陳偶 汪鳳偉 陳建新

摘要：礦山設(shè)備選型關(guān)系到礦山初期成本的投入及后期的運(yùn)營費(fèi)用，一個(gè)合理的礦山設(shè)備既要滿足技術(shù)要求又要考慮其經(jīng)濟(jì)性，在對(duì)礦山設(shè)備經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)時(shí)既要考慮設(shè)備運(yùn)行成本，又要加入時(shí)間因素。以某礦山運(yùn)輸設(shè)備為例，建立貼現(xiàn)現(xiàn)金流模型，將2種設(shè)備選型方案購買費(fèi)用及運(yùn)營費(fèi)用進(jìn)行貼現(xiàn)，對(duì)滿足技術(shù)選型的設(shè)備方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，進(jìn)一步確定出該礦山最優(yōu)設(shè)備方案為新增45 t卡車。貼現(xiàn)現(xiàn)金流法不僅適用于運(yùn)輸設(shè)備選型，同時(shí)也適用于礦山其他設(shè)備，能輔助技術(shù)人員對(duì)礦山設(shè)備選型進(jìn)行更好的評(píng)測(cè)。

關(guān)鍵詞：礦山設(shè)備;貼現(xiàn)現(xiàn)金流;設(shè)備選型;技術(shù)選型;經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號(hào)：TD52文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）04-0047-04doi：10.11792/hj20210410

引 言

礦山設(shè)備選型對(duì)于礦山運(yùn)營有著至關(guān)重要的作用，一套設(shè)備是否最優(yōu)，不僅需要滿足礦山巷道規(guī)格、坡度、裝載等技術(shù)參數(shù)，還需要考慮其運(yùn)行成本。在進(jìn)行一系列技術(shù)參數(shù)選擇及對(duì)比后，會(huì)出現(xiàn)幾種不同參數(shù)的設(shè)備或不同的設(shè)備供應(yīng)商，如何對(duì)滿足技術(shù)參數(shù)的設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)選，使其設(shè)備成本（包含設(shè)備本身成本及后期運(yùn)營成本）最優(yōu)，是礦山企業(yè)需要解決的重要課題之一。在對(duì)礦山設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)時(shí)大多考慮其購買費(fèi)用，對(duì)其運(yùn)行費(fèi)用也只是簡(jiǎn)單的累加，然而其運(yùn)行費(fèi)用又發(fā)生在今后多年的運(yùn)行中。因此，需要在考慮設(shè)備運(yùn)行成本時(shí)加入時(shí)間因素。而經(jīng)濟(jì)學(xué)中的貼現(xiàn)現(xiàn)金流模型就能很好地解決這個(gè)問題。

目前，國內(nèi)大部分礦山重要設(shè)備選型一般分4步：首先確定礦山產(chǎn)能，其次進(jìn)行巷道規(guī)格和設(shè)備的匹配，然后推薦設(shè)備參數(shù)，最后通過類似礦山對(duì)比確定設(shè)備。然而，每個(gè)礦山有著其獨(dú)有的特點(diǎn)，通過對(duì)比不失為一種選擇方法，但未必最優(yōu)。因此，為獲得較適合的設(shè)備，有關(guān)專家學(xué)者進(jìn)行了大量的研究：王琴現(xiàn)等[1]對(duì)地下金屬礦山設(shè)備選型的原則和方法做了定性的描述;陳培友等[2]利用多屬性決策模型，通過對(duì)比期望值偏離程度對(duì)設(shè)備優(yōu)選程度進(jìn)行了排序;敖顯軍等[3]利用層次分析法對(duì)礦山設(shè)備選型進(jìn)行了評(píng)價(jià)。目前大多采用定性的方法描述一個(gè)設(shè)備是否為最優(yōu)，并沒有客觀地反映設(shè)備的優(yōu)劣，如果將這些定性描述轉(zhuǎn)換為定量數(shù)據(jù)，就能很好地解決這個(gè)問題。本文通過調(diào)查某礦山主要設(shè)備的應(yīng)用情況，結(jié)合其設(shè)備本身費(fèi)用（資本性費(fèi)用），以及后期維護(hù)費(fèi)用（運(yùn)營性費(fèi)用），利用貼現(xiàn)現(xiàn)金流模型[4-6]對(duì)設(shè)備進(jìn)行了進(jìn)一步的性價(jià)比優(yōu)選，從而得到最優(yōu)的設(shè)備。

