1露天矿生产计划docWord下载.docx
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由于人为因素的影响，在相同的自然条件下，矿山可能达到的生产能力会有较大的差别。
一些矿山达不到设计生产能力，其主要原因是开采程序不合理或生产组织与管理不善，未能发挥出可能达到的生产潜能。
在给定的自然条件下，开采技术条件决定了露天矿可能达到的生产能力。
表16－1一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比
矿山名称
储量（万t）
设计生产能力
（万t/a）
泰勒公式
计算值
（万t/a）
美国双峰铜矿
447000
1370
1490
加拿大卡罗尔铁矿
200000
4900
4650
加拿大赖特山铁矿
180000
4450
4285
澳大利亚纽曼山铁矿
140000
4000
3500
前苏联南部采选公司
144500
3050
3610
前苏联朱哈依洛夫矿
23370
1000
935
中国南芬铁矿
34000
1215
中国大孤山铁矿
18000
600
750
中国白云鄂博东矿
17220
730
开采技术条件对生产能力的作用体现在矿山工程延伸速度和台阶水平推进速度。
露天矿可能达到的生产能力与垂直延伸速度的关系为：
（16-3）
式中，Vh为矿山工程延伸速度（米/年），H为台阶高度（米），Tb为有代表性的水平分层矿量，为矿石回采率（%），为废石混入率（%）。
露天采场的垂直延伸需要用台阶的水平推进来保证，当采用位于矿体下盘矿岩接触带的移动坑线布置时，延伸速度与水平推进速度之间的关系为：
Vl=Vh（ctgu+ctgl）（16-4）
式中，Vl为台阶水平推进速度，u和l分别为上下盘工作帮坡角。
二者关系见图161。
从上章内容可知，采场延伸速度还取决于掘沟速度。
露天矿可能达到的延伸速度和水平推进速度最终取决于可能布置的挖掘机数量及挖掘机的台班工作效率。
可能布置的挖掘机总数决定了矿岩生产能力，其中可能布置的采矿挖掘机数决定了矿石生产能力。
一个
台阶可能布置的挖掘机数Ns为：
Ns=Lb/Lc（16-5）
式中，Lb为一个台阶的工作线长度，Lc为一台挖掘机正常作业所需的工作线长度（即采区长度）。
若Lb为一个台阶的采矿工作线长度，则Ns为一个台阶上可能布置的采矿挖掘机数。
对于产状较为规整且较厚的倾斜矿体，可根据图162估算可能同时采矿的台阶数Nb。
（16-6）
式中，B为矿体水平厚度，W为工作平盘宽度，H为台阶高度，为工作帮坡角，为矿体倾角，为台阶坡面角。
由下盘向上盘推进时，第一项分母为+，由上盘向下盘推进时，第一项分母为“－”。
露天矿可能达到的生产能力为：
Pa=NsNbq（16-7）
式中，Ns为一个台阶可能布置的采矿挖掘机数，q为挖掘机台年效率。
值得指出的是，矿石生产能力必须由与之相适应的岩石剥离能力来保证，因此有必要依据可能布置的总挖掘机台数和生产剥采比验证矿岩总生产能力。
依据上述开采技术条件对生产能力的检验只是初步验证。
生产过程中是否能够达到所确定的生产能力要靠详细的生产计划作最后验证。
三、市场与经济效益
在较发育的市场经济环境中，矿山企业的产品（原矿、精矿或金属）也象其它工业产品一样要在市场上出售。
在确定一个矿山的生产能力时必须考虑其产品的市场价格和市场对矿产品的需求。
对于绝大多数矿产品来说，其产品是具有竞争性的，即市场对矿产品的总需求量远远高于任何一个矿山企业的产量，单个矿山产量的大小不会影响其产品的市场价格。
