铁矿开发利用经济评价分析——以新疆哈密M1033铁矿为例

赵建仓 ，雷永顺，吴雯辉，陈立德，赵冰，温涛涛

（1.酒泉钢铁（集团）有限责任公司矿业研究院，甘肃 嘉峪关 735100；2.甘肃省难选铁矿石资源利用重点实验室，甘肃 嘉峪关 735100；3.酒泉钢铁（集团）有限责任公司，甘肃 嘉峪关 735100）

0 引言

M1033铁矿床地处新疆哈密市东南，由甘肃省地质局第2地质队，地质部第3物探大队1967年检查M1033航磁异常时发现（佚名，1967①），当时命名为“八·一八铁矿区”，矿区中心点地理坐标为东经94°00′55″，北纬41°15′00″。1976年至1980年，上述两个单位开展了详实的地质勘查工作，提交了物探工作报告（唐泽章等，1976②）和地质普查报告（陈天伟等，1980③），并做了区域成矿的研究工作（周达人等，1980④），认为矿床在成因上属于高温变质热液改造的沉积变质型中型磁铁矿床。2005年，中国地质科学院开展了系统研究，但仅限于成矿方面。2007年因办理采矿许可证的需要，再次开展矿区地质勘查工作（吴永超等，2007⑤；吕先春等，2007⑥；吕先春等，2007⑦），也提交了地质普查报告。从所提交的报告资料来看，仅是1980年提交报告基础上的有限延续。依据提交的报告，X企业取得采矿许可。2005年X企业投巨资进行矿山建设和选厂建设并进行生产。期间进行了生产勘探、尾矿坝建设、输电线路增容、道路平整，生活区扩大等一系列工作。2015年矿山、选厂停产，至今未复产。停产后，前期投资沉淀，濒临不良资产边缘。2017年，中国地质大学（北京）立项开展哈密市清白山一带成矿研究，覆盖M1033铁矿区。邻区有对有色金属开发利用的经济性研究（张会琼等，2019；张立新等，2019；赵志成等，2020；黄明清等，2020），整装勘查区的技术经济评价也有成果发表（吕晓岚等，2014；孙映祥等，2014；刘亮等，2020），国家也倡导加强矿产资源开发利用技术经济评价（赵恒勤和王威，2019），但M1033铁矿床开发技术经济评价，未见公开研究成果。总体来看，M1033铁矿的成矿研究与其中型矿床规模矿山不相匹配。2019年10月，笔者团队立项开展该区资源禀赋研究，采用实地调查、现场走访及资料研判。本文在此基础上，结合资源禀赋研究成果，进行开发利用的经济性分析。该分析以地质评价为基础，其结论符合地质上的可能性，技术上的可行性，经济上的合理性。

1 矿床地质特征

矿区出露地层为震旦系、寒武系和奥陶系。大部分被第三、第四系覆盖。矿区位于天山褶皱系—北山褶皱带—音凹峡褶皱束—方山口大背斜，构造线方向以东西向为主，北东向为次。区内断层破坏了矿体的连续性，分东西向和北东向两组，均为成矿后断层。区内侵入岩有石英闪长岩、黑云母斜长花岗岩和各种岩脉，分布较少，均为华力西期侵入岩。区内变质作用有区域变质、动力变质和热液变质。矿区磁铁矿赋存于下寒武统双鹰山组中下部蚀变角岩（Є1s3）中，矿层底板为黑云母石英片岩（Є1s2），顶板为磁黄铁矿化透闪石角岩（Є1s4）。区内工业矿体22 条，主要矿体10 条。矿体最长1630 m，最短210 m；矿体最厚13.74 m，最薄4.24 m。矿体品位最高31.95%，最低26.67%。矿床成因类型属中—高温变质热液改造的沉积变质型磁铁矿床，主要矿体特征见表1。

表1 矿体特征一览表

2 开发条件分析

2.1 区位环境

2.1.1 运输

哈密市至矿区有公路相通，柏油公路行程250 km，沙土路行程30 km。铁路从矿区外围通过，矿区距铁路某货运站75 km。

2.1.2 电源、水源

矿区现有110 kV变电站和35k V变电站各一座，相隔1 km，电源均引自某乡镇110 kV变电站，负荷核能满足采选工程及生活用电需求。变电站在东1区和选厂之间，距离某乡镇60 km。

