煤炭資源開(kāi)采系統評價(jià)

第25卷第4期西安科技大學(xué)學(xué)報Vol.25 No. 42005年12月JOURNAL OF XI' AN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYDec. 2005文章編號:1672 - 931<( 2005 )04 - 0525 -03煤炭資源開(kāi)采系統評價(jià)王建設,侯渡舟,李慧民,朱賓梅(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院陜西西安710055 )摘要:煤炭資源開(kāi)采系統不僅要實(shí)現經(jīng)濟效益最大化,而且要最大限度地提高資源回采率,保護環(huán)境和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。文中從國民經(jīng)濟的角度出發(fā)詳細分析了煤炭資源開(kāi)采系統的目標和其主要影響因素產(chǎn)量、售價(jià)、成本和投資);確定經(jīng)濟凈現值作為評價(jià)指標考慮資源本身價(jià)值、礦井服務(wù)年限、資源回采率、環(huán)保投資比例等因素建立了煤炭資源開(kāi)采系統評價(jià)數學(xué)模型用于計算經(jīng)濟凈現值,優(yōu)選煤炭資源開(kāi)采系統方案簡(jiǎn)要說(shuō)明了該模型的求解方法，并以實(shí)例說(shuō)明了模型的應用價(jià)值和考慮資源本身價(jià)值的重要性。關(guān)鍵詞:煤炭開(kāi)采;系統評價(jià);回采率;環(huán)保中圖分類(lèi)號:F 062. 1文獻標識碼:AAssessment on the coal exploitation systemWANG Jian-she , HOU Du-zhou , LI Hui- min , ZHU Bin- mei( School of Civil Eng. ,Xi' an Univ. of Arch. and Tech. ,Xi' an 710055 , China )Abstract : The coal resources exploitation system should not only get the best economic effect but alsoimprove resources stoping rate as possible as it can , protect environment and develop cyclic economy .In view of the development of the national economy , this paper analyses the system' s target and itsmain effect elements such as yield , price , cost and investment ; takes economic net present value( ENPV ) as evaluation index ; considers the resource itself value , the service life of coal mine , re-sources stoping rate and the environmental protection investment proportion ; establishes a system e-valuation mathematical mode to calculate ENPV and choose system project expounds its solution andapplication value by example.Key words : coal exploitation ; system assessment ; stoping rate ; environmental protection投資項目的目的-般是為了追求利潤最大化煤炭資源開(kāi)采項目(即煤礦他不例外。因此煤礦往往優(yōu)先開(kāi)采埋藏較淺、煤質(zhì)又好的厚煤層而對邊角煤、夾矸煤和薄煤層則不顧開(kāi)采的合理性而棄之。這樣的開(kāi)采模式在短期內確實(shí)投資省、見(jiàn)效快這也是新建煤礦大部分首采區選擇易采厚煤層的緣故,但基于科學(xué)的發(fā)展觀(guān),從發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟12]的立場(chǎng)出發(fā)這樣的開(kāi)采模式往往得不償失,因為它不僅造成了資源的極大浪費而且對環(huán)境的破壞也很大。