我国固体非能源矿产开采回采率评价标准探讨

陈庆发，钟琼英，韦才寿，范剑辉，唐秀伟，牛文静

(广西大学资源与冶金学院，广西 南宁 530004)

我国固体非能源矿产开采回采率评价标准探讨

陈庆发，钟琼英，韦才寿，范剑辉，唐秀伟，牛文静

(广西大学资源与冶金学院，广西 南宁 530004)

摘要：固体非能源矿产是不可再生资源，为促进矿产资源可持续发展，我国亟待出台固体非能源矿产开采回采率评价标准。以充分利用开采区域内的矿产资源为出发点，矿山企业为基本评价单位，开采回采率评价工作可操作性为根本原则，通过着重考虑露天、地下、露天-地下联合等3种开采方式的技术特点与开采回采率评价工作要求，统计分析教材、手册、规范、国土资源部相关文件等资料，结合笔者提出的“年限评价开采回采率”定义，综合制定出不同开采方式下我国固体非能源矿产开采回采率评价标准。研究成果可为我国固体非能源矿产资源的开发利用规范化与宏观调控提供科学依据。

关键词：固体非能源矿产；开采回采率；评价标准；开采方式

随着国民经济的高速发展，矿产资源正以极其惊人的速度消耗，资源短缺问题越来越严重[1]。造成该严峻形势的主要原因是目前我国的矿产资源综合利用水平低下。为促进矿产资源的综合利用和有效保护，国土资源部建议开展了我国固体非能源矿产(非煤矿产)开采回采率评价标准研究[2]。

开采回采率作为衡量矿产资源综合利用程度的指标之一，过去对其重视程度不够，全国范围内尚未形成统一的评价标准。在回采率评价研究方面，刘永兴等[3]、严硕等[4]曾提出用模糊数学方法评价矿山合理回采率指标，但模糊数学方法因计算复杂不易被矿产管理者或矿山技术人员掌握；任传鹏[5]运用矿产资源经济学、规制经济学和现代管理学的理论和方法，开展了地下煤矿开采回采率影响因素研究，并制定了煤炭开采回采率评价标准，但煤炭资源还与一般固体非能源矿产资源在禀赋特征和开采方式上存在较大差别，有关评价标准制定方法难以直接推广至固体非能源矿产。

广西大学承担了国土资源部国家公益性行业科研专项课题“固体非能源矿产开采回采率评价研究”(201211067-5)，着重考虑露天、地下、露天-地下联合等3种开采方式的技术特点，并结合开采回采率评价工作要求，对我国固体非能源矿产开采回采率评价标准进行探讨，以期能为我国固体非能源矿产资源的开发利用与宏观调控提供科学依据。

1开采回采率评价标准制定的原则、类型及主要依据

1.1评价标准制定的原则

通过征求国土资源部有关领导、专家对开采回采率评价标准制定的意见与建议，结合《国土资源标准化手册》中关于国土资源标准编写要求[6]，确定了回采率评价标准制定的4项原则：①指标中等偏上水平，既要符合当前的生产技术水平，又要能引导技术的发展和进步；②指标可量化，必须能够采用数据具体表示，并能够检测、测算出来；③要有充分的依据、试验验证结果或经验数据等；④标准中的有关指标要与现行的相关标准中的指标相协调统一。

1.2评价标准类型的划分

在开采回采率诸多影响因素中，开采方式无疑是影响最大的因素。矿山开采方式主要包括地下开采、露天开采和联合开采等3种。通常露天矿山开采回采率要远高于地下开采回采率，联合开采矿山开采回采率则受露天矿山和地下矿山开采回采率水平的共同影响。因此，在当前社会经济发展水平下，固体非能源矿产开采回采率评价标准可划分为露天矿山开采回采率、地下矿山开采回采率和联合开采矿山开采回采率3类评价标准。

1.3评价标准制定的依据

评价标准制定依据的基础资料主要有：《有色金属采矿设计规范》[7]，《冶金矿山采矿设计规范》[8]，《采矿设计手册》[9]，《采矿手册》[10]；此外，还有国土资源部发布的有关文件，以及采矿工程专业教材、论文、网站等。