矿区工业用水来自机井。机井为X采选联合企业自建，涌水量6000 m3/d，能满足采选工程需求。饮用水源地在某乡镇，可供千余人同时饮用。

2.2 开采技术条件

2.2.1 水文地质条件

矿区东高西低，南北为丘陵小山，中间为一长条形带状槽地，构成一个无外泄的闭流盆地，间歇性洪水不能外泄。海拔高程1200～1512 m，相对高差50～150 m。矿区无地表水体。矿区孔隙水为松散岩类裂隙水、碎屑岩类裂隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水；地下水为咸水，水矿化度较高，水化学类型为SO4-Cl-Na型或Cl-SO4-Na型，有较强的腐蚀作用。地下水以地下潜流为主，流向与地表水一致，补给来源是大气降水。矿体顶板为相对隔水层，地表水不易下渗，对矿床开采影响较小。矿坑充水为矿体及围岩中的断层带裂隙水，裂隙发育处，巷道涌水量稍大。矿体深埋当地侵蚀基准面之下。涌水量测算结果6090 m³／d（严国珍等，2003）。2020年7月，笔者团队实地调查，现场观测，矿区最大涌水量6000 m³／d。

矿区水文地质勘查类型属于裂隙水充水矿床，水文地质条件简单—中等。

2.2.2 工程地质条件

矿区顶板、底板岩性为透闪石透辉角岩，完整新鲜，次为板岩和片岩。经对53件样品测试（陈天伟等，1980③），普氏硬度系数8～14，岩石等级多为Ⅲ～Ⅳα级，坚实系数5～10，为坚实的岩石和相当坚实的岩石。风化岩石、裂隙较发育处岩石，岩石等级Ⅴ～Ⅴα 级，为中等坚实岩石。在井巷施工及采矿过程中未见冒顶、片帮现象，硐室的稳定性较好，无矿坑突水、地热、岩暴等不良工程地质问题发生。在风化裂隙带施工作业应加强支护。

矿区工程地质勘查类型属层状坚硬岩石类，工程地质条件简单—中等。

2.2.3 环境地质条件

矿区为丘陵区沙漠地形地貌。采矿竖井、副井、选厂处于地形较高处，但因地形总体低洼，矿区属地质灾害中等易发区，存在洪水季泥石流发生可能。地表水为大气降水，水质量为良好水，水环境条件良好；地下水各常规组分和微量组分含量均为Ⅲ～Ⅴ，地下水质量均为极差水，水环境条件差。选厂尾水经过净化处理，水环境条件良好。

通过对该矿区物性样品放射性铀测量（陈天伟等，1980③）和统计，一般为8～10 Ur，炭质板岩最高200 Ur，炭硅质板岩最高80 Ur，说明本区铀矿化很弱，不会对开采产生影响。

矿区环境地质勘查类型属良好—差类，环境地质条件中等。

2.3 资源保障

2.3.1 保有储量

截止2020年9月30日，矿区保有铁矿资源储量3753.99万t。储量计算采用断面法计算，基础数据实测，面积使用MapGis软件测定。

2.3.2 开发利用储量

根据矿体分布特征，划分为西区、中区、东1区和东2区四个采区进行开发利用储量估算。储量估算平面范围为矿区核准范围9.458 km2，核准标高为1256～695 m。首采区拟定生产规模为110万t/a，矿山寿命拟定为20年，Purpac建模，采用分段平面法计算，分段高度60 m。经估算，矿区内首采区设计开发利用储量2514.71万t，TFe品位30.76%，mFe品位21.06%，磁铁率mFe/TFe 68.46%。分区储量及品位见表2。

表2 分区储量及品位表

2.4 采矿方法

2.4.1 矿山开发布局

矿区矿体地下隐伏，采用地下开采方式，顺序自上而下。为保证基建和生产同时进行，并考虑到上部生产能力、矿量、原选厂生产现状、各区勘探程度、已形成系统和矿山总体规划等要求，设计范围确定为西矿区、中矿区、东1矿区和东2矿区。拟定生产规模为：西矿区833 t/d、25万t/a，中矿区2000 t/d、60万t/a，东1矿区333 t/d、10万t/a，东2矿区500 t/d、15万t/a。

2.4.2 采矿方法选择

对矿体厚度进行统计，以确定适宜的采矿方法。经统计：矿体厚度15～8 m的中厚矿体占33%，小于8 m的薄矿体占67%。

通过不同采矿方法分析比较，拟采用分段空场采矿法和浅孔留矿采矿法。此采矿方法国内国外（胡际平，1990）技术很成熟，贵重矿种、有色矿种及冶金矿种的开采都在采用，如黑龙江马连金矿（郭宏利等，2007）、甘肃白银公司深部铜矿（乔登攀，1996）、云南大红山铁矿（邢志华和程传召，2018）、某锡矿（赵长政等，2017）等，现在绿色矿山基本全部实行回采充填（任卫东和范玉乾，2020）。中厚矿体采用分段空场采矿法，薄矿体浅孔留矿采矿法。