1 貼現(xiàn)現(xiàn)金流法

在了解貼現(xiàn)現(xiàn)金流法之前，必須要明確現(xiàn)值[7]（又稱現(xiàn)期貼現(xiàn)值）及貼現(xiàn)率的概念。現(xiàn)值指將來的一筆資產(chǎn)或負(fù)債折算到現(xiàn)在的價(jià)值;貼現(xiàn)率指將未來有限期預(yù)期收益折算成現(xiàn)值的比率。從現(xiàn)值的定義理解，金錢或資產(chǎn)的價(jià)值與時(shí)間有關(guān)，距離現(xiàn)在時(shí)間越近的資產(chǎn)，其價(jià)值越大?，F(xiàn)值可用公式（1）表示。

P=C（1+i）n（1）

式中：P為現(xiàn)值（萬元）;C為第n年的現(xiàn)金流（萬元）;i為貼現(xiàn)率（%）;n為現(xiàn)金流對(duì)應(yīng)的年數(shù)。

貼現(xiàn)現(xiàn)金流法是通過預(yù)測(cè)公司將來的現(xiàn)金流量并按照一定的貼現(xiàn)率計(jì)算公司的現(xiàn)值，從而確定股票發(fā)行價(jià)格的定價(jià)方法[4]。該方法在金融領(lǐng)域主要用來預(yù)期企業(yè)未來的盈利能力及股票發(fā)行價(jià)格，也是在企業(yè)或資源投資并購中進(jìn)行估值的重要方法[8]。使用該方法需要確定2個(gè)關(guān)鍵因素：一是預(yù)期企業(yè)未來存續(xù)期各年度的現(xiàn)金流量;二是要找到一個(gè)合理公允的貼現(xiàn)率，貼現(xiàn)率大小取決于取得的未來現(xiàn)金流量的風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)越大，要求的貼現(xiàn)率就越高。

2 礦山主要設(shè)備選型模型構(gòu)建

礦山主要設(shè)備包括主風(fēng)機(jī)、鑿巖設(shè)備、拉運(yùn)設(shè)備、鏟裝設(shè)備、提升設(shè)備，這些設(shè)備的共同特點(diǎn)是在整個(gè)礦山壽命周期內(nèi)，均需要為生產(chǎn)服務(wù)，隨著設(shè)備的老化，其后期的維修成本及能耗會(huì)增加。因此，在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，必須考慮該設(shè)備的壽命及礦山的壽命，在礦山壽命周期內(nèi)選擇和更換設(shè)備[9]。

2021年第4期/第42卷采礦工程采礦工程黃 金

對(duì)于礦山設(shè)備而言，設(shè)備費(fèi)用包含購買費(fèi)用和運(yùn)營費(fèi)用，評(píng)價(jià)設(shè)備經(jīng)濟(jì)性是否最優(yōu)，可以參考貼現(xiàn)現(xiàn)金流法，即將設(shè)備的購買費(fèi)用和后期的運(yùn)營費(fèi)用按照一定的貼現(xiàn)率折算到現(xiàn)在，比較能滿足技術(shù)要求的不同設(shè)備的現(xiàn)值，現(xiàn)值低的設(shè)備經(jīng)濟(jì)性更好?；谠撍悸?，可以將礦山設(shè)備最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性模型表述為求解最小設(shè)備購買費(fèi)用和運(yùn)營費(fèi)用現(xiàn)值的函數(shù)，即：

Min（P1，P2，…，Px）（2）

式中：Px為滿足技術(shù)要求的第x種設(shè)備方案的現(xiàn)值（萬元）。

該模型建立于技術(shù)選型基礎(chǔ)上，為補(bǔ)充技術(shù)選型后，評(píng)價(jià)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性及性價(jià)比的方法。礦山主要設(shè)備中，一般設(shè)備購買費(fèi)用是確定的，設(shè)備后期的運(yùn)營費(fèi)用會(huì)有變化，而且設(shè)備的運(yùn)營費(fèi)用是多方面的，必須將各個(gè)運(yùn)營費(fèi)用貼現(xiàn)后求代數(shù)和，才可對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