2露天矿山开采回采率评价标准研究

2.1《采矿设计手册》露天矿山开采回采率指标及变化分析

通过对《采矿设计手册》中统计出的部分露天矿山开采回采率分析可知，其平均值达到了95.63%；通过将我国2004年和2011年4月份部分重点露天矿山开采回采率数据与《采矿设计手册》中数据进行全面对比分析可知：随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步，露天开采生产能力不断提高，开采成本不断降低，但回采率整体水平变化不大，维持在95.5%左右，部分矿山达到了99%；露天开采矿石回采率水平主要受矿体特征的影响，受矿体产状和夹层的影响最大。一般来说，矿体产状越稳定，开采回采率水平越高，矿体产状越复杂，开采回采率越低；同样，矿体夹层越少，开采回采率水平越高，矿体夹层越多，开采回采率水平越低。

2.2现行标准中露天矿山开采回采率指标规定分析

现行有关标准中的相关规定是确定露天矿山开采回采率指标的重要依据。按照《有色金属采矿设计规范》对损失率的规定，确定出有色金属露天矿山开采回采率指标为：矿体赋存条件简单的矿床，开采回采率指标不低于95%；矿体赋存条件复杂的矿床，开采回采率指标不低于92%；矿体分枝复合严重的矿床，开采回采率指标不低于90%。按照《冶金矿山采矿设计规范》对损失率的规定，确定出冶金矿山露天矿山开采回采率指标为：人工装运的矿山，开采回采率指标不低于97%；产状规整、夹层少的露天矿，开采回采率指标不低于95%；产状不规整、夹层多或品级复杂的露天矿，开采回采率指标不低于85%。

通过对《有色金属采矿设计规范》和《冶金矿山采矿设计规范》中有关露天开采矿山回采率指标规定进行分析可知，两个标准都主要依据矿体的赋存复杂程度对不同开采条件下露天矿山的回采率指标进行划分，这符合露天开采矿山开采回采率特征，所规定的相关指标也与我国目前大多数矿山所能达到指标相适应，但两个标准中的有关规定并非完全一致。《有色金属采矿设计规范》中有关规定主要适用于有色金属矿山领域，《冶金矿山采矿设计规范》中有关规定适用范围更广，除了适用于有色金属矿山领域外，还适用于黑色金属矿山和非金属矿山领域。

2.3国土部门文件对露天矿山开采回采率规定

为加强对矿产资源 “三率”的监督管理，促进矿山企业节约与综合利用资源，到目前为止，国土资源部已出台了三个与开采回采率指标有关的重要文件，即《关于四川攀西钒钛磁铁矿开发利用“三率”指标要求(试行)的公告》[11]、《金矿、磷矿和高岭土矿三种矿产资源开发的“三率”要求》[12-13]、《铁、铜、铅、锌、稀土、钾盐和萤石等矿产资源合理开发利用“三率”最低指标要求(试行)》[14]，这些文件对钒钛磁铁矿、金矿、磷矿、高岭土、铁、铜、铅、锌、稀土、钾盐和萤石等矿种的露天矿山开采回采率最低指标进行了明确规定，有关具体指标将直接作为制定固体非能源矿产开采回采率评价标准依据。

由国土资源部发布的文件内容知，所提出的开采回采率指标基于传统定义，即指“当年开采区域范围内采出的矿石量与动用资源储量的比例”。由于评价工作的需要，笔者提出“年限评价开采回采率”概念，即指“评价年限内整个矿山采出的矿石量与动用的可采工业储量的比例”。将传统定义与笔者提出的“年限评价开采回采率”相比较，前者将客观因素引起的不可避免损失的储量纳入计算范围，所得计算数据可能比按“年限评价开采回采率”概念计算数据小，但考虑到现代正规露天开采设计中开采回采率指标一般都较高，客观因素引起不可避免损失的储量与可采工业储量相比，比值一般较小。为能使开采回采率评价有一个共同的衡量尺度，从有利于评价矿产资源露天开发程度的角度出发，在制定固体非能源矿产露天矿山年限评价开采回采率评价标准时参照有关文件关于“开采回采率”的规定进行。

2.4露天开采回采率评价标准确定

对比分析我国露天矿山开采回采率指标参数变化情况，参考我国现行有关国家标准对露天矿山开采回采率指标具体要求，遵照国土资源部发布文件中对特定矿种的回采率硬性要求，本着评价标准制定的基本原则，制定出我国固体非能源矿产露天矿山开采回采率评价标准，见表1。