分段空场采矿法采场沿矿体走向布置。矿块走向长50 m，间柱宽5 m，间柱内布置人行、通风天井。采场净长45 m，高度60 m。顶部留4 m顶柱，回采净高度56 m。分段高度14 m，采场宽度取13.16 m。

浅孔留矿采矿法采场沿矿体走向布置，矿块走向长50 m；间柱宽6 m，间柱内布置人行、通风天井。采场净长度44 m，高度60 m。顶部留3 m顶柱，回采净高度57 m。采场宽度取5 m。

两种采矿方法底部都为平底结构，进路间距9 m。出矿水平较阶段运输水平高10 m，以方便放矿。

2.5 选矿工艺

2.5.1 实验室选矿流程实验

矿区进行过两次实验室试验：

（1）1980年，乌鲁木齐有色冶金设计院开展试验，综合样TFe品位为27.67%。采用“磁选—细筛”流程，获得铁精矿TFe品位66.56%，铁（TFe）回收率62.51%、磁性铁（mFe）回收率98.21%、原矿磁性率（mFe/TFe）60.89%的选别指标。试样矿石主要为阳起石（角闪石）石英磁铁矿类型矿石。

（2）2004年，酒钢公司钢铁研究院开展试验，综合样TFe品位为31.65%。采用“两段磨矿一段脱水三段磁选”流程，在-400目91%的磨矿细度下，获得铁精矿TFe品位64.04%，铁（TFe）回收率75.27%，精矿产率37.2%，选矿比2.69倍的选别指标。

2.5.2 干磨干选试验

（1）2020年4月，酒钢公司钢铁研究院开展干磨干选工业试验，矿样300 t，粒度约0～8 mm。原矿TFe品位24.80%，采用“高压辊磨干选工艺”流程，铁精粉TFe品位57%左右。

（2）2020年6月，重庆京庆重型机械股份有限公司开展“干选—湿选”半工业试验，矿样3.5 t，粒度0～8 mm。综合样TFe品位24.82%，mFe品位16.46%，采用“高压辊磨干选工艺+湿式磁选”联合流程，获得细粉干精矿TFe品位56.74%，产率24.48%，铁（TFe）回收率55.97%，磁性铁（mFe）回收率82%的选别指标；再次湿选后铁精矿TFe品位63.0%，磁性铁（mFe）回收率95%。

2.5.3 实际生产工艺流程

矿区配套建设有选矿厂。选矿厂设计处理原矿110万t/a，铁精矿产量40万t/a，铁精矿TFe品位60%以上，选矿比4倍。采用“三段一闭路破碎—磁滑轮抛尾—采用三段磨矿五段选别全闭路生产工艺—精矿过滤脱水、尾矿湿排入库”流程。2005年至2015年11月进行了间歇性生产，11年间累计开采原矿370万t，生产铁精矿105万t，折算选矿比3.52倍。原矿TFe品位26.3%，铁精矿TFe品位60%，SiO2为12%。

2.5.4 矿石化学成分及物相分析统计

对铁矿石矿物成分、化学成分及物相分析进行统计研判，统计数据来源于1967—2020年地质资料（见注释①～⑩）。初步认为：矿石组分简单，主要为磁铁矿，含量30%～40%，局部高达52.64%。显微镜下磁铁矿粒径0.20～0.6 mm，呈自形、半自形或他形细粒结构、交代结构、海绵陨铁结构，矿石浸染状构造、条带状构造、块状构造、斑杂状构造和角砾状构造。基本分析铁矿石TFe平均品位30.08%，mFe平均品位19.73%，磁性率mFe/TFe为65.6%。矿石自然类型有3类，分别为角闪石（阳起石）磁铁矿石、角闪石（阳起石）石英磁铁矿石和角闪石（阳起石）黑云母石英磁铁矿石。矿石工业类型为需选弱磁贫铁矿石。

3 经济评价

3.1 经济评价方法

项目经济评价的主要方法有增量法和总量法。增量法是以技术改造的某一单元为分析对象，分别计算改造和不改造两个方案的增量投资、增量净收益和增量投资经济指标，并据此判断技术改造项目的财务可行性和经济合理性。总量法是以技术改造的某一单元为分析对象，分别计算改造和不改造两个方案的总增量投资、增量净收益和增量投资经济指标，并据此判断技术改造项目的财务可行性和经济合理性。本次评价采用增量法。

