第25卷第4期西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)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煤炭資源開采系統(tǒng)評價(jià)王建設(shè),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:煤炭資源開采系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化,而且要最大限度地提高資源回采率,保護(hù)環(huán)境和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。文中從國民經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)詳細(xì)分析了煤炭資源開采系統(tǒng)的目標(biāo)和其主要影響因素產(chǎn)量、售價(jià)、成本和投資);確定經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值作為評價(jià)指標(biāo)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采系統(tǒng)評價(jià)數(shù)學(xué)模型用于計(jì)算經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值,優(yōu)選煤炭資源開采系統(tǒng)方案簡要說明了該模型的求解方法，并以實(shí)例說明了模型的應(yīng)用價(jià)值和考慮資源本身價(jià)值的重要性。關(guān)鍵詞:煤炭開采;系統(tǒng)評價(jià);回采率;環(huán)保中圖分類號:F 062. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(xiàng)目的目的-般是為了追求利潤最大化煤炭資源開采項(xiàng)目(即煤礦他不例外。因此煤礦往往優(yōu)先開采埋藏較淺、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采的合理性而棄之。這樣的開采模式在短期內(nèi)確實(shí)投資省、見效快這也是新建煤礦大部分首采區(qū)選擇易采厚煤層的緣故,但基于科學(xué)的發(fā)展觀,從發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)12]的立場出發(fā)這樣的開采模式往往得不償失,因?yàn)樗粌H造成了資源的極大浪費(fèi)而且對環(huán)境的破壞也很大。那么什么樣的煤炭資源開采系統(tǒng)方案是最優(yōu)的呢?為此必須采用系統(tǒng)分析的方法3對煤炭資源開采系統(tǒng)進(jìn)行分析評價(jià)確定系統(tǒng)目標(biāo)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。煤炭資源開采系統(tǒng)的目標(biāo)是在保護(hù)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(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。收稿日期:2005-03-08基金項(xiàng)具:陜西省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目( 05E018Z )作者簡介: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(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理方面的研究.526西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)2005年1影響煤炭 資源開采系統(tǒng)效益的因素分析每個(gè)煤礦都有自己的開采系統(tǒng)，因此煤炭資源開采系統(tǒng)的效益就是其形成的煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。影響煤礦經(jīng)濟(jì)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(biāo)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(shè)計(jì)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)、市場供求和外部運(yùn)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。由微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理論4可知當(dāng)產(chǎn)品市場供不應(yīng)求時(shí)售價(jià)上漲;反之當(dāng)產(chǎn)品市場供過于求時(shí)售價(jià)下跌。礦井的公路、鐵路等外部運(yùn)輸條件直接影響到煤的外銷如果煤炭運(yùn)輸困難運(yùn)輸成本高那么買方可能尋找新的貨源這樣賣方要想繼續(xù)合作只有降價(jià)。1.2 產(chǎn)量煤礦設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)考慮的主要因素分內(nèi)因和外因兩種。內(nèi)因有煤田中煤炭資源儲(chǔ)量、煤層賦存條件和開采技術(shù)條件外因有資金限制、市場供求和外部運(yùn)輸條件。煤炭資源儲(chǔ)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(shè)計(jì)規(guī)范的最低要求,從而直接限制了礦井設(shè)計(jì)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?zé)?、煤層頂?shù)装鍡l件、自燃性、煤塵爆炸危險(xiǎn)性。這兩大因素決定了煤炭資源開采的難易程度，直接影響了采煤方法的選擇、采掘設(shè)備的選型和采區(qū)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(shè)計(jì)產(chǎn)量成正比,因此有限的資金必然限制礦井的設(shè)計(jì)產(chǎn)量。而外部運(yùn)輸條件和市場供求則決定了煤礦所生產(chǎn)的煤能否順利運(yùn)出外銷因而必須按需定產(chǎn)按運(yùn)力和銷量定產(chǎn)。1.3 成本煤礦開采成本主要受以下因素約束動(dòng)力費(fèi)(電費(fèi))材料費(fèi)、工資福利費(fèi)、設(shè)備修理費(fèi)、地面塌陷賠償費(fèi)、維簡費(fèi)、煤炭生產(chǎn)安全費(fèi)、折舊費(fèi)、攤銷費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)用和其他支出。