第25卷第4期西安科技大学学报vol.25 no. 42005年12月journal of xi' an university of science and technologydec. 2005文章编号:1672 - 931<( 2005 )04 - 0525 -03煤炭资源开采系统评价王建设,侯渡舟,李慧民,朱宾梅(西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 )摘要:煤炭资源开采系统不仅要实现经济效益最大化,而且要最大限度地提高资源回采率,保护环境和发展循环经济。文中从国民经济的角度出发详细分析了煤炭资源开采系统的目标和其主要影响因素产量、售价、成本和投资);确定经济净现值作为评价指标考虑资源本身价值、矿井服务年限、资源回采率、环保投资比例等因素建立了煤炭资源开采系统评价数学模型用于计算经济净现值,优选煤炭资源开采系统方案简要说明了该模型的求解方法，并以实例说明了模型的应用价值和考虑资源本身价值的重要性。关键词:煤炭开采;系统评价;回采率;环保中图分类号:f 062. 1文献标识码: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投资项目的目的-般是为了追求利润最大化煤炭资源开采项目(即煤矿他不例外。因此煤矿往往优先开采埋藏较浅、煤质又好的厚煤层而对边角煤、夹矸煤和薄煤层则不顾开采的合理性而弃之。这样的开采模式在短期内确实投资省、见效快这也是新建煤矿大部分首采区选择易采厚煤层的缘故,但基于科学的发展观,从发展循环经济12]的立场出发这样的开采模式往往得不偿失,因为它不仅造成了资源的极大浪费而且对环境的破坏也很大。那么什么样的煤炭资源开采系统方案是最优的呢?为此必须采用系统分析的方法3对煤炭资源开采系统进行分析评价确定系统目标分析影响因素,明确评中国煤化工价待选方案确定最优方案。煤炭资源开采系统的目标是在保护环境免遭破坏的前提yhcn m h g下埋藏的所有煤炭即提高资源回采率实现经济效益最大化。收稿日期:2005-03-08基金项具:陕西省社会科学基金项目( 05e018z )作者简介:空建效( 1968- )男安徽桐城人高级工程师博土研究生主要从事工程项目的技术经济及管理方面的研究.526西安科技大学学报2005年1影响煤炭 资源开采系统效益的因素分析每个煤矿都有自己的开采系统，因此煤炭资源开采系统的效益就是其形成的煤矿的经济效益。影响煤矿经济效益的主要因素有产量、售价、成本和投资。产量越大、售价越高,成本越低、投资越少则效益越好。进一步对影响矿井效益指标的各因素进行敏感性分析可知产品售价是最敏感因素其次是设计产量和成本投资的敏感性:最小。1.1 售价煤炭产品的售价主要取决于煤质、市场供求和外部运输条件。不同的煤质其售价显然不同如焦煤比烟煤价格高得多。由微观经济学理论4可知当产品市场供不应求时售价上涨;反之当产品市场供过于求时售价下跌。矿井的公路、铁路等外部运输条件直接影响到煤的外销如果煤炭运输困难运输成本高那么买方可能寻找新的货源这样卖方要想继续合作只有降价。1.2 产量煤矿设计产量时考虑的主要因素分内因和外因两种。内因有煤田中煤炭资源储量、煤层赋存条件和开采技术条件外因有资金限制、市场供求和外部运输条件。煤炭资源储量决定了矿井的服务年限,而矿井的服务年限必须符合煤矿设计规范的最低要求,从而直接限制了矿井设计的最高年产量。煤层赋存条件包括煤层倾角、埋深、厚度、走向等煤炭开采技术条件包括矿井的水文地质条件、瓦斯等级、地温、地热、煤层顶底板条件、自燃性、煤尘爆炸危险性。这两大因素决定了煤炭资源开采的难易程度，直接影响了采煤方法的选择、采掘设备的选型和采区巷道的布置,从而决定了产量。至于外因,- 般情况下投资与矿井的设计产量成正比,因此有限的资金必然限制矿井的设计产量。而外部运输条件和市场供求则决定了煤矿所生产的煤能否顺利运出外销因而必须按需定产按运力和销量定产。1.3 成本煤矿开采成本主要受以下因素约束动力费(电费)材料费、工资福利费、设备修理费、地面塌陷赔偿费、维简费、煤炭生产安全费、折旧费、摊销费、财务费用和其他支出。