财务评价以国家现行的财税政策为基础，依据发改委、建设部（2006）颁布的《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》、《投资项目可行性研究指南》（2002）及行业颁布的技术经济设计规范进行。本项目技术经济评价原则为：①固定资产投资自筹资金40%，银行借款60%，固定资产借款年利率4.9%，流动资金自有资金为30%，流动资金借款70%，借款年利率4.35%。②不考虑汇率变化、通货膨胀等因素对评价的影响。③投入与产出物均以含税价为计算基础。④财务评价采用的基准收益率为10%。

3.2 评价思路

M1033铁矿110万t/a采、选工程拟改建项目投资包括主要生产工程、辅助生产工程、防治水工程等。其中主要生产工程由采矿工程、矿机工程、选矿工程组成。辅助生产工程由供电、给排水、通风、除尘、机修、采暖工程、新尾矿库建设组成。矿山前期已建设有开拓系统、采准工程及采矿中段，湿选选厂也初具规模。建矿以来矿山原矿产量没超过34万t/a，选厂铁精矿产量没超过10万t/a。现场考察后认为，要释放产能，矿山和选厂都需技术改造。围绕技术改造需要增加开拓、采准、采矿工程、选矿工程、设备更新改造及新尾矿库、炸药库建设。为此立项开展总投资估算。

3.3 项目总投资测算

（1）建设投资

估算建设投资为21515.08 万元，其中井巷开拓工程4393.36 万元，建筑工程1314.56 万元，设备投资11412.02 万元，安装工程396.86 万元，其他费用及工程预备费3998.28 万元。均为新增投资。

（2）建设期利息

项目建设工程建设期借款利息为705.09万元。

（3）流动资金

项目流动资金采用分项详细估算法估算，正常年份需要流动资金为3346.44万元。项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金，总投资为25566.61万元。

（4）项目融资方案

项目建设投资总额（含建设期利息）25566.61万元。其中：银行借款13614.14万元，占建设投资总额的60%，银行借款利率为6.12%；其余40%资金项目自筹。流动资金自筹占比30%，其余70%由银行借款解决，借款额2342.51万元。项目工程建设期按2年考虑。

3.4 成本与费用测算

按前述拟定方案，测算采选制造成本。采矿和选矿费用由辅助材料、动力能源、工资及附加、折旧、修理费等组成。测算以制造成本计算表的形式表示。经测算：单位矿石采矿平均制造成本为81.65元/t，单位矿石选矿平均制造成本为40.06元/t。

全成本由各成本测算结果汇总而成。测算后形成全成本计算表。经测算：以单位矿石量计算的达产年平均总成本费用为22726.71元/t，其中经营成本为20198.19元/t、固定成本为15889.15元/t，变动成本为6837.56元/t。

成本与费用测算充分考虑了哈密市外围数十个已建矿山和在建矿山的采、选成本数据。

3.5 利润及利润分配

销售单价按从矿区到哈密市工业园区的收购价进行测算。2014 年3 月至2019 年8 月，新疆哈密市工业园区含税平均收购价格为688.42 元/t（TFe63%铁精矿）。测算时充分考虑该收购价格及未来5 年销售价格的涨落趋势，测算铁精矿含税销售价为760 元/t，矿区生产铁精矿按35.38 万t/a 计。项目达产年平均利润及利润分配测算见表3。

表3 项目达产年平均利润及利润分配测算表/（万元/a）

从表3可以看出，达产年平均利润总额为1915.1万元/a，净利润为1436.33万元/a。

对项目盈利能力进行计算和分析。主要盈利能力指标见表4。

表4 主要盈利能力指标表

由表4可知，项目财务内部收益率10.11%（所得税后），高出行业基准收益率（行业基准收益率ic=10%）0.11%，说明项目具有一定的经济效益。

3.6 财务生存能力分析

对项目财务计划现金流量进行估算。估算结果见表5。

表5 财务计划现金流量估算表

从表5可知，除投资活动净现金流量为负值外，其它如经营活动净现金流量，筹资活动净现金流量均为正值，三者相抵后净现金流量为正值，累计盈余资金均为正值，说明项目财务可持续性好，财务生存能力强。

3.7 清偿能力分析

项目建设投资拟申请银行贷款，商业贷款利率按4.9%（5年以上长期贷款）计算，建设投资贷款按5年等额偿还，建设期贷款利息资本化转入资本金，生产期的利息按财务制度计入总成本费用。可偿还资金来源包括可分配利润、折旧费及摊销费。

清偿能力分析是通过对“借款还本付息计算表”、“资金来源与运用表”、“资产负债表”的计算，考察项目计算期内各年的财务状况及偿债能力，并计算借款偿还期、资产负债率、流动比率、速动比率等指标。最终估算利息备付率、偿债备付率。清偿能力计算见表6。

