、拆裝以及穿爆都會產生大量的粉塵，污染周圍環境。如果遇到埋深較深且礦體較薄的礦區，通常采用地下開采模式能夠獲得較高的經濟收益。但是地下開采模式的回采率低，安全性較差，生產能力小，基建時間長且工藝較為復雜。由于地下開采與露天開采皆有顯著的優缺點，在確定開采方案時需要充分結合礦區的特質，使用排除法可直接將地下開采模式排除。案例礦區該處礦區的地表有露頭且埋藏較淺，主要由兩種礦化帶組成。東北到西南是礦化帶的具體走向，礦化帶主要由滑石綠泥石片巖與綠泥石片巖構成，且石英娟云母片巖華石、綠泥石片巖以及綠泥石片巖的松散系數都為1.5適用與露天開采方法，但在確定具體的開采方案前需要對露天底標高度需要開展定量分析作業。如圖1為露天開采。

圖1 露天開采

2.2 開采方案的確定流程

依照礦區的實際情況，分析適宜的開拓方式類型，將地下開采方案與露天開采方案及露天轉地下開采方案進行定向比較分析能得出三類方案。方案一為全露天開采模式，露天開采隨著開采深度的逐漸加大，開采金礦的經濟利益也逐漸降低。方案二為露天加斜坡道的開采模式，在開采過程中需要剝離巖土，需要將大量巖石排棄，該種開采方案需要注意開采過程中產生的大量粉塵，盡可能地降低對周圍環境的污染。方案三為露天加豎井開拓的開采方案，其生產更為安全，勞動條件好、成本低、貧化率低、回采率高、資源利用率高且開采工藝較為簡單。其中方案二又衍生出AB兩種方案，分別適宜不同的露天底部標高。經過經濟比較法能夠從三種方案中篩選出經濟效益更高且各方面更為適宜的開采方案。在完成上述流程后，確定礦區的生產規模并與前期確定的開采方案進行基于經濟比較法的對比，進而確定最終的礦區開采方案。

2.3 確定開采方案

方案一為全露天開采方案，該方案的開采工藝較為簡單，適用于視野范圍內的全部礦體；方案二為斜坡道加露天開采方案，方案中包含的開拓工程主要有采礦區、斜坡道、東西風井以及主斜坡道，斜坡道主要負責運輸人員、材料、設備及礦巖，采取無框采取無軌運輸模式進行階段運輸，階段高度為45米，將廢石與礦石在各階段進行裝車并沿斜坡道運輸至地表的廢石場，該種方案的通風模式為對角單翼通風模式，入風口為西風井，并從東風井回風，借助機械排水方法，在井下設置水泵房與水倉；方案三為豎井開拓加露天開采模式，該項方案的開拓工程主要包含東西風井、副井以及主井，將主副井集中設置于礦體中央，使用箕斗將主井中的礦石進行提升，方案中的副井是罐籠井，主要負責將產生的廢石提升，并將人員材料設備進行下放，該種方案采取有軌運輸模式進行運輸，階段高度為45米，其通風方式為對角單翼式，依然由西風井進行入風并從東風井回風，與方案二相同借助機械排水方法，在井下設置水泵房與水倉。具體開采方案的選擇需要充分依照礦區的具體存儲條件，開采方案的經濟技術優缺點以及周邊環境的實際情況進行綜合比較分析[2]。將方案一與方案二的工程費用進行經濟比較，并將方案二與方案三的底部標高進行測算，估算其開拓方式的具體費用。方案一的全露天開采方案會產生每萬噸7032份的廢石，總體工程費用約為5300萬元；方案二的露天開采加斜坡道開采方法會產生3200萬元的剝離廢石費用以及3000萬元的掘進及支護費用，其工程費用估算總計為6200萬元；方案三的豎井開采加露天開采模式將產生700萬元的剝離廢石費用及4500萬元的掘進及支護費用，其工程費用估算總計為5200萬元，由此可以比較出全露天開采方案與豎井加露天開采方案的工程費用估算總額較少，但全露天開采方案的優勢更為明顯，其經濟效益較高，生產規模大，生產工藝交易簡單且安全性有保障，同時全露天開采還具備勞動條件好、成本低、勞動生產率高、產量大、建設速度快，機械施工方便、貧化率低、回采率高、資源利用率高等顯著優勢，明顯優于其他兩種方案，因此，綜合考慮之后選擇方案一最為開采方式，即全露天開采方案。

3 開采規模的確定

基于比較經濟法選擇金礦的開采方案，需要確定開采規模。露天金礦的生產規模需要在可行性條件下對最優的生產方案進行探究，其中的最優主要是指經濟效益最大化。依照現有的開采技術條件對可能達到的金礦生產規模進行估算，選取相應的建設規模方案，并對各方案的投資回報率進行分別計算。基于經濟比較法綜合分析各項方案的優劣。為更好地確定礦區的生產規模及礦區的服務年限，應使其內部收益率與累計凈現值達到最大，進而確定合理的生產規模及最優服務年限。在對各項方案進行比對時，主要采用最小投資費用法、內部收益率法以及凈現值法核對各項方案的礦區盈利能力[3]。各項建設規模方案的具體經濟技術指標如下。方案a的建設規模為60萬t，項目總投資額為,9525萬元，達到生產能力的時間為一年，開采年限為十七年，穩產年數為十五年，內部收益率為7.45%，凈現值為每萬元-157.0。方案b的建設規模為80萬t，項目總投資為10583萬元，達到生產能力的時間為兩年，開采年限為十三年，穩產年數為十一年，內部收益率為%7.78，凈現值為-114.0。方案c的建設規模為一百萬t，項目總投資額為11465.5萬元，達到生產能力的時間為兩年，開采年限為十年，穩產年數為九年，內部收益率為8.1%，凈現值為-105.5。方案d的建設規模為120萬t。項目總投資為12230萬元，達到生產力的時間為三年，開采年限為七年，穩產年數為五年，內部收益率為6.95%，凈現值為-211.6。經濟技術指標中的凈現值是將各項投資方案所形成的現金凈流量，按照現金資金成本的貼現率進行折現并與原始投資額的現值的做差。凈現值法就是依照凈現值數額的大小來評判投資方案的優劣，若凈現值為正則方案可行性極強；凈現值的數額越大，則表明方案更為優質，所能獲得更高的投資收益。內部收益率法能夠有效將投資項目期限內的收益，與投資方案的投資總額緊密相連，并計算出該項投資方案的具體收益率，便于對照同類行業標的的基準投資收益率，進而判斷可否進行投資。上述投資方案a、b、c、d根據凈現值法計算出了相應的數值。由于四種方案的凈現值皆為負。在折現率為0.1的情況下，方案c的凈現值數額最大，能夠獲取最高的投資收益率，并且根據上述四種方案的各項技術經濟指標來看，能夠確定出投資方案c的現金流價值更高，能夠獲得顯著的投資經濟收益。因此選擇方案c，建設一百萬t/a規模的礦區。

4 結論

綜上所述，大型金礦的開采方案與管理設備、地質條件等多種因素有關。本文以中國西北部區域的大型金礦為例，給出了全露天開采、斜坡道加露天開采方案以及豎井開拓加露天開采方案。基于經濟比較法全面分析三種方案的經濟效益和技術情況，選用了全露天開采方案并確定開采規模為一百萬t/a。