李長富

（云南金沙礦業(yè)股份有限公司，云南 東川 654100）

礦山開采對于企業(yè)來說是一項風險性極大的投資活動，尤其對邊際礦床的開發(fā)風險遠遠高于其他行業(yè)。邊際礦床的開采風險不僅來源于自身復雜的自然條件，更受到國內外政治因素的影響，這也為企業(yè)投資帶來更大的風險性[1]。礦山開采首先需要進行開采規(guī)模設計，開采規(guī)模設計也是礦山開采目標的準則，通常以經(jīng)濟準則為主。通常情況下不同的礦場自然條件與經(jīng)濟環(huán)境都會存在較大差異，甚至存在同一礦床用不同目標進行優(yōu)選時，結果自相矛盾的情況。這也就證明了經(jīng)濟準則與相應經(jīng)濟變化量范圍的合理選擇時十分重要的。因此，為保證礦產企業(yè)的經(jīng)濟效益對現(xiàn)代礦山開采規(guī)模優(yōu)化及綜合工藝進行研究。

1 現(xiàn)代礦山開采規(guī)模準則及優(yōu)化分析

通常，規(guī)模經(jīng)濟理論作為經(jīng)濟學的基本理論之一，也是現(xiàn)代企業(yè)理論研究的重要范疇，主要研究經(jīng)濟效益與生產規(guī)模的演變之間的數(shù)量關系。在其他條件不變的條件下，在企業(yè)現(xiàn)有生產規(guī)模上加入各生產要素投入量，那么這一工程的產出量會增加一倍多。并且隨著經(jīng)濟規(guī)模的增加，時間成本會隨之減少，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利潤。國內外關于規(guī)模經(jīng)濟問題主要分為以下幾點。

（1）規(guī)模經(jīng)濟的變動與邊際收益遞減規(guī)律( The law of Diminishing Marginal Return)是有區(qū)別的。邊際收益遞減規(guī)律主要是指在一定生產要素組合下，其他投入要素不變時，由某一要素變量所引起的收益變動情況。

（2）強調“大規(guī)模生產的優(yōu)越性”，并不是說企業(yè)規(guī)模越大越好。大規(guī)模生產僅適用于稀缺性生產資源與預期市場有效需求增加到值得生產組織時才能達到節(jié)約與經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

（3）制約規(guī)模經(jīng)濟變動的因素大致分為市場需求、社會生產力水平、自然條件以及社協(xié)作條件四種。

（4）通常所說的“規(guī)模經(jīng)濟”是指包括內在規(guī)模經(jīng)濟、內在規(guī)模不經(jīng)濟、外在規(guī)模經(jīng)濟、外在規(guī)模不經(jīng)濟四種情況在內的圍觀規(guī)模經(jīng)濟。

礦山投產后生產規(guī)模為y（萬t），礦山存在年限為L（a），基建期D（a），基建總投入于D內每年初等額投入，貼現(xiàn)采用連續(xù)復利，將會得到以下公式：

其中PVINT為礦山凈支出現(xiàn)金現(xiàn)值總和，單位（萬元）；PVOUT為礦山凈收入現(xiàn)金現(xiàn)值總和，單位（萬元）；NPV為礦山凈現(xiàn)值總額，單位（萬元）；r為每噸礦石純收入，單位為（元/t）；s為貼現(xiàn)率；A為單位礦石可變投資，單位為（元/t）；Q為礦床可采工業(yè)儲量，單位（萬t）；KO為與規(guī)模無關的投資，單位（萬元）。

A/r投資回收水平的無量綱返本期；K為固定投資比重無量綱參數(shù)；b為無量綱服務年限率。由公式（3）與（7）得到：

由公式（2）、（3）（4），同時利用公式（8）、（9），可以得到：

B決定了礦山規(guī)模的大小，根據(jù)最優(yōu)生產規(guī)模，需要求出最優(yōu)年限b*。將q·b作為一個變量，并且q、d與b無關。導數(shù)為0的關于qb公式（11）求導得到：

其中：

若以現(xiàn)值比作為評價準則，由公式（3）、（8）、（9）、（11）可得到：

由此可知，現(xiàn)值比確定最優(yōu)值，與無量綱參數(shù)q，k有關，與基建期無關。

以資金增值（CAR）率作為最優(yōu)生產規(guī)模評價準則，由（1）、（8）、（9）可得 ：

以內部收益率（IRR）作為礦山最優(yōu)生產規(guī)模評價準則，由PVINT=PVOUT可得：

礦山最優(yōu)開采模型主要以經(jīng)濟準則為選擇標準，不同的準則也會影響結果的不同。 若某一項參數(shù)固定，那由IRR法、NPV法、CAR法為標準所確定的最優(yōu)開采規(guī)模增加。