貼現(xiàn)現(xiàn)金流法在財(cái)務(wù)運(yùn)用中有2個(gè)關(guān)鍵因素，即未來有限周期的現(xiàn)金流及貼現(xiàn)率，將其應(yīng)用在礦山設(shè)備中，就是設(shè)備生命周期內(nèi)的年運(yùn)營費(fèi)用及貼現(xiàn)率。礦山設(shè)備的年運(yùn)營費(fèi)用可以通過礦山計(jì)劃及生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行比較準(zhǔn)確的估算。對(duì)于貼現(xiàn)率，由于礦山一般采用現(xiàn)金或銀行貸款的方式購買設(shè)備，因此可以取該公司的財(cái)務(wù)成本或銀行利率作為該設(shè)備的貼現(xiàn)率;加之設(shè)備本身只為礦山服務(wù)，不對(duì)外租賃，因此不考慮設(shè)備利潤問題，可簡(jiǎn)化該模型的貼現(xiàn)率。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)選型

某礦山為了擴(kuò)大產(chǎn)能，需要向深部延伸，增加深部掘進(jìn)后，現(xiàn)有卡車及配套鏟運(yùn)機(jī)能力不足，需要補(bǔ)充運(yùn)裝設(shè)備。經(jīng)過技術(shù)選型，符合該礦山的設(shè)備有2種，45 t的礦卡配合6.6 m3鏟運(yùn)機(jī)及25 t礦卡配合6 m3鏟運(yùn)機(jī)。根據(jù)該礦山的采礦工藝，查閱近年來礦山統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，單臺(tái)45 t卡車的年運(yùn)輸功為81.5萬t/km，單臺(tái)25 t卡車的年運(yùn)輸功為32.8萬t/km。根據(jù)卡車使用說明書及礦山實(shí)際情況，45 t卡車的使用壽命為6萬h，25 t卡車使用壽命為3萬h，礦山單臺(tái)卡車年使用時(shí)間約為5 000 h。

礦山10年計(jì)劃中，其運(yùn)輸量、運(yùn)輸功總量、設(shè)備需求量、設(shè)備總量見表1。在新增設(shè)備前，礦山現(xiàn)有5臺(tái)45 t卡車，2臺(tái)25 t卡車。為獲得最優(yōu)的礦山拉運(yùn)設(shè)備，采用2種方案進(jìn)行了比較：方案1，新增45 t卡車;方案2，新增25 t卡車。2種方案的卡車需求量見表1。

需要說明，按照10年計(jì)劃，方案2（25 t卡車）中，第7年時(shí)，小卡車壽命已經(jīng)結(jié)束，需要重新購買。根據(jù)45 t卡車的性能說明，其滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，單臺(tái)卡車能服務(wù)10年，故45 t卡車能服務(wù)至該計(jì)劃期結(jié)束。25 t卡車壽命將在6年后結(jié)束，但是，由表1可知，前6年中，僅第1、3年，該卡車滿負(fù)荷運(yùn)行，故需要考慮在第7年時(shí)不必更換所有該卡車，按照小時(shí)數(shù)計(jì)算，實(shí)際在第7年時(shí)，只需要重新購買6臺(tái)25 t卡車即可滿足生產(chǎn)需要。

3.2 運(yùn)輸設(shè)備費(fèi)用對(duì)比

通過以上技術(shù)選型，確定了2種可行的技術(shù)方案（即方案1和方案2），同時(shí)計(jì)算得出2種方案需要的卡車數(shù)量。卡車總費(fèi)用由卡車購買費(fèi)用、人工成本、燃油消耗、維修費(fèi)用（包含日常保養(yǎng)及輪胎更換）組成（見表2）。

礦山實(shí)行4班制（白班夜班加換休），1臺(tái)設(shè)備需要4個(gè)操作人員。根據(jù)該礦山的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，卡車的年維修費(fèi)用（包含維修人員工資）占卡車成本22 %左右。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，卡車在礦山10年計(jì)劃期內(nèi)費(fèi)用明細(xì)見表3。

第9年和第10年時(shí)，礦山服務(wù)期限接近晚期，產(chǎn)量下降，設(shè)備不再大修，基本用至設(shè)備報(bào)廢，將設(shè)備剩余壽命消耗殆盡。根據(jù)表1中“新增設(shè)備運(yùn)行量”，第9年和第10年，新增設(shè)備運(yùn)行量為零，實(shí)際上新設(shè)備仍然會(huì)使用，只是根據(jù)礦山原有設(shè)備情況，在這2年不用新增設(shè)備也能滿足需求，但老設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用仍會(huì)產(chǎn)生，故在對(duì)比新增設(shè)備方案時(shí)，這2年的運(yùn)行費(fèi)用就記為零。