用電設(shè)備的負(fù)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(fèi)設(shè)備的選型和質(zhì)量決定了設(shè)備修理費(fèi)地表構(gòu)造及礦井開拓方式?jīng)Q定了地面塌陷賠償費(fèi)維簡費(fèi)、煤炭生產(chǎn)安全費(fèi)則根據(jù)國家或省相關(guān)文件規(guī)定計(jì)取;建安工程及設(shè)備的折舊年限和折舊率決定了折舊費(fèi)無形資產(chǎn)和遞延資產(chǎn)的投資決定了攤銷費(fèi)而融資方式則決定了財(cái)務(wù)費(fèi)用其他支出包括勞動(dòng)保險(xiǎn)費(fèi)、納入經(jīng)營成本中的維簡費(fèi)、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)和其他費(fèi)用。其中電費(fèi)、材料費(fèi)、工資福利費(fèi)、設(shè)備修理費(fèi)、地面塌陷賠償費(fèi)和其他支出構(gòu)成項(xiàng)目的經(jīng)營成本。以上是目前煤礦成本的構(gòu)成內(nèi)容但從發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)還應(yīng)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(bǔ)償費(fèi)(約占原煤銷售收入的1%，計(jì)入經(jīng)營成本中的其他支出和采礦權(quán)價(jià)款(噸煤1~3元計(jì)入投資中的其他基本建設(shè)費(fèi)用外資源幾乎是免費(fèi)開采的,但煤炭資源屬于不可再生資源從保護(hù)資源的角度考慮避免濫采亂棄必須根據(jù)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r給賦存在地下的煤炭-一個(gè)合理的價(jià)格定位并計(jì)入經(jīng)營成本。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)開拓方式、采煤工藝、地面設(shè)施、環(huán)保設(shè)施、地價(jià)、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平等。2系統(tǒng)建模5]通過.上述分析可知煤炭資源開采系統(tǒng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化而經(jīng)濟(jì)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)煤炭資源開采系統(tǒng)方案的優(yōu)劣中國煤化工 益。從國民經(jīng)濟(jì)的角 度出發(fā)煤炭資源開采系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)采用經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值( EN*MHCNMHGIRR 56]其計(jì)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(jì)效益流量;C為國民經(jīng)濟(jì)費(fèi)用流量( B- C),為第t年的國民經(jīng)濟(jì)凈效益流量;n 為礦井的服務(wù)年限i為社會(huì)折現(xiàn)率,目 前煤炭行業(yè)為10%。設(shè)礦開商墊握儲(chǔ)量減去各種保護(hù)煤柱損失量后的數(shù)值為Q回采率為K第t a礦井的產(chǎn)量為Q,并假設(shè)全第4期王建設(shè)等煤炭資源開采系統(tǒng)評價(jià)527部銷售出去即產(chǎn)品銷售量等于產(chǎn)量影子售價(jià)為P,含煤炭資源本身價(jià)值的經(jīng)營成本為C;建設(shè)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(jié)果是一致的,因此確定經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值作為方案評價(jià)指標(biāo)于是得煤炭資源開采系統(tǒng)效益估算亦即方案優(yōu)劣評價(jià)的數(shù)學(xué)模型為目標(biāo)函數(shù)maxENPV= 2[Q,XP,-(I,+ F,+C,)]x(1+ i)約束條件2Q,= QxK ;K≥K, ;2I,≤Im ;IJ≥ax說明:K,為設(shè)計(jì)規(guī)范要求的最低回采率;1m為項(xiàng)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(shè)置I.≥aX 2 I,的目的是為了保證礦井環(huán)保設(shè)施的建設(shè),從而保證環(huán)境盡可能地不受破壞。此數(shù)學(xué)模型的求解應(yīng)結(jié)合具體的礦井情況進(jìn)行。一般先根 據(jù)資源儲(chǔ)量、煤層開采技術(shù)條件和最低回采率確定合理的產(chǎn)量范圍,在 此范圍內(nèi)確定幾個(gè)不同的設(shè)計(jì)年產(chǎn)量(即設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力)據(jù)此分別設(shè)計(jì)不同的煤炭資源開采系統(tǒng)方案即選擇采煤工藝采區(qū)巷道布置井筒、工業(yè)廣場布置然后估算各方案的投資、成本、流動(dòng)資金,根據(jù)市場及運(yùn)輸條件預(yù)測售價(jià)代入目標(biāo)函數(shù)分別求出滿足約束條件的各方案的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值。則經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值最大的方案就是最優(yōu)的煤炭資源開采系統(tǒng)方案。對同一礦井而言經(jīng)過技術(shù)論證后,可行的開采方案一般只有二三個(gè),因此工作實(shí)踐中對此數(shù)學(xué)模型的求解只需將滿足約束條件的所有方案的參數(shù)求出,然后應(yīng)用項(xiàng)目評價(jià)軟件計(jì)算ENPV和EIRR ,進(jìn)行比較,則ENPV和EIRR最大者為最優(yōu)開采方案。3實(shí)例驗(yàn)證陜北能源化工基地某礦離榆林市18km根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50215-94的相關(guān)規(guī)定以及煤田地質(zhì)條件和資金等限制確定設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為1.2 Mt/a經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后煤炭資源開采系統(tǒng)方案有兩個(gè):-是一次采全高放頂煤綜采系統(tǒng)方案二是大采高綜采系統(tǒng)。