矿山项目设计规模的探讨

余 浔

（中国瑞林工程技术有限公司，南昌 330002）

矿山项目设计规模的探讨

余 浔

（中国瑞林工程技术有限公司，南昌 330002）

矿山项目设计规模的确定涉及矿山的资源因素、技术因素、外部因素、市场及风险因素等，分析了矿山项目设计规模的主要影响因素，探讨了合理确定矿山项目设计规模的步骤与原理.

矿山项目；设计规模；影响因素

0 前 言

矿山项目设计规模问题是工程设计过程中所必须首要解决的问题之一，在市场经济条件下，设计规模确定的是否合理，将对矿山资源的开发与利用，以及相应的经济效益与可持续发展能力带来深远的影响.在我国当前的矿山设计中，设计规模一般是考虑矿山企业的建设需要，在设计委托书中直接明确，然后进行相关的技术、经济等方面的论证，这种做法存在一定的局限性，很少考虑到市场需求及其它因素，造成矿山设计规模不符合矿山及社会实际，在生产实践中不得不修改，这样不仅耽误了生产，也浪费了大量的资金[1].科学确定设计规模这个问题尽管较复杂，往往会引起不同观点的争论，但是，只要弄清了影响规模确定的因素及原理，就能合理选择设计规模.

1 影响矿山设计规模的主要因素

影响矿山设计规模确定的主要因素有矿床资源条件、技术条件和市场需求等[2]，每个因素的影响力度不尽相同，现详述如下：

1.1 资源因素

地质资源储量是矿山规模确定的基础，设计时应根据资源的合理开发要求和资源可采储量及赋存条件等来确定.确定的规模过小，不能充分发挥一个矿山所占资源的优势及其潜力，并尽早尽快地发挥资源对国民经济发展的作用；确定的规模过大，会缩短矿山服务年限，不能获得最佳的技术经济指标.

我国《固体矿产资源/储量分类》将资源按经济意义划分为经济的（1）、边际经济的（2M）、次边际经济的（2S）、内蕴经济的（3）4种，将资源按可行性评价阶段划分为可行性研究（1）、预可行性研究（2）、概略研究（3）3 种，将资源按可靠程度划分为探明的（1）、控制的（2）、推断的（3）、预测的（4）4 种[3]，在考虑矿山规模时，推断的和预测的储量不作为设计依据来参与可采矿量的计算，但可用来延长矿山服务年限.

结合矿床的地质特征，推断的和预测的储量经进一步详勘验证后，可以升级一部分为控制储量.因此，在考虑设计规模时，有时会将20%～50%推断的储量按控制储量参与可采矿量的计算，并确定矿山规模和合理的服务年限.但是如果全部考虑了推断的和预测的储量，会加大投资风险，经验证后，万一储量升级达不到预想的那么多，那就将导致矿山设计规模落空，矿山无法达标达产，降低经济效益.因此在设计中必须详细研究矿床地质特征资料，特别是各级储量分布的空间部位.从时间和空间的要求上，论证矿山规模的保证程度和持续时间.

1.2 技术因素

技术因素主要包括矿山开采技术条件和选冶生产技术及装备水平.矿山开采技术条件包括采矿方式（露采、坑采）、开拓运输方式等.不同的采矿方式，影响设计规模的因素是不同的，如露天采矿，应根据可能布置的采矿设备数量和矿山工程延深速度或采矿下降速度来确定设计规模；而坑采矿，需根据所采用的采矿方法（分段空场法、房柱法、留矿法、充填法等）和回采工作条件，新水平与开拓方式及开采下降速度来确定设计规模[4].

开采条件技术上可行是确定设计规模的前提条件.据统计,我国很多矿山,生产达不到设计规模.有的露天矿山欲达到设计规模,而采场能力又满足不了要求,于是矿山就只有靠采用多中段、多台阶同时作业的方法,增加采场设备的数量来满足生产能力的需要,造成资源、人力、物力的浪费，最终导致增加生产成本,降低了经济收益.因此设计规模的确定应在技术上稳妥可靠，留有余地，并且要预见到地质条件的可能变化，充分论证落实于生产的可靠性.

选冶生产技术和装备水平是影响设计规模的又一重要因素，现代行之有效的先进科学生产技术和装备水平是确保设计规模达标的手段，若选冶生产技术及与设计规模相适应的装备来源没有可靠保障，或获取技术的生产成本过高，或管理水平跟不上，均难以实现预期的设计规模，给矿山企业的生存和发展带来严重危机，导致企业的投资效益低下[5].