因此，矿产品的市场价格通常被看作已知数，价格对矿山生产能力的影响是通过经济效益间接起作用的。
市场对一个给定矿山的生产能力的直接约束体现在其对该矿山所生产产品的需求（即产品销路）。
大部分矿山企业有自己的较为稳定的长期客户、短期客户和潜在客户。
在确定生产能力时应对矿产品的近、远期销路作深入的分析评价，以使矿山产品能以正常的市场价格全部出售。
我国现时正处在经济转轨时期，矿产品市场不发育，大多数矿山企业还未以独立竞争者的身份进入市场，而是作为冶金公司的下属企业为本公司提供矿石。
因此，我国大部分矿山的生产能力现时主要考虑上级公司对矿石的需求。
然而大部分冶金－矿山联合企业的最终产品（如钢铁产品）已进入市场，一些钢铁企业近几年出现大量产品积压的根本原因在于没有正确评价市场对其产品的需求而盲目追求产量。
一个在市场上独立竞争的矿山企业，其生产经营的主要目标是获得最大经济效益，从动态经济角度评价矿山企业经济效益的常用指标是矿山寿命期内能实现的总净现值（NPV）。
NPV=-Pvout+PVin（16-8）
式中，PVout和PVin分别为矿山投资产品的负现值和矿山经营获得的正现值。
（16-9）
（16-10）
式中，n为基建期（年），Ci为第i年的基建投资，d为折现率，N为包括基建期在内的矿山寿命，m为开始有销售收入的年份，Fj为第j年的现金流量，即第j年的销售收入减去生产成本和税收的余额。
随着生产能力的增加，基建投资增加，PVout随之增加；
然而，生产能力的增加会提高年销售收入，并在一定的生产能力范围内使单位生产成本降低，故各年的现金流量Fj随生产能力增加而增加，导致PVin的增加。
PVout、PVin和NPV与生产能力的关系如图16-3所示。
从图中可以看出，生产能力太低时，由于正现值PVin太小，不足以抵销负现值，NPV为负。
如果生产能力太高，由于投资太大而导致负现值大于正现值，NPV也为负。
因此，对于给定的可采储量及其品位，存在一个使矿山总经济效益NPV最大的矿山生产能力
，即最优生产能力。
求最优生产能力是属于矿山系统工程领域的一个优化问题，这里不作介绍。
最后需要指出的是，由于选场的生产能力是一定的，采场的矿石设计生产能力一般被看作在矿山整个开采寿命期不变的常数。
由于受市场及矿物品位在矿床中的分布特点的影响，恒定不变的生产能力不一定是使矿床总开采效益（NPV）最大的最佳选择，从纯经济角度讲，生产能力的确定应是找出使总NPV最大的每一生产时期的生产能力。
第二节边界品位的确定
简言之，边界品位是区分矿石与废石（或称岩石）的临界品位，矿
床中高于边界品位的块段为矿石，低于边界品位的块段为废石。
从第十三章中介绍的品位－矿量曲线可知，边界品位的选择直接影响到矿石储量，进而影响矿山的生产规模、最终开采境界、设备选型和矿山生产寿命。
因此，边界品位是一个对矿山总体经济效益有重大影响的技术经济参数。
国内矿山一直采用“双指标”边界品位，即“地质边界品位”
和“最小工业品位”，前者小于后者。
品位高于最小工业品位的块段有工业开采价值，是开采加工的对象，称为表内矿；
品位介于二者之间的矿段称为表外矿；
品位低于地质边界品位的块段为废石。
国际上通用的是“单指标”边界品位，只区分矿石与废石，没有表内矿和表外矿之分。
单指标边界品位相当于双指标边界品位中的最低工业品位，但又不完全等同。
实际上，边界品位的作用是在两种不同的情况下作出正确选择：
即采还是不采；
采出后是送往选厂还是送往排土场。
由于在市场经济条件下矿山企业的主要经营目的是获取利润，因此进行决策选择的基本准则是经济准则，即在两种选择中选取经济效益最好者。
