基于经济比较法大型金矿开采方案选择研究

刘志远，周慧敏

(海南山金矿业有限公司，海南 三亚 572500)

开采方案主要包括开采工艺、生产能力、开拓方式及生产规模是系统性的复杂工程。通过对影响开采方案的各项因素进行综合分析可以制定更为科学合理的开采方案。因此，对于基于经济比较法的大型金矿开采方案选择的探究有着重要意义。

1 大型金矿案例

矿区位于中国西北部，海拔最高为1800米，最低为1450米。矿区的高度差为350米，金矿为该矿区的主要存储成分，存储量为1322万t，控制资源储量为136万t，推断金矿储量为1132万t。该处矿区的地表有露头且埋藏较浅，主要由两种矿化带组成。东北到西南是矿化带的具体走向，长度约为730米，平均厚度为6-11米，倾角为50-60度。矿化带主要由滑石绿泥石片岩与绿泥石片岩构成，矿区矿化带的围岩主要由花岗闪长岩、花岗岩以及石英绢云母片岩组成。矿区总体稳定性较差，矿岩的物理力学参数为：花岗闪长岩、花岗岩、石英娟云母片岩华石、绿泥石片岩以及绿泥石片岩的松散系数都为1.5，华石绿泥石片岩与绿泥石片岩的f值为2-6，石英娟云母片岩的f值为2-8，花岗岩与花岗闪长岩的f值为8-12，其中花岗闪长岩、花岗岩以及于石英绢云母片岩的容重皆为2.67。

2 开采方式选择

2.1 开采模式

相比于地下开采模式露天开采模式的优点在于生产安全，劳动条件好、成本低、劳动生产率高、产量大、建设速度快，机械施工方便、贫化率低、回采率高、资源利用率高且开采工艺较为简单[1]。相应的露天开采方式也有一些缺点，随着开采深度的逐渐加大，开采金矿的经济利益也逐渐降低。在开采过程中需要剥离岩土，将大量岩石排弃，占用大量土地且会受到气候条件的严重影响。同时排岩石、卸载、运输、拆装以及穿爆都会产生大量的粉尘，污染周围环境。如果遇到埋深较深且矿体较薄的矿区，通常采用地下开采模式能够获得较高的经济收益。但是地下开采模式的回采率低，安全性较差，生产能力小，基建时间长且工艺较为复杂。由于地下开采与露天开采皆有显著的优缺点，在确定开采方案时需要充分结合矿区的特质，使用排除法可直接将地下开采模式排除。案例矿区该处矿区的地表有露头且埋藏较浅，主要由两种矿化带组成。东北到西南是矿化带的具体走向，矿化带主要由滑石绿泥石片岩与绿泥石片岩构成，且石英娟云母片岩华石、绿泥石片岩以及绿泥石片岩的松散系数都为1.5适用与露天开采方法，但在确定具体的开采方案前需要对露天底标高度需要开展定量分析作业。如图1为露天开采。

图1 露天开采

2.2 开采方案的确定流程

依照矿区的实际情况，分析适宜的开拓方式类型，将地下开采方案与露天开采方案及露天转地下开采方案进行定向比较分析能得出三类方案。方案一为全露天开采模式，露天开采随着开采深度的逐渐加大，开采金矿的经济利益也逐渐降低。方案二为露天加斜坡道的开采模式，在开采过程中需要剥离岩土，需要将大量岩石排弃，该种开采方案需要注意开采过程中产生的大量粉尘，尽可能地降低对周围环境的污染。方案三为露天加竖井开拓的开采方案，其生产更为安全，劳动条件好、成本低、贫化率低、回采率高、资源利用率高且开采工艺较为简单。其中方案二又衍生出AB两种方案，分别适宜不同的露天底部标高。经过经济比较法能够从三种方案中筛选出经济效益更高且各方面更为适宜的开采方案。在完成上述流程后，确定矿区的生产规模并与前期确定的开采方案进行基于经济比较法的对比，进而确定最终的矿区开采方案。