那么什么樣的煤炭資源開(kāi)采系統方案是最優(yōu)的呢?為此必須采用系統分析的方法3對煤炭資源開(kāi)采系統進(jìn)行分析評價(jià)確定系統目標分析影響因素,明確評中國煤化工價(jià)待選方案確定最優(yōu)方案。煤炭資源開(kāi)采系統的目標是在保護環(huán)境免遭破壞的前提YHCN M H G下埋藏的所有煤炭即提高資源回采率實(shí)現經(jīng)濟效益最大化。收稿日期:2005-03-08基金項具:陜西省社會(huì )科學(xué)基金項目( 05E018Z )作者簡(jiǎn)介:空建效( 1968- )男安徽桐城人高級工程師博土研究生主要從事工程項目的技術(shù)經(jīng)濟及管理方面的研究.526西安科技大學(xué)學(xué)報2005年1影響煤炭 資源開(kāi)采系統效益的因素分析每個(gè)煤礦都有自己的開(kāi)采系統，因此煤炭資源開(kāi)采系統的效益就是其形成的煤礦的經(jīng)濟效益。影響煤礦經(jīng)濟效益的主要因素有產(chǎn)量、售價(jià)、成本和投資。產(chǎn)量越大、售價(jià)越高,成本越低、投資越少則效益越好。進(jìn)一步對影響礦井效益指標的各因素進(jìn)行敏感性分析可知產(chǎn)品售價(jià)是最敏感因素其次是設計產(chǎn)量和成本投資的敏感性:最小。1.1 售價(jià)煤炭產(chǎn)品的售價(jià)主要取決于煤質(zhì)、市場(chǎng)供求和外部運輸條件。不同的煤質(zhì)其售價(jià)顯然不同如焦煤比煙煤價(jià)格高得多。由微觀(guān)經(jīng)濟學(xué)理論4可知當產(chǎn)品市場(chǎng)供不應求時(shí)售價(jià)上漲;反之當產(chǎn)品市場(chǎng)供過(guò)于求時(shí)售價(jià)下跌。礦井的公路、鐵路等外部運輸條件直接影響到煤的外銷(xiāo)如果煤炭運輸困難運輸成本高那么買(mǎi)方可能尋找新的貨源這樣賣(mài)方要想繼續合作只有降價(jià)。1.2 產(chǎn)量煤礦設計產(chǎn)量時(shí)考慮的主要因素分內因和外因兩種。內因有煤田中煤炭資源儲量、煤層賦存條件和開(kāi)采技術(shù)條件外因有資金限制、市場(chǎng)供求和外部運輸條件。煤炭資源儲量決定了礦井的服務(wù)年限,而礦井的服務(wù)年限必須符合煤礦設計規范的最低要求,從而直接限制了礦井設計的最高年產(chǎn)量。煤層賦存條件包括煤層傾角、埋深、厚度、走向等煤炭開(kāi)采技術(shù)條件包括礦井的水文地質(zhì)條件、瓦斯等級、地溫、地熱、煤層頂底板條件、自燃性、煤塵爆炸危險性。這兩大因素決定了煤炭資源開(kāi)采的難易程度，直接影響了采煤方法的選擇、采掘設備的選型和采區巷道的布置,從而決定了產(chǎn)量。至于外因,- 般情況下投資與礦井的設計產(chǎn)量成正比,因此有限的資金必然限制礦井的設計產(chǎn)量。而外部運輸條件和市場(chǎng)供求則決定了煤礦所生產(chǎn)的煤能否順利運出外銷(xiāo)因而必須按需定產(chǎn)按運力和銷(xiāo)量定產(chǎn)。1.3 成本煤礦開(kāi)采成本主要受以下因素約束動(dòng)力費(電費)材料費、工資福利費、設備修理費、地面塌陷賠償費、維簡(jiǎn)費、煤炭生產(chǎn)安全費、折舊費、攤銷(xiāo)費、財務(wù)費用和其他支出。用電設備的負荷決定了噸煤耗電量采煤工藝的選擇決定了采掘工作面的材料消耗管理水平?jīng)Q定了工資福利費設備的選型和質(zhì)量決定了設備修理費地表構造及礦井開(kāi)拓方式?jīng)Q定了地面塌陷賠償費維簡(jiǎn)費、煤炭生產(chǎn)安全費則根據國家或省相關(guān)文件規定計取;建安工程及設備的折舊年限和折舊率決定了折舊費無(wú)形資產(chǎn)和遞延資產(chǎn)的投資決定了攤銷(xiāo)費而融資方式則決定了財務(wù)費用其他支出包括勞動(dòng)保險費、納入經(jīng)營(yíng)成本中的維簡(jiǎn)費、礦產(chǎn)資源補償費和其他費用。其中電費、材料費、工資福利費、設備修理費、地面塌陷賠償費和其他支出構成項目的經(jīng)營(yíng)成本。以上是目前煤礦成本的構成內容但從發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的角度出發(fā)還應加上資源本身的價(jià)值成本。