没有开采价值的的块段不会为矿山企业带来盈利，或不予开采，或采出后作为废石送往排土场。
当为了满足短期矿量需求将部分表外矿作为矿石送往选厂时，实质上是等于将单指标边界品位临时降低了。
故在任何时候，只要将某一块段采出并送往选厂，该块段就是矿石，否则就是废石，采用双指标边界品位将矿石划分为表内、表外矿是没有意义的。
本节讨论的边界品位是单指标边界品位。
一、盈亏平衡品位计算
一个给定块段的品位越高，其开采价值就越大。
只要块段中所含矿物的价值高于其开采与加工费用，将其作为矿石开采加工就可以使矿山企业的总盈利增加。
使矿物的价值等于其开采加工费用的品位称为盈亏平衡品位。
当对一个矿段的处理存在两种选择时，应对两种选择进行比较，取最有利者（盈利最大或亏损最小者）。
使两种选择的经济效益相等的品位称为两种选择之间的盈亏平衡品位。
实践中常将盈亏平衡品位作为边界品位，用来区分两种选择：
即高于盈亏平衡品位时选择A较选择B更为有利。
（一）价值与成本计算
令Mc为一吨矿石的开采与加工成本；
Mv为一吨品位为1的矿石被加工成最终产品能够带来的经济收入。
当最终产品为金属时
Mc=Cm+Cp+Cr'
（1611）
式中，Cm、Cp、Cr'
分别为一吨原矿的采矿成本、选矿成本和冶炼成本。
Cm和Cp是按每吨原矿计算的，而冶炼成本一般按每吨精矿计算：
（1612）
式中，g为原矿品位，rp为选矿回收率，gp为精矿品位，Cr为每吨精矿的冶炼成本。
故
（16-13）
若金属的售价为Pr，Mv可用下式计算
Mv=rprrPr（16-14）
当最终产品为精矿时：
Mc=Cm+Cp（16-15）
（16-16）
式中，Pp为每吨精矿售价。
（二）已揭露块段的盈亏平衡品位
设某一块段已被揭露，这一块段可以采也可以不采。
这时需要做的决策是采与不采，这两种选择间的盈亏平衡品位应满足以下条件：
开采盈利=不开采盈利
因为该块段可以不采，所以要开采就是作为矿石开采，故
开采盈利=gcMv-Mc
若不予开采，盈利为零。
所以有：
gcMv-Mc=0
gc=Mc/Mv（16-17）
当最终产品为金属时，将式（16-13）和（16-14）代入上式得
（16-18）
当最终产品为精矿时，
（16-19）
因此，当被揭露的块段的品位大于gc时，应将其作为矿石开采，否则不予开采。
（三）必采块段的盈亏平衡品位
如果某一块段必须被开采（如为了揭露其下面的矿石），那么对该块段的决策选择有：
作为矿石开采后送往选厂或作为废石采出后送往排土场。
这两种选择间的盈亏平衡品位应满足以下条件：
作为矿石处理的盈利=作为废石处理的盈利
作为矿石处理时的盈利=gcMv-Mc;
作为废石处理时的盈利=-Wc，即一吨废石的排土成本，故有
gcMv-Mc=-Wc；
即gc=（Mc-Wc）/Mv（16-20）
当最终产品为金属时：
（16-21）
（16-22）
因此，当块段品位高于gc时，将其作为矿石送往选厂要比作为废石送往排土场更为有利。
值得注意的是，当块段的品位刚刚高于gc时，将其作为矿石并不能获得盈利，然而既然块段必须采出，将其作为矿石处理的亏损小于作为废石处理的成本，故仍然将其划为矿石。
（四）分期扩帮盈亏平衡品位
采用分期开采时，从一个分期境界到下一个分期境界之间的区域称为分期扩帮区域。
是否进行下一期扩帮，取决于开采分区扩帮区域是否能带来盈利。
进行这一决策的盈亏平衡品位应满足以下条件：
扩帮盈利=不扩帮盈利
当分期扩帮区域内矿石的平均品位为gc，剥采比为R时
扩帮盈利=gcMv-Mc-RWc
不扩帮盈利=0
故gcMv-Mc-RWc=0
即gc=（Mc+RWc）/Mv（16-23）
（16-24）
（16-25）