表1　固体非能源矿产露天矿山开采回采率评价标准表

注：带“*”为国土资源部门特别规定的矿种。

3地下矿山开采回采率评价标准研究

3.1《采矿设计手册》推荐地下矿山开采回采率指标分析

地下采矿方法分为空场法、崩落法和充填法等3类。不同采矿方法其开采回采率差别较大，一般来说，充填采矿方法开采回采率水平最高，空场法最低。为便于制定标准，分析过程中取矿块回采率指标。《采矿设计手册》推荐的矿块回采率参数如表2所示。

3.2现行标准对地下矿山开采回采率指标规定分析

现行的有关标准相关规定是确定地下矿山开采回采率指标的重要依据。目前，对地下矿山矿块开采回采率指标有明确要求的标准有《有色金属采矿设计规范》和《冶金矿山采矿设计规范》，具体指标要求分别如表3和表4所示。

表2　《采矿设计手册》推荐地下矿山矿块开采回采率指标参数表

表3　《有色金属采矿设计规范》对地下矿山矿块

3.3地下矿山开采回采率评价标准确定

对于地下矿山而言，开采损失影响因素多，损失率较大，且不同矿山开采技术条件相差较大，造成矿石开采损失形式多样。为了使评价指标具有统一对比性，避免因客观因素引起矿石损失的人为操作因素干扰，固体非能源矿产地下矿山开采回采率评价推荐采用“年限评价开采回采率”指标，重点考虑各矿块(采区)集合的开采回采率，以相关教材、手册与规范相关指标为重点参考，综合制定出地下矿山年限评价开采回采率评价标准，如表5所示。

表4　《冶金矿山采矿设计规范》地下矿山矿

表5　地下矿山年限评价开采回采率评价标准表

若同一矿山在不同区域采用了多种不同采矿方法，对于这类矿山矿块的开采回采率指标则需要考虑各种不同采矿方法的回采率指标后综合确定，宜采用加权平均的方法确定综合指标。

设最低合格指标Kmin、最高合格指标Kmax，具体计算方法为见式(1)、式(2)。

(1)

(2)

不合格等级开采回采率指标范围为：[0～Kmin]；合格等级开采回采率指标范围为：[Kmin～Kmax]；优秀等级开采回采率指标范围为：[Kmax～100%]。

4露天-地下联合开采矿山开采回采率评价标准研究

4.1联合开采矿山开采回采率评价要求

露天-地下联合开采按其生产发展情况有全面联合开采，先露采后地采过渡时期的联合开采和先地采后露采过渡时期的联合开采等3种形式[15]。不同联合开采形式的开采过程具有其自身特殊情况，需制定相适应的评价要求和标准。

1)全面联合开采回采率评价要求。对于全面联合开采矿山，在不回采暂留境界矿柱的评价年限内，应严格对照表1和表5分别对露天开采与地下开采进行单独评价，境界矿柱暂留储量不计入动用储量范围，但必须严格计算出境界矿柱暂留储量。在露天开采下降到坑底时，开采暂留境界矿柱采用露天或者地下开采方式则视具体情况而定，开采暂留境界矿柱的回采率评价根据选定的开采方式对应标准进行。

2)露天转地下联合开采回采率评价要求。露天转地下联合开采的开采方案众多，开采回采率评价时需要根据所选定开采方案是否暂留有境界矿柱和临时间柱不同情况进行。对于暂留有境界矿柱和临时间柱的开采方案，露天和地下开采的回采率评价分别进行评价，在未开采境界矿柱和临时间柱时，矿柱暂留储量不计入动用储量范围，即地下开采第一阶段的动用储量则主要指矿房范围内的储量，但要严格计算矿柱暂留储量。当露天开采结束后，境界矿柱和临时间柱同时开采，其开采回采率评价要根据选定的具体开采方式的对应标准进行。对于不留设有境界矿柱和临时矿柱的开采方案，则根据具体的采矿方法严格对照表1和表5分别对露天开采与地下开采进行单独评价。

3)地下转露天联合开采回采率评价要求。地下转露天开采的过渡时期，不需要留设有境界矿柱和间柱，露天和地下开采的开采方案相对比较独立。因此，露天开采转地下联合开采的回采率评价按照各自的标准分别进行。对露天转地下或地下转露天的矿山，在联合开采过渡时期结束后，矿山只存在一种开采方式，此时开采回采评价则按照具体某种开采方式的标准进行。