我國目前除征收少量的礦產(chǎn)資源補償費(約占原煤銷(xiāo)售收入的1%，計入經(jīng)營(yíng)成本中的其他支出和采礦權價(jià)款(噸煤1~3元計入投資中的其他基本建設費用外資源幾乎是免費開(kāi)采的,但煤炭資源屬于不可再生資源從保護資源的角度考慮避免濫采亂棄必須根據市場(chǎng)經(jīng)濟的發(fā)展狀況給賦存在地下的煤炭-一個(gè)合理的價(jià)格定位并計入經(jīng)營(yíng)成本。1.4 投資對礦井投資產(chǎn)生影響的因素主要有礦井的外圍條件(水、電、路、暖)開(kāi)拓方式、采煤工藝、地面設施、環(huán)保設施、地價(jià)、當地經(jīng)濟發(fā)展水平等。2系統建模5]通過(guò).上述分析可知煤炭資源開(kāi)采系統的目標是實(shí)現經(jīng)濟效益最大化而經(jīng)濟效益受產(chǎn)量、售價(jià)、成本、投資.和環(huán)境等因素約束。因此要評價(jià)煤炭資源開(kāi)采系統方案的優(yōu)劣中國煤化工 益。從國民經(jīng)濟的角 度出發(fā)煤炭資源開(kāi)采系統的經(jīng)濟效益指標采用經(jīng)濟凈現值( EN*MHCNMHGIRR 56]其計算公式為ENPV= Z(B- C),x(1 + i,)'2(B- C),x(1 + EIRR)'= 0式中B為國民經(jīng)濟效益流量;C為國民經(jīng)濟費用流量( B- C),為第t年的國民經(jīng)濟凈效益流量;n 為礦井的服務(wù)年限i為社會(huì )折現率,目 前煤炭行業(yè)為10%。設礦開(kāi)商墊握儲量減去各種保護煤柱損失量后的數值為Q回采率為K第t a礦井的產(chǎn)量為Q,并假設全第4期王建設等煤炭資源開(kāi)采系統評價(jià)527部銷(xiāo)售出去即產(chǎn)品銷(xiāo)售量等于產(chǎn)量影子售價(jià)為P,含煤炭資源本身價(jià)值的經(jīng)營(yíng)成本為C;建設投資為I,流動(dòng)資金為F,不考慮期末回收固定資產(chǎn)余值和流動(dòng)資金則2Q,= QXK;B= Q,xP;C= I,+ F,+C(B-C)= Q,XP,-(I,+ F+C)ENPV= 2[q,xP,-(I,+ F,+ C)]x(1+ ,)'由于ENPV和EIRR對方案的評價(jià)結果是一致的,因此確定經(jīng)濟凈現值作為方案評價(jià)指標于是得煤炭資源開(kāi)采系統效益估算亦即方案優(yōu)劣評價(jià)的數學(xué)模型為目標函數maxENPV= 2[Q,XP,-(I,+ F,+C,)]x(1+ i)約束條件2Q,= QxK ;K≥K, ;2I,≤Im ;IJ≥ax說(shuō)明:K,為設計規范要求的最低回采率;1m為項目能籌集到的最大資金量;為環(huán)保投資;a為環(huán)保投資占總投資的最低比例。設置I.≥aX 2 I,的目的是為了保證礦井環(huán)保設施的建設,從而保證環(huán)境盡可能地不受破壞。此數學(xué)模型的求解應結合具體的礦井情況進(jìn)行。一般先根 據資源儲量、煤層開(kāi)采技術(shù)條件和最低回采率確定合理的產(chǎn)量范圍,在 此范圍內確定幾個(gè)不同的設計年產(chǎn)量(即設計生產(chǎn)能力)據此分別設計不同的煤炭資源開(kāi)采系統方案即選擇采煤工藝采區巷道布置井筒、工業(yè)廣場(chǎng)布置然后估算各方案的投資、成本、流動(dòng)資金,根據市場(chǎng)及運輸條件預測售價(jià)代入目標函數分別求出滿(mǎn)足約束條件的各方案的經(jīng)濟凈現值。則經(jīng)濟凈現值最大的方案就是最優(yōu)的煤炭資源開(kāi)采系統方案。對同一礦井而言經(jīng)過(guò)技術(shù)論證后,可行的開(kāi)采方案一般只有二三個(gè),因此工作實(shí)踐中對此數學(xué)模型的求解只需將滿(mǎn)足約束條件的所有方案的參數求出,然后應用項目評價(jià)軟件計算ENPV和EIRR ,進(jìn)行比較,則ENPV和EIRR最大者為最優(yōu)開(kāi)采方案。3實(shí)例驗證陜北能源化工基地某礦離榆林市18km根據煤炭工業(yè)礦井設計規范(GB50215-94的相關(guān)規定以及煤田地質(zhì)條件和資金等限制確定設計年產(chǎn)量為1.2 Mt/a經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟論證后煤炭資源開(kāi)采系統方案有兩個(gè):-是一次采全高放頂煤綜采系統方案二是大采高綜采系統。