1.3 外部因素

矿山项目设计规模应充分考虑项目所在地的社会经济环境、政策因素及项目可获得的外部协作条件，一般包括以下几个方面：

（1）国家的产业政策、投资政策、经济发展规划以及国家对矿山行业建设项目所做的各项规定等；

（2）环境影响及评价：环境影响评价、生态环境自然保护许可、生态环境影响评价.对矿产资源开采环境代价损失进行核算，在开采资源的同时，要保护人类赖以生存的环境[6]；

（3）征地和移民安置：征地规划、用地移民实物调查、移民安置规划；

（4）原料、材料、燃料等供应：供应能力、供应方式、资源规划等；

（5）动力供应：水源、电源及其供应线路、供应方式、供应指标；

（6）通信：通信方式、线缆、通道、网络等；

（7）集散条件：交通储运、站场等设施；

（8）其他协作配套条件及工程中的重大设备或特殊装备预安排.

确定矿山设计规模要充分考虑以上各种因素对项目规模的满足程度.

1.4 市场及风险因素

市场需求或矿山企业的要求是确定设计规模必须认真考虑的一个重要因素.确定矿山设计规模，首先须对矿产品市场的供给与需求状况进行充分细致地调查了解，调查矿产品的国内外市场需求情况，了解国内外主要同类型矿山的资源储量状况，产品的质量、价格及今后的发展趋势等；其次，同时应对项目的外部建设条件进行分析，预测其生产经营成本及经济效益，以达到一个最佳规模效益，利于项目尽快回收基建投资，实现赢利[7]，但需注意的一点是，考虑市场需求这个因素时必须与技术上的可行和经济上的合理挂勾.

风险是项目设计规模确定时要考虑的又一个重要因素.设计规模越大，项目投资额越大，生产建设的管理难度也越大，投资者要承担的风险就越大[8].如果投资者实力不雄厚，没有一批具有丰富经验的项目管理人才，急攻近利，仓促投资大项目，就会引起较大的投资风险.因此，矿山项目设计规模一般应以不超出项目投资者的风险承受能力为基本原则.

2 合理设计规模的确定步骤与原理

在按开采技术条件和选冶生产工艺和装备水平等情况下确定的可能达到设计规模的基础上，根据矿山的经济效益来确定合理设计规模.一般情况下，一个经济合理的设计规模，应该是投资收益率高、建设快、达产时间短和产能持续稳定的.

2.1 矿山合理设计规模的确定步骤

（1）针对矿山的地质资源条件，选择合理的采选工艺及设备；

（2）根据矿床地质模型划定矿山开采境界，确定合理的开采程序，开拓系统及开采参数；

（3）在一定的资源储量前提下，对不同设计规模的矿山投资及生产成本进行估算；

（4）按照某一种（或几种）经济评价指标进行不同设计规模下的经济效益计算；

（5）对上述所得结果进行分析，找出规模优化范围；

（6）对影响矿山设计规模的其他内、外部约束条件进行分析；

（7）合理匹配各决策要素之间的关系，如矿山生产规模与主要固定资产折旧年限、主要采选设备规格、数量之间的关系等；

（8）综合得出合理的矿山设计规模.

2.2 边际收益等于边际成本原理

在微观经济学理论中，企业利润最大化的均衡条件是边际收益等于边际成本[9].即要选择一个最优产量，使得生产最后一单位产品的边际成本MC等于其带来的边际收益MR.一个合理的设计规模的确定应是遵循这个原理的.如果规模较小，MC＜MR，表明增加一单位的产量生产所获得的收益增加量大于成本支出的增加量，此时就应加大设计规模，以增加利润；如果规模过大，MC＞MR，表明增加一个单位的产量生产成本支出增加量大于所获得的收益增加量，此时就应减小设计规模，以增加利润.持续进行上述两个过程直到MC=MR.

2.3 可持续发展原理

矿山项目一方面可以促进经济的发展，另一方面也产生了负面影响，产生大量的污染，危害区域经济的持续发展.矿山资源的综合利用是实现矿山可持续发展的重要保证.矿山资源开采过程中的综合开发利用：包括共生、伴生矿的综合利用，贫矿的综合开发利用和尾矿、矿渣的综合利用[10].这就要求在考虑矿山合理设计规模时应充分考虑如下因素：

（1）搞好资源的综合评价：矿山资源具有共生组合、一主多副的特点，许多共生、伴生矿具有重要的经济价值，设计时要最大限度地发挥有限资源的潜力，改进采选工艺，变废为宝，物尽其用，使矿产资源的人为损失减至最低程度.