用电设备的负荷决定了吨煤耗电量采煤工艺的选择决定了采掘工作面的材料消耗管理水平决定了工资福利费设备的选型和质量决定了设备修理费地表构造及矿井开拓方式决定了地面塌陷赔偿费维简费、煤炭生产安全费则根据国家或省相关文件规定计取;建安工程及设备的折旧年限和折旧率决定了折旧费无形资产和递延资产的投资决定了摊销费而融资方式则决定了财务费用其他支出包括劳动保险费、纳入经营成本中的维简费、矿产资源补偿费和其他费用。其中电费、材料费、工资福利费、设备修理费、地面塌陷赔偿费和其他支出构成项目的经营成本。以上是目前煤矿成本的构成内容但从发展循环经济的角度出发还应加上资源本身的价值成本。我国目前除征收少量的矿产资源补偿费(约占原煤销售收入的1%，计入经营成本中的其他支出和采矿权价款(吨煤1~3元计入投资中的其他基本建设费用外资源几乎是免费开采的,但煤炭资源属于不可再生资源从保护资源的角度考虑避免滥采乱弃必须根据市场经济的发展状况给赋存在地下的煤炭-一个合理的价格定位并计入经营成本。1.4 投资对矿井投资产生影响的因素主要有矿井的外围条件(水、电、路、暖)开拓方式、采煤工艺、地面设施、环保设施、地价、当地经济发展水平等。2系统建模5]通过.上述分析可知煤炭资源开采系统的目标是实现经济效益最大化而经济效益受产量、售价、成本、投资.和环境等因素约束。因此要评价煤炭资源开采系统方案的优劣中国煤化工 益。从国民经济的角 度出发煤炭资源开采系统的经济效益指标采用经济净现值( en*mhcnmhgirr 56]其计算公式为enpv= z(b- c),x(1 i,)'2(b- c),x(1 eirr)'= 0式中b为国民经济效益流量;c为国民经济费用流量( b- c),为第t年的国民经济净效益流量;n 为矿井的服务年限i为社会折现率,目 前煤炭行业为10%。设矿开商墊握储量减去各种保护煤柱损失量后的数值为q回采率为k第t a矿井的产量为q,并假设全第4期王建设等煤炭资源开采系统评价527部销售出去即产品销售量等于产量影子售价为p,含煤炭资源本身价值的经营成本为c;建设投资为i,流动资金为f,不考虑期末回收固定资产余值和流动资金则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对方案的评价结果是一致的,因此确定经济净现值作为方案评价指标于是得煤炭资源开采系统效益估算亦即方案优劣评价的数学模型为目标函数maxenpv= 2[q,xp,-(i, f, c,)]x(1 i)约束条件2q,= qxk ;k≥k, ;2i,≤im ;ij≥ax说明:k,为设计规范要求的最低回采率;1m为项目能筹集到的最大资金量;为环保投资;a为环保投资占总投资的最低比例。设置i.≥ax 2 i,的目的是为了保证矿井环保设施的建设,从而保证环境尽可能地不受破坏。此数学模型的求解应结合具体的矿井情况进行。一般先根 据资源储量、煤层开采技术条件和最低回采率确定合理的产量范围,在 此范围内确定几个不同的设计年产量(即设计生产能力)据此分别设计不同的煤炭资源开采系统方案即选择采煤工艺采区巷道布置井筒、工业广场布置然后估算各方案的投资、成本、流动资金,根据市场及运输条件预测售价代入目标函数分别求出满足约束条件的各方案的经济净现值。则经济净现值最大的方案就是最优的煤炭资源开采系统方案。对同一矿井而言经过技术论证后,可行的开采方案一般只有二三个,因此工作实践中对此数学模型的求解只需将满足约束条件的所有方案的参数求出,然后应用项目评价软件计算enpv和eirr ,进行比较,则enpv和eirr最大者为最优开采方案。3实例验证陕北能源化工基地某矿离榆林市18km根据煤炭工业矿井设计规范(gb50215-94的相关规定以及煤田地质条件和资金等限制确定设计年产量为1.2 mt/a经过技术经济论证后煤炭资源开采系统方案有两个:-是一次采全高放顶煤综采系统方案二是大采高综采系统。业主能筹集到的最大资金量im 为40 000万元,设计规范要求的最低回采率k,为75%环保投资占总投资的最低比例a为1.5%煤炭本身的价值c,假设每吨煤为10元则两方案的有关参数及按上述模型应用评价软件计算的效益指标(n按35a计算见表1。