4.2联合开采矿山开采回采率评价标准确定

对于露天与地下联合开采的矿山，由于露天开采与地下开采的回采率有很大差别，在进行开采回采率评价时，为了能够有效督促矿山企业充分利用所有开采区域内的矿产资源，全面提高矿产资源的综合利用水平，避免出现大量回采露天矿产以弥补地下资源回采率低下的现象，规定以露天与地下开采方式中较低的等级作为衡量联合开采矿山企业总体回采率等级标准，而不以综合整体的资源开采回采率情况作为标准，具体标准见表6。

表6　露天-地下联合开采年限评价回采率评价等级标准表

5结论

1)以采矿设计手册及国家公布的统计数据为基础，全面分析了我国露天矿山开采回采率指标水平，严格遵照现行国家标准和国土资源部发布的相关文件，制定出我国露天矿山开采回采率评价标准。该标准将固体非能源矿产划分为黑色金属及非金属、有色金属、国家指定矿种等几种类型，主要以露天矿山矿体赋存复杂程度为基本条件，对每种类型不同赋存条件的矿体分别制定相应指标。

2)由于地下矿山开采损失形式多样，损失量较大，为了使开采回采率评价指标具有统一对比性，避免因客观因素引起矿石损失的人为操作因素干扰，采用考虑矿块(采区)集合的“年限开采回采率”定义，通过参考相关教材、手册及规范相关指标数据，制定出地下矿山开采回采率评价标准。

3)针对露天-地下联合开采不同联合形式的特殊情况，重点考虑回采方案是否暂留矿柱的情形，提出了不同联合形式在不同回采时期评价要求。从充分利用矿产资源的角度出发，确定联合开采的矿山企业总体回采率等级以露天开采和地下开采中等级较低的作为标准。

参考文献

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[4]严硕，刁晓伟，张晓天，等.基于模糊评价方法的高阳矿回采率分析[C].北京力学会第17届学术年会论文集，2011.

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[9]《采矿设计手册》编写委员会.采矿设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1988.

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[11]中华人民共和国国土资源部.国土资源部关于四川攀西钒钛磁铁矿开发利用“三率”指标要求(试行)的公告[EO/OL].http：//www.mlr.gov.cn/zwgk/zytz/201401/t20140109_1300552.htm.

[12]中华人民共和国国土资源部.国土资源部公布三种矿产“三率”指标要求[EO/OL].http：//www.mlr.gov.cn/xwdt/kyxw/201301/t20130109_1173855.htm.

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[14]中华人民共和国国土资源部.国土资源部关于铁、铜、铅、锌、稀土、钾盐和萤石等矿产资源合理开发利用“三率”最低指标要求(试行)的公告[EO/OL].http：//www.mlr.gov.cn/zwgk/zytz/201401/t20140109_1300552.htm.

[15]张世雄.固体矿物资源开发工程[M].武汉：武汉理工大学出版社，2005.

Study on mining recovery evaluation criteria of solid non-energy mineral resources in China

CHEN Qing-fa，ZHONG Qiong-ying，WEI Cai-shou，FAN Jian-hui，TANG Xiu-wei，NIU Wen-jing

(College of Resources and Metallurgy，Guangxi University，Nanning 530004，China)

Abstract:Solid non-energy mineral resources are non-renewable resources，it is urgent to carry out the mining recovery evaluation criteria of non-energy mineral resources in china，in order to promote the sustainable development of mineral resources.Taking the optimum use of mineral resources in mining area as fundamental principle，mining recovery evaluation maneuverability as starting point，mining enterprises as the basic evaluation units，focus on considering technical features and evaluation requirements of the three mining methods of open-pit mining，underground mining，combined open-pit and underground mining，combing with the definition of “Year evaluation mining recovery” which proposed by the author，mining recovery evaluation criteria of solid non-energy mineral resources in china under different mining methods are comprehensively formulated，through the statistical analysis of teaching materials，manuals，standards，documents of Ministry of Land and Resources et al.The research results can provide a viable basis for the standardized development and utilization macro-management of solid non-energy mineral resources in china.

Key words：solid non-energy mineral；mining recovery；evaluation criteria；mining method

收稿日期：2015-03-24

基金项目：国土资源部公益性行业科研专项课题资助(编号：201211067-5)

作者简介：陈庆发(1979-)，男，汉族，河南郸城人，博士，教授，从事采矿工程的教学与科研工作。E-mail：chqf98121@163.com。

中图分类号：TD353

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)02-0110-06