2.3 确定开采方案

方案一为全露天开采方案，该方案的开采工艺较为简单，适用于视野范围内的全部矿体；方案二为斜坡道加露天开采方案，方案中包含的开拓工程主要有采矿区、斜坡道、东西风井以及主斜坡道，斜坡道主要负责运输人员、材料、设备及矿岩，采取无框采取无轨运输模式进行阶段运输，阶段高度为45米，将废石与矿石在各阶段进行装车并沿斜坡道运输至地表的废石场，该种方案的通风模式为对角单翼通风模式，入风口为西风井，并从东风井回风，借助机械排水方法，在井下设置水泵房与水仓；方案三为竖井开拓加露天开采模式，该项方案的开拓工程主要包含东西风井、副井以及主井，将主副井集中设置于矿体中央，使用箕斗将主井中的矿石进行提升，方案中的副井是罐笼井，主要负责将产生的废石提升，并将人员材料设备进行下放，该种方案采取有轨运输模式进行运输，阶段高度为45米，其通风方式为对角单翼式，依然由西风井进行入风并从东风井回风，与方案二相同借助机械排水方法，在井下设置水泵房与水仓。具体开采方案的选择需要充分依照矿区的具体存储条件，开采方案的经济技术优缺点以及周边环境的实际情况进行综合比较分析[2]。将方案一与方案二的工程费用进行经济比较，并将方案二与方案三的底部标高进行测算，估算其开拓方式的具体费用。方案一的全露天开采方案会产生每万吨7032份的废石，总体工程费用约为5300万元；方案二的露天开采加斜坡道开采方法会产生3200万元的剥离废石费用以及3000万元的掘进及支护费用，其工程费用估算总计为6200万元；方案三的竖井开采加露天开采模式将产生700万元的剥离废石费用及4500万元的掘进及支护费用，其工程费用估算总计为5200万元，由此可以比较出全露天开采方案与竖井加露天开采方案的工程费用估算总额较少，但全露天开采方案的优势更为明显，其经济效益较高，生产规模大，生产工艺交易简单且安全性有保障，同时全露天开采还具备劳动条件好、成本低、劳动生产率高、产量大、建设速度快，机械施工方便、贫化率低、回采率高、资源利用率高等显著优势，明显优于其他两种方案，因此，综合考虑之后选择方案一最为开采方式，即全露天开采方案。

3 开采规模的确定

基于比较经济法选择金矿的开采方案，需要确定开采规模。露天金矿的生产规模需要在可行性条件下对最优的生产方案进行探究，其中的最优主要是指经济效益最大化。依照现有的开采技术条件对可能达到的金矿生产规模进行估算，选取相应的建设规模方案，并对各方案的投资回报率进行分别计算。基于经济比较法综合分析各项方案的优劣。为更好地确定矿区的生产规模及矿区的服务年限，应使其内部收益率与累计净现值达到最大，进而确定合理的生产规模及最优服务年限。在对各项方案进行比对时，主要采用最小投资费用法、内部收益率法以及净现值法核对各项方案的矿区盈利能力[3]。各项建设规模方案的具体经济技术指标如下。方案a的建设规模为60万t，项目总投资额为,9525万元，达到生产能力的时间为一年，开采年限为十七年，稳产年数为十五年，内部收益率为7.45%，净现值为每万元-157.0。方案b的建设规模为80万t，项目总投资为10583万元，达到生产能力的时间为两年，开采年限为十三年，稳产年数为十一年，内部收益率为%7.78，净现值为-114.0。方案c的建设规模为一百万t，项目总投资额为11465.5万元，达到生产能力的时间为两年，开采年限为十年，稳产年数为九年，内部收益率为8.1%，净现值为-105.5。方案d的建设规模为120万t。项目总投资为12230万元，达到生产力的时间为三年，开采年限为七年，稳产年数为五年，内部收益率为6.95%，净现值为-211.6。经济技术指标中的净现值是将各项投资方案所形成的现金净流量，按照现金资金成本的贴现率进行折现并与原始投资额的现值的做差。净现值法就是依照净现值数额的大小来评判投资方案的优劣，若净现值为正则方案可行性极强；净现值的数额越大，则表明方案更为优质，所能获得更高的投资收益。内部收益率法能够有效将投资项目期限内的收益，与投资方案的投资总额紧密相连，并计算出该项投资方案的具体收益率，便于对照同类行业标的的基准投资收益率，进而判断可否进行投资。上述投资方案a、b、c、d根据净现值法计算出了相应的数值。由于四种方案的净现值皆为负。在折现率为0.1的情况下，方案c的净现值数额最大，能够获取最高的投资收益率，并且根据上述四种方案的各项技术经济指标来看，能够确定出投资方案c的现金流价值更高，能够获得显著的投资经济收益。因此选择方案c，建设一百万t/a规模的矿区。

4 结论

综上所述，大型金矿的开采方案与管理设备、地质条件等多种因素有关。本文以中国西北部区域的大型金矿为例，给出了全露天开采、斜坡道加露天开采方案以及竖井开拓加露天开采方案。基于经济比较法全面分析三种方案的经济效益和技术情况，选用了全露天开采方案并确定开采规模为一百万t/a。