表6 清偿能力计算表

从表6可知，本项目从投产年开始到还贷期结束，利息备付率均大于1，偿债备付率均大于1，说明本项目偿债能力强。

4 结论及建议

（1）矿区开发条件好，区位优势明显，交通便利，距离哈密市280 km，产成品可通过柏油公路或者铁路运输，输电线路已通达矿区,备用水源地已落实。

（2）矿区水文地质勘查类型属于裂隙水充水矿床，水文地质条件简单—中等；矿区工程地质勘查类型属层状坚硬岩石类，工程地质条件简单—中等；矿区环境地质勘查类型属良好—差类，环境地质条件中等。

（3）矿区地质储量保有量足，地质储量通过断面计算和平面计算相互印证，矿体形态已做三维控制，结果可靠。矿区设计利用储量根据地质储量级别按照人为设置的储量可靠系数进行了调整，系数取值偏低，过于保守。

（4）矿床适宜空场采矿法采矿，按西区、中区、东1区、东2区布局，西区生产能力25万t/a，中区60万t/a，东1区10万t/a、东2区15万t/a同步开采，能够保证矿山铁矿石生产110万t/a，形成一个中型矿山。

（5）铁矿石主要矿物为磁铁矿，矿石磁性率高，适宜磁选。“三段磨矿五段选别”工艺流程在现有选矿比3.52倍条件下仅能保证选厂生产铁精矿30万t/a，且TFe品位60.5%偏低。采用“高压辊磨干选工艺+湿式磁选”联合流程，能够生产出TFe品位63%的合格产品，铁精矿产量有望达到40万t/a。干磨干选工艺应纳入选矿建设。

（6）对采、选全成本进行了测算，以单位矿石量计算的达产年平均总成本费用为22726.71元/t，测算达产年利润总额为1915.1万元/a，净利润为1436.33万元/a，项目所得税后财务内部收益率达10.11%，高出行业基准收益率（行业基准收益率10%）0.11%。经济上可行。

（7）投资估算时，对采、选设备大多采用更新、置换处理，同时增加了尾矿库建设投资及炸药库建设投资，增加了干磨干选设备投资等，显得估算投资偏大。矿山除地表下150 m范围内进行过区部开采外，深部未进行过开采，矿体整装。有鉴于此，建议矿山、选厂在技术改造后恢复生产。生产经营过程中重视市场的主导作用，合理调控产品产量。

（8）该项目属技术改进项目，涉及矿山、选厂、尾矿库等诸多分析单元，采用增量经济评价法进行评价。该方法较总量评价法简单，不对企业现有资产重新估价，仅考虑其折旧，较好的达到经济性评价的目的。若企业要进行并停并转，以总量经济评价法进行评价为妥。

致谢在成文过程中得到酒泉钢铁（集团）有限责任公司正高级工程师吕向东、曹可杰等的大力支持，在此一并致谢！

注 释

①佚名.1967.新疆哈密八·一八（M1033）铁矿区1967年工作总结及1968年普查工作设计[R].甘肃省地质局第2地质队，地质部第3物探大队.

② 唐泽章等.1976.新疆哈密南M1033及其外围一九七六年度物探工作报告[R].甘肃省地质局物探队.

③陈天伟等.1980.新疆维吾尔自治区哈密县南M1033铁矿区初步普查地质报告[R].甘肃省地质局第4地质队.

④ 周达人等.1980.甘肃省酒泉西部M1033–-罗雅楚山地区沉积变质铁矿成矿特征与找矿远景研究报告[R].甘肃省地质局第4地质队16分队.

⑤ 吴永超等.2007.新疆哈密市M1033铁矿东矿生产地质报告[R].新疆地矿局第六地质大队.

⑥ 吕先春等.2007.新疆哈密市M1033铁矿区Ⅴ-ⅩⅩⅩⅤ号勘探线资源储量核实报告[R].新疆地矿局第六地质大队.

⑦ 吕先春等.2007.新疆哈密市M1033铁矿区Ⅰ-Ⅲ号勘探线生产地质报告[R].新疆地矿局第六地质大队.

⑧ 赵建仓等.2020.新疆哈密M1033铁矿床资源禀赋研究[R].酒泉钢铁（集团）有限责任公司矿业研究院.

⑨ 彭志坚等.2015.新疆哈密市M1033铁矿2015年度矿山储量年报[R].乌鲁木齐西部瑞泽矿业技术有限公司.

⑩ 彭志坚等.2015.新疆哈密市M1033铁矿西矿2015年度矿山储量年报[R].乌鲁木齐西部瑞泽矿业技术有限公司.