因此，如果分期扩帮区域内矿石的平均品位高于gc，将其开采更为有利。
必须注意的是，上面公式中用到剥采比R，这意味着在计算分期扩帮盈亏品位前已经在该区域中进行了矿岩划分，而矿岩划分需要用到边界品位。
如果决定开采分区扩帮区域，该区域变为必采区域，因此将该区域内每一块段进行矿岩划分的边界品位是必采块段盈亏平衡品位。
这里需要强调的是，计算分期扩帮盈亏平衡品位的目的不是为了区分矿岩，而是为了决定是否开采整个分区扩帮区域。
如果用必采块段盈亏平衡品位进行矿岩划分后得到的矿石的平均品位高于分期扩帮盈亏平衡品位，开采分期扩帮区域比不予开采更为有利。
二、最大现值法（Lane法）确定边界品位
以盈亏平衡品位作为边界品位进行矿岩划分时，只要开采与加工一个单元地段能带来盈利，就将其作为矿石开采。
这样划分的结果是使总盈利达到最大。
因此，盈亏平衡品位的计算实质上是从静态经济观点进行经济评价的。
由于资金的时间价值（即同样数额的盈利在当前和几年后具有不同的经济效益），国际上通用的是动态经济评价指标，即现值指标。
所谓现值就是将各年的金额用一给定的折现率折现到项目零点的和，即
（16-26）
式中，PV为现值，n为项目寿命（年），Vi为从项目零点算起i年
末的金额，d为折现率。
若d=10%，第五年末的金额为100，当前为项
目零点，则第五年的金额折现到当前为100/（1+0.1）5=62。
也就是说，
五年后的100元对现值的贡献相当于当前的62元。
确定边界品位的最大现值法就是以盈利的总现值最大为目标求每年应该采用的边界品位。
由于这一方法是由Lane在1964年首先发表的，故也称为Lane法。
（一）定义
这里假设矿山企业是以金属为最终产品的联合企业，包括开采、选矿和冶炼三个阶段，每一阶段具有自己的最大生产能力和单位生产成本。
为叙述方便，定义以下符号：
M：
采场最大生产能力，即每年能够采出的最大矿岩总量。
m：
单位开采成本。
它是开采单位物料（矿石或岩石）的成本，包括穿孔、爆破、采装、运输、取样化验等成本。
C：
选厂最大生产能力，即选厂每年能够处理的矿石（原矿）量。
c：
单位选矿成本，即选厂处理单位矿石（原矿）的成本。
包括破碎、磨矿、浮选（磁选或其它流程）、取样化验等成本。
R：
冶炼厂最大生产能力。
为方便起见，冶炼厂的生产能力以每年能够生产的最终产品（金属）表示，并假设送入冶炼厂的精矿品位是常数。
r：
单位冶炼成本，即生产单位金属的冶炼成本，包括冶炼、精炼（有的金属不需要精炼）、包装、运输、保险、销售等成本。
f：
不变成本，即在一定的产量范围内与产量无关的成本，包括管理费用、道路和建筑物的维修费用、租金等，但不包括设备折旧。
不变成本的单位是元/年。
s：
最终产品单位售价。
y：
综合回收率，即选矿回收率和冶炼回收率的乘积。
（二）盈利及现值计算
设从现在起的一段时间增量内考虑开采的矿岩量为Qm，这一时间增量为一年或几个月。
那么，发生的开采费用为mQm。
Qm的一部分为矿石，虽然在边界品位未知的情况下无法确定Qm中含有的矿石量，但可设Qm中的矿石量为Qc，故选矿费用为cQc。
设Qc吨矿石经选冶后得到的最终产品量为Qr，那么冶炼费用为rQr。
若开采Qm并将矿石加工成最终产品的时
间跨度为T（即上面提到的时间增量），则不变费用为fT（T应该是开采时间、选矿时间和冶炼时间中最大者）。
这样开采Qm的盈利P为：
P=（s-r）Qr-cQc-mQm-fT（16-27）
上式是计算盈利的基本公式。
然而，
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