業(yè)主能籌集到的最大資金量Im 為40 000萬(wàn)元,設計規范要求的最低回采率K,為75%環(huán)保投資占總投資的最低比例a為1.5%煤炭本身的價(jià)值C,假設每噸煤為10元則兩方案的有關(guān)參數及按上述模型應用評價(jià)軟件計算的效益指標(n按35a計算見(jiàn)表1。表1煤炭資源開(kāi)采系 統方案比較表[ab.1 Coal resources exploitation system comparision方案一方案二名稱(chēng)不考慮資源考慮資源本身價(jià)值年產(chǎn)量/萬(wàn)t120投資/萬(wàn)元32 15037 28837 28:流動(dòng)資金/萬(wàn)元5761 1145861123影子售價(jià)/元r123經(jīng)營(yíng)成本/元. t-141.2151.2143.8953. 89煤炭本身價(jià)值/元t 110環(huán)保投資比例/%1.921.9中國煤化工1.66資源回采率/%368MHCNMHG 81服務(wù)年限/a7874經(jīng)濟凈現值/萬(wàn)元44 27334 398.36 24126 366經(jīng)濟內部收益率/%25. 3722. 1221.2518.32.(下轉第532頁(yè))532西安科技大學(xué)學(xué)報2005年結合起來(lái)克服以往只重功能忽視成本或以質(zhì)量為代價(jià)追求低成本的不良做法。2)探討了最優(yōu)報價(jià)的確定方法。從本質(zhì)上說(shuō)最優(yōu)報價(jià)取決于企業(yè)的個(gè)別成本,但由于市場(chǎng)信息的嚴重不對稱(chēng)性及追求自身利潤最大化的動(dòng)機投標人往往故意隱瞞自己的實(shí)際個(gè)別成本使得個(gè)別成本的鑒定成為永遠也無(wú)法取得圓滿(mǎn)答案的問(wèn)題。但是所有投標人畢竟處于同-大經(jīng)濟環(huán)境下,這 又使得對個(gè)別成本的估算成為可能。正基于這種思考文中用重復剔除法來(lái)鑒定最優(yōu)報價(jià)為評標中個(gè)別成本的鑒定問(wèn)題探索了一種思路。參考文獻:[1]鄭蕓.工程量清單計價(jià)辦法在招投標中應用的探討J]引進(jìn)咨詢(xún)2002 (6)42 -43.[2] 汪昌盛.關(guān)于清單工程量招標控制模式思考J ]引進(jìn)咨詢(xún)2002(6)51 - 52.[3]吳福 良仲偉周.建設工程招標的最低價(jià)中標法及其保證措施的理論探討J]當代經(jīng)濟科學(xué)2002 24( 3):49 - 56.[4]岳韶華周?chē)?模糊綜合評價(jià)防空指揮自動(dòng)化系統效能J ]系統工程理論與實(shí)踐2002 22(3):114- 118.[5]郝麗萍梁春艷.招標工程評價(jià)方法及應用研究J]天津大學(xué)學(xué)報2001 (34)32 - 34.[6]王劍鋒萬(wàn)俊黃有亮.工程量清單項目單價(jià)評審方法J ]江蘇建筑2003 (4)52 - 54.[7]尹 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)將現行經(jīng)濟評價(jià)中的參數n由計算期調整為礦井的服務(wù)年限客觀(guān)地評價(jià)了礦井的全局效益避免了投資方先采好煤丟棄薄煤、邊角煤前期礦井贏(yíng)利后期虧損,且造成煤炭資源極大浪費的現象迫使投資方確定礦井開(kāi)采系統方案時(shí)全盤(pán)考慮。5)環(huán)保投資占總投資的最低比例a的設置迫使投資方樹(shù)立環(huán)保理念，重視環(huán)保,保護環(huán)境，從而保證礦區循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。[ 1] 孫國強. 循環(huán)經(jīng)濟的新范式-循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)城市的理論與實(shí)踐中國煤化工2005.[2] 閔宗陶.淺談循環(huán)經(jīng)流J ]西部發(fā)展論壇2005 ( 19):12.[3]呂永波胡天軍雷黎.系統工程M]北京北方交通大學(xué)出版社JHCNMHG[4] 高鴻業(yè). 西方經(jīng)濟學(xué)[ M]北京:中國人民大學(xué)出版社2000.[5]齊歡王小平.系統建模與仿真M]北京清華大學(xué)出版社2004.[6]編寫(xiě)組.投資項目可行性研究指南M]北京:中國電力出版社2002.