表1煤炭资源开采系 统方案比较表[ab.1 coal resources exploitation system comparision方案一方案二名称不考虑资源考虑资源本身价值年产量/万t120投资/万元32 15037 28837 28:流动资金/万元5761 1145861123影子售价/元r123经营成本/元. t-141.2151.2143.8953. 89煤炭本身价值/元t 110环保投资比例/%1.921.9中国煤化工1.66资源回采率/68mhcnmhg 81服务年限/a7874经济净现值/万元44 27334 398.36 24126 366经济内部收益率/%. 3722. 1221.2518.32.(下转第532页)532西安科技大学学报2005年结合起来克服以往只重功能忽视成本或以质量为代价追求低成本的不良做法。2)探讨了最优报价的确定方法。从本质上说最优报价取决于企业的个别成本,但由于市场信息的严重不对称性及追求自身利润最大化的动机投标人往往故意隐瞒自己的实际个别成本使得个别成本的鉴定成为永远也无法取得圆满答案的问题。但是所有投标人毕竟处于同-大经济环境下,这 又使得对个别成本的估算成为可能。正基于这种思考文中用重复剔除法来鉴定最优报价为评标中个别成本的鉴定问题探索了一种思路。参考文献:[1]郑芸.工程量清单计价办法在招投标中应用的探讨j]引进咨询2002 (6)42 -43.[2] 汪昌盛.关于清单工程量招标控制模式思考j ]引进咨询2002(6)51 - 52.[3]吴福 良仲伟周.建设工程招标的最低价中标法及其保证措施的理论探讨j]当代经济科学2002 24( 3):49 - 56.[4]岳韶华周国安.模糊综合评价防空指挥自动化系统效能j ]系统工程理论与实践2002 22(3):114- 118.[5]郝丽萍梁春艳.招标工程评价方法及应用研究j]天津大学学报2001 (34)32 - 34.[6]王剑锋万俊黄有亮.工程量清单项目单价评审方法j ]江苏建筑2003 (4)52 - 54.[7]尹 国顺.关于工程投标报价评审方法的探讨j]建筑管理2003 (5).72 -73.(上接第527页)由上表可以看出方案一投资少 成本低环保投资比例大资源回采率高服务年限长经济净现值大经济内部收益率高明显优于方案二,因此设计推荐方案一。从表中还可以看出在煤炭本身的价值假设为10 元/t时不考虑资源本身价值的计算结果,比考虑资源本身价值的计算结果经济净现值两方案均略高10000万元,因此资源本身的价值对经济评价的指标影响是很大的。4.结论1)煤炭资源开采系统效益估算数学模型从侧面提供了煤炭资源开采系统的设计思路:资源储量、回采率、地质开采条件、资金→产量方案-→煤炭资源开采系统方案→估算投资、成本、流动资金、售价→效益测算( enpv )→优选确定方案。2)从目标函数可以直观看出要提高煤炭资源开采系统的经济效益必须尽可能地降低投资、成本提高产量和售价,而要提高产量必须提高资源回采率。另外由于投资方已经以采矿权价款的形式购买了所有的煤炭工业储量,因此提高资源回采率的意义还在于避免投资浪费。3)由于经营成本中考虑了资源的有价开采,正确地估算了资源的本身价值，因此模型客观地估算了煤炭开采所带来的真实效益剔除了以往经济评价中资源本身价值带来的虚增效益。4 )将现行经济评价中的参数n由计算期调整为矿井的服务年限客观地评价了矿井的全局效益避免了投资方先采好煤丢弃薄煤、边角煤前期矿井赢利后期亏损,且造成煤炭资源极大浪费的现象迫使投资方确定矿井开采系统方案时全盘考虑。5)环保投资占总投资的最低比例a的设置迫使投资方树立环保理念，重视环保,保护环境，从而保证矿区循环经济的发展。[ 1] 孙国强. 循环经济的新范式-循环经济生态城市的理论与实践中国煤化工2005.[2] 闵宗陶.浅谈循环经流j ]西部发展论坛2005 ( 19):12.[3]吕永波胡天军雷黎.系统工程m]北京北方交通大学出版社jhcnmhg[4] 高鸿业. 西方经济学[ m]北京:中国人民大学出版社2000.[5]齐欢王小平.系统建模与仿真m]北京清华大学出版社2004.[6]编写组.投资项目可行性研究指南m]北京:中国电力出版社2002.