（2）提高回收率：使一些低品位的矿石随着技术的进步及设计的优化，不断地加以利用，增加储量，由粗放型向集约型经济转化；另外提高回收率可以节省生产原料的耗用量，而且还可以减少废物的排出量，此外还可以节约生产消耗量.

（3）优化资源配置：可持续发展原理要求矿山资源的持续开发与高效利用.而传统观念认为而资源最优配置标准是收益最大，从而导致了矿山开采出现了种种短期行为，特别是过分追求矿产品产量的增加，造成资源的有效储采比下降.

近年来，虽然有很多矿山企业、科研设计单位在如何合理确定矿山设计规模方面取得了一定的研究成果，但其大多数都是单一地从矿山的开采模式方面来着手优化矿山的生产能力，较少考虑到可持续发展这个因素.因此，矿山设计规模应在设定矿区可持续发展目标前提下进行优化则更具合理性.

2.4 分期建设原理

矿山设计规模可一次确定.但对某些矿石储量大，开采年限长的矿床，因所确定的设计规模达产时间长，投资大，设计规模可由小到大，分期建设.

如美国的明塔克 (Mintac)铁矿第一期规模为1500万 t／a；第二期扩大到 3900万 t／a；第三期为5700万t／a.分期建设时，初期开采选择覆盖层薄、矿体厚度大、品位高、开采条件好的地段开采，以缩短建设周期，减少基建投资，并尽快达产，以提高矿山初期经济效益，为后期的扩大规模做好准备.

再如中冶江铜在阿富汗建设的艾娜克铜矿，估算资源量（储量）6.24亿t，平均品位1.60%Cu，金属量995.32万t.但由于目前阿富汗工业不甚发达，电力供应紧张，没有大规模的矿山及冶炼企业，技术人员缺乏.因此，在这种条件下建设和运营大规模的采选冶联合企业，难度较大.因此，设计中采用部分工程提前投产，这样既利于积累项目建设及生产运营经验，又为整个项目建设和生产运营奠定基础.艾娜克铜矿提前投产工程采选设计规模为990万t/a（30000 t/d），提前投产铜精矿47.64万t/a（铜精矿铜品位40%），最终设计规模为1980万t/a.

3 结束语

矿山合理设计规模的确定是一个多层次、多因素、多目标的复杂系统.从技术上论证可能达到设计规模时，要以经审批通过的地质资源储量为基础，与设计规模计算有关的各项参数、指标的选取，特别是新工艺、新设备的各种指标的选取应当稳妥可靠，并留有余地.为了合理地、全面地确定矿山设计规模，必须将多个因素结合起来进行综合优化，以使确定的设计规模达到最佳经济效益.

[1]杜树浩,李 勇,岳发强.利用模糊综合评价法确定矿山生产规模[J].黄金,2005，26(5):21-24.

[2]张幼蒂,姬长生.大型矿山生产规模及其相关决策要素综合优化[J].中国矿业大学学报,2000，(1):15-19.

[3]中华人民共和国国家标准.固体矿产资源/储量分类[M].北京：国家质量技术监督局，1999.

[4]采矿设计手册编委会.采矿设计手册(上)[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[5]王秀册.对合理确定项目规模的探讨[J].河北冶金:2003，(3):57-59.

[6]李 华、春 涛、曾凌云.矿产资源开采环境代价核算初探[J].现代矿业，2010，8(8):8-10.

[7]郭有谦.生产规模的确定与市场需求[J].化工矿山技术,1994,23(4):44-45.

[8]邓培蒂.矿山投资风险分析[J].安徽冶金科技职业学院学报，2004，(4):112-114.

[9]牛国良.微观经济学原理[M].北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社,2009.

[10]孟今刚，孙忠强.矿产资源开发与可持续发展[J].现代矿业,2010，10(10)：10-12.

On the Design Capacity of Mine Project

YU Xun

(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang 330002,China)

The design capacity of a mine project is mainly determined by such factors as resource,technology,market,risk,etc.This paper describes some major influencing factors for the design capacity of a mine project,and discusses the process and principle for deciding the design capacity.

mine project;design capacity;influencing factors

TD211

A

1674-9669（2011）04-0049-04

2011-04-18

余 浔（1970- ），女，高级工程师,主要从事有色金属选矿理论与实践工作，E-mail：yuxun726@163.com.