2 現(xiàn)代化礦山開采綜合工藝

隨著現(xiàn)代礦山開采工業(yè)化程度的不斷提升，綠色與低碳環(huán)保成為開礦的主要原則。在開采過程中，將現(xiàn)代化采礦技術與設備相結合，才能推動采礦業(yè)更好發(fā)展。目前現(xiàn)代化礦山開采綜合工藝主要設備與系統(tǒng)有，井下遙控鏟運機、井下遙控礦車、井下遙控裝藥車、井下遙控鑿巖臺車、井下采礦管理系統(tǒng)、井下遠程遙控破碎系統(tǒng)、井下溜井料位檢測系統(tǒng)、井下車輛防碰撞系統(tǒng)、斜坡道信號系統(tǒng)、電機車無人駕駛系統(tǒng)、提升自動化系統(tǒng)、充填自動化系統(tǒng)、選礦自動化系統(tǒng)、排水自動化系統(tǒng)、供電自動化系統(tǒng)、避風自動化系統(tǒng)、井下無線通信系統(tǒng)、井下人員定系統(tǒng)、井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人通信聯(lián)絡系統(tǒng)、井下地壓監(jiān)測系統(tǒng)、采空區(qū)安全檢測系統(tǒng)、井下安全巡查系統(tǒng)、視頻監(jiān)控數(shù)字化系統(tǒng)、尾礦庫在線檢測系統(tǒng)。

2.1 空場采礦工藝技術

在礦山開采中空場采礦技術作為較為普及的采礦技術，主要將礦區(qū)分為礦房與礦柱兩部分。開采過程中，主要開采順序為先開采礦房中資源，再開采礦柱中資源。在開采過程中，礦柱作為礦房回采支撐，開采借助敞空的形式。礦柱開采主要利用工具支撐，從而保證整個開采過程中礦房不會對產生較大影響。空場采礦技術在實際應用中能夠加大程度的提高開采率。

2.2 充填采礦工藝技術

填充采礦技術主要借助填充材料對采空區(qū)進行填補，一般應用于回采工作前進行。填充采礦適用于礦石和圍巖不穩(wěn)固，不允許有較大暴露面的礦床；地表需要保護的礦床；稀有貴金屬或高品位的礦床；有自燃性的硫化礦床；賦存條件復雜的礦床等。在保證采空區(qū)支撐強度的同時，滿足礦區(qū)安全生產的需求。應用充填采礦技術能夠有效提高回采率，降低安全事故發(fā)生率，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

2.3 巖體加固工藝技術

礦山開采通常會受到地質條件、氣候、機械設備等各種條件的制約，采礦區(qū)附近巖體會出現(xiàn)穩(wěn)定的情況。為保證礦山開采工作的順利進行，需要借助錨索等工具對不穩(wěn)定的頂板、溜井、圍巖等進行固定，即巖體加固技術。在實際應用過程中，為確保礦山開采的安全性，一般會將巖體加固技術與空場采礦技術、填充采礦技術相結合。

2.4 崩落采礦工藝技術

崩落采礦技術的應用能夠減小崩落礦洞中危險巖頂層崩塌的危險性，為礦山開采提供安全的施工條件。崩落采礦技術主要分為有底柱分段崩落法、無底柱分段崩落法。有底柱分段崩落法，需要對階段高度、漏斗間距、分段水平斷面尺寸、分段高度等一系列參數(shù)進行科學合理的設計。而無底柱分段崩落采礦技術因為較高的機械化水平，在使用過程中減少大量的人力物力，從而得到廣泛應用。

2.5 溶浸采礦工藝技術

現(xiàn)代礦山開采技術應用中，溶浸采礦技術作為一種化學技術有著廣泛應用。溶浸采礦技術需要對礦區(qū)地質的物理特性與化學特性進行勘查，從而選擇合適的溶浸液，將溶浸液灌入礦層后，溶浸液會與目標產物發(fā)生反應，實現(xiàn)礦物固態(tài)像液態(tài)的轉化。溶浸采礦技術作為目前開采率與安全性較高的一些技術，有著良好的發(fā)展前景。

3 結語

通過對現(xiàn)代化礦山開采規(guī)模優(yōu)化與綜合工藝的研究，對礦山開采規(guī)模優(yōu)化進行詳細的分析，為今后優(yōu)化標準提供參考。為保障礦山開采效率與安全性，將現(xiàn)代化技術應用到礦山開采中，在提高采礦效率的同時，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

[1]田大明,李林,王智能．深部接續(xù)開采高邊坡治理研究與實踐——以晉寧磷礦東采區(qū)為例[J]．化工礦物與加工, 2017,26(2)：39-42．