業(yè)主能籌集到的最大資金量Im 為40 000萬元,設(shè)計(jì)規(guī)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(shè)每噸煤為10元?jiǎng)t兩方案的有關(guān)參數(shù)及按上述模型應(yīng)用評價(jià)軟件計(jì)算的效益指標(biāo)(n按35a計(jì)算見表1。表1煤炭資源開采系 統(tǒng)方案比較表[ab.1 Coal resources exploitation system comparision方案一方案二名稱不考慮資源考慮資源本身價(jià)值年產(chǎn)量/萬t120投資/萬元32 15037 28837 28:流動(dòng)資金/萬元5761 1145861123影子售價(jià)/元r123經(jīng)營成本/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(jì)凈現(xiàn)值/萬元44 27334 398.36 24126 366經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率/%25. 3722. 1221.2518.32.(下轉(zhuǎn)第532頁)532西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)2005年結(jié)合起來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(bào)價(jià)的確定方法。從本質(zhì)上說最優(yōu)報(bào)價(jià)取決于企業(yè)的個(gè)別成本,但由于市場信息的嚴(yán)重不對稱性及追求自身利潤最大化的動(dòng)機(jī)投標(biāo)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(yuǎn)也無法取得圓滿答案的問題。但是所有投標(biāo)人畢竟處于同-大經(jīng)濟(jì)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(fù)剔除法來鑒定最優(yōu)報(bào)價(jià)為評標(biāo)中個(gè)別成本的鑒定問題探索了一種思路。參考文獻(xiàn):[1]鄭蕓.工程量清單計(jì)價(jià)辦法在招投標(biāo)中應(yīng)用的探討J]引進(jìn)咨詢2002 (6)42 -43.[2] 汪昌盛.關(guān)于清單工程量招標(biāo)控制模式思考J ]引進(jìn)咨詢2002(6)51 - 52.[3]吳福 良仲偉周.建設(shè)工程招標(biāo)的最低價(jià)中標(biāo)法及其保證措施的理論探討J]當(dāng)代經(jīng)濟(jì)科學(xué)2002 24( 3):49 - 56.[4]岳韶華周國安.模糊綜合評價(jià)防空指揮自動(dòng)化系統(tǒng)效能J ]系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐2002 22(3):114- 118.[5]郝麗萍梁春艷.招標(biāo)工程評價(jià)方法及應(yīng)用研究J]天津大學(xué)學(xué)報(bào)2001 (34)32 - 34.[6]王劍鋒萬俊黃有亮.工程量清單項(xiàng)目單價(jià)評審方法J ]江蘇建筑2003 (4)52 - 54.[7]尹 國順.關(guān)于工程投標(biāo)報(bào)價(jià)評審方法的探討J]建筑管理2003 (5).72 -73.(上接第527頁)由上表可以看出方案一投資少 成本低環(huán)保投資比例大資源回采率高服務(wù)年限長經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值大經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率高明顯優(yōu)于方案二,因此設(shè)計(jì)推薦方案一。從表中還可以看出在煤炭本身的價(jià)值假設(shè)為10 元/t時(shí)不考慮資源本身價(jià)值的計(jì)算結(jié)果,比考慮資源本身價(jià)值的計(jì)算結(jié)果經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值兩方案均略高10000萬元,因此資源本身的價(jià)值對經(jīng)濟(jì)評價(jià)的指標(biāo)影響是很大的。4.結(jié)論1)煤炭資源開采系統(tǒng)效益估算數(shù)學(xué)模型從側(cè)面提供了煤炭資源開采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路:資源儲(chǔ)量、回采率、地質(zhì)開采條件、資金→產(chǎn)量方案-→煤炭資源開采系統(tǒng)方案→估算投資、成本、流動(dòng)資金、售價(jià)→效益測算( ENPV )→優(yōu)選確定方案。2)從目標(biāo)函數(shù)可以直觀看出要提高煤炭資源開采系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益必須盡可能地降低投資、成本提高產(chǎn)量和售價(jià),而要提高產(chǎn)量必須提高資源回采率。另外由于投資方已經(jīng)以采礦權(quán)價(jià)款的形式購買了所有的煤炭工業(yè)儲(chǔ)量,因此提高資源回采率的意義還在于避免投資浪費(fèi)。3)由于經(jīng)營成本中考慮了資源的有價(jià)開采,正確地估算了資源的本身價(jià)值，因此模型客觀地估算了煤炭開采所帶來的真實(shí)效益剔除了以往經(jīng)濟(jì)評價(jià)中資源本身價(jià)值帶來的虛增效益。4 )將現(xiàn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)中的參數(shù)n由計(jì)算期調(diào)整為礦井的服務(wù)年限客觀地評價(jià)了礦井的全局效益避免了投資方先采好煤丟棄薄煤、邊角煤前期礦井贏利后期虧損,且造成煤炭資源極大浪費(fèi)的現(xiàn)象迫使投資方確定礦井開采系統(tǒng)方案時(shí)全盤考慮。5)環(huán)保投資占總投資的最低比例a的設(shè)置迫使投資方樹立環(huán)保理念，重視環(huán)保,保護(hù)環(huán)境，從而保證礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。[ 1] 孫國強(qiáng). 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新范式-循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(tǒng)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(jì)學(xué)[ M]北京:中國人民大學(xué)出版社2000.[5]齊歡王小平.系統(tǒng)建模與仿真M]北京清華大學(xué)出版社2004.[6]編寫組.投資項(xiàng)目可行性研究指南M]北京:中國電力出版社2002.