3.3 方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

首先分析設(shè)備購買的直接費(fèi)用（即資本性費(fèi)用），由表3可知：方案1購買費(fèi)用為3 200萬元，方案2為2 160萬元，但方案2在第7年時(shí)需更換設(shè)備，此時(shí)還需投入購買費(fèi)用1 080萬元，故需投入總的資本性費(fèi)用為3 240萬元。但是，根據(jù)貼現(xiàn)現(xiàn)金流理論，第7年的投入需要貼現(xiàn)到現(xiàn)在，才能更清晰地反映這2個(gè)方案在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣。根據(jù)式（1），取貼現(xiàn)率6 %（對(duì)于貼現(xiàn)率的取值，可以查閱相關(guān)資料），則方案2的費(fèi)用現(xiàn)值為2 998.93萬元。故在設(shè)備投資上，方案2具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但是，根據(jù)礦山應(yīng)用實(shí)踐，設(shè)備每年的維修費(fèi)用、燃油費(fèi)用、操作人員工資是必不可少的，顯然通過只對(duì)比購買費(fèi)用來評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣是不合理的，需要對(duì)比設(shè)備在服務(wù)周期內(nèi)總費(fèi)用。因此，將表3中的總費(fèi)用進(jìn)行貼現(xiàn)，然后對(duì)比費(fèi)用現(xiàn)值就能更好地評(píng)價(jià)2種方案的優(yōu)劣。2種方案的現(xiàn)值（取i=6 %）見表4。

從表4費(fèi)用現(xiàn)值分析可得出，方案1現(xiàn)值低于方案2，即方案1更為經(jīng)濟(jì)。

如果單從初期購買設(shè)備的費(fèi)用來看，25 t卡車（方案2）費(fèi)用明顯少于45 t卡車（方案1）費(fèi)用，容易造成方案2更經(jīng)濟(jì)的假象;但作為礦山主要設(shè)備，其運(yùn)行費(fèi)用不容忽視，然而運(yùn)行費(fèi)用又發(fā)生在今后的很多年中，不容易計(jì)算。通過計(jì)算費(fèi)用現(xiàn)值的方法，將設(shè)備購買費(fèi)用及其對(duì)應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用綜合考慮，才能更全面地評(píng)價(jià)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié) 論

1）本文只針對(duì)礦山主要運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行了實(shí)例探究，礦山其他設(shè)備，如主風(fēng)機(jī)等也同樣適用該方法進(jìn)行比較。

2）在對(duì)礦山主要設(shè)備選型時(shí)，不僅僅要考慮前期購買費(fèi)用，還需要考慮其后期的運(yùn)行費(fèi)用。

3）礦山設(shè)備選型是礦山建設(shè)及運(yùn)營期重要的工作，合理的選型不僅要求技術(shù)上可行，而且需要經(jīng)濟(jì)性良好，采用貼現(xiàn)現(xiàn)金流法可以在技術(shù)選型的基礎(chǔ)上對(duì)經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，是礦山長遠(yuǎn)利益優(yōu)化的有效手段。

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Mine equipment selection based on discounted cash flow model and its application

Chen Ou，Wang Fengwei，Chen Jianxin

（Guizhou Jinfeng Mining Limited）

Abstract：The selection of mine equipment is related to the input of the initial cost of the mine and the operation cost in the later stage.A reasonable mine equipment should not only meet the technical requirements but also consider its economy.In the evaluation of the economy of mine equipment，it should consider not only the equipment operating cost，but also the time factor.In the case study of the transportation equipment of a mine，a discounted cash flow model is established，the equipment purchase cost and operation cost of the two equipment selection schemes are discounted，and the equipment schemes that meet the standards of the technical selection are economically compared，eventually it is decided that the optimal equipment in the mine is an additional 45 t truck.The discounted cash flow method is not only suitable for the selection of transportation equipment，but also for other similar equipment in mines，and can assist technicians to better evaluate the selection of mine equipment.

Keywords：mine equipment;discounted cash flow;equipment selection;technology selection;economy