地采金属矿山生产规模确定的泰勒公式研究
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第28卷第3期 江西理工大学学报 V。1.28,N。.3
2 0 0 7年6月JOURNALOFJIANGXIUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY Jun.2007
文章编号:1007—1229(2007)03—0021-05
地采金属矿山生产规模确定的泰勒公式研究
郑明贵 .-,蔡嗣经 (1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;2.江西理工大学外语外贸学院,江西赣州341000)
摘要:在分析泰勒公式及其修订形式的基础上,通过选取我国36个不同时期典型地采金属矿
山的生产资料进行论证分析,表明利用这些公式计算地采金属矿山生产规模时是不能令人满意
的,并对这些公式进行了重新修正,同时建立了考虑技术进步等综合因素的计量经济理论模型,
最后结合实例进行了测算并对公式的使用进行了说明.
关键词:金属矿山;生产规模;泰勒公式
中图分类号:TD853 文献标识码:A ‘
The Study of Taylor Formula for Calculating Underground
Metallic Mine Production Scale
ZHENG Ming-gui ,CAI Si-jing (1.Civil&EnvironmentEngineeringSchool,UniversityofScience andTechnologyBeijing,Beijing 100083,China; 2.Faculty ofForeignStudies,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou 341000,China)
Abstract:Althpugh Taylor formula does not involve all the factors which influence the rational production scale of
the underground metallic mines,but as an experiemial formula,it does have some consulting and practicality values. Based on Taylor formula and its revised ones,36 typical underground metallic mines in diferem period in China are
selected for demonstrating,but no satisfactory results ate achieved.Therefore,the formulas are revised.Then all e—
conometrics model which takes technology progress and other factors into account is established.Finally,the uti- lization of formulas is interpreted with cases.
Key words:metallic mines;production scale;Taylor formula
地采金属矿山合理生产规模的确定是金属矿 山项目开发过程中一项非常重要的决策要素,许多
决策要素均以生产规模为中心进行确定.生产规模
的大小与矿山企业的经济效益密切相关,因此,在 矿山前期规划中做好生产能力优化工作至关重要【l1.
金属矿山合理生产规模的确定,涉及地质资源条
件、开采技术条件,矿区内外部多种技术条件、经
济、环境、社会等因素,是一个复杂的系统工程问 题.泰勒公式虽然并没有完全包括影响金属矿山确
定合理生产规模的诸多因素,但作为一个经验公 式,用于初步确定矿山生产规模是具有~定的参考
与实用价值的.
收稿日期:2006—11—14 作者简介:郑明贵(1978一),男,讲师,北京科技大学在谚博士生 1泰勒公式
H K Taylor根据多年的设计经验,提出确定矿
山经济寿命的经验公式:
=6.5V (1±0.2) (1) 式(1)中: 表示矿床的工业储量(百万t), 表示
矿山合理服务年限(a).最佳寿命公式即泰勒公式
实际上提出了矿山地质资源储量、矿山合理生产规
模及矿山经济寿命之间的匹配关系.因为该公式简 便易用,在矿山设计和估算矿山扩建生产规模时仍
然具有一定的价值. 早在1
983年,我国学者龚航虚 就对该公式进 维普资讯 http://www.cqvip.com 22 江西理工大学学报 2007年6月
行过探讨,他通过对国外矿山的研究,结果表明国 外矿山生产规模大体上符合泰勒公式.然而以国内
生产矿山进行分析,泰勒公式的准确性则较差.该
作者随机选取了国内35个矿山(露天11个,地下 24个)进行分析验证,结果表明:规模符合泰勒公
式的矿山仅占8.5%,计算规模过大的占83%,计
算规模过小的占8.5%.研究结果可能由以下几个 方面的原因造成:①泰勒公式不适用于矿山装备水
平较低的矿山;②当矿山工程的延伸速度(或年下
降速度)较慢时,公式的应用受到限制;③勘探程度 的影响;④经济政策的影响.
那么泰勒公式能否作为我国矿山初步确定合
理服务年限的依据呢?龚航虚通过对我国一些矿山 的统计分析,推荐对泰勒公式作如下修正,并指出
随着我国矿山技术的进步,修正后的泰勒公式可逐 渐接近泰勒公式f31.
=6.5 (2—2.5) (2) 式(2)中:(2~2.5)为修正后的波动系数,选取规则 为:当可采储量为5亿t以下时,取2;当可采储量
为5亿t以上时,取2.5.其它符号意义同上.
而矿山地质资源储量、矿山生产规模与其服务 年限的关系可用下式表达[41:
=丽Qitr (3)
式(3)中: 为储量备用系数,地下矿K=1.3—1.5,露
天矿K=I.1一l_3,其它符号意义同上.
根据公式(1)或(2)与(3),可以推导出矿山生 产规模Qa与矿床的工业储量 之间存在幂函数
关系,可以表述为如下形式: ^ Q。:c (4)
张家达哪妻过对国内部分金属矿山资料进行统 计分析,得出c=2.42,b=0.736的结论,并如同泰勒
公式,对矿山生产能力赋予±20%的波动范围,将 泰勒公式修订和归纳为:
075 Q :2 (1±0.2) (5)
式(5)中:Q。单位是t/a; 单位是t.
采矿手册将泰勒公式调整为同:
n R Q。=1.25Q (6)
2公式验证
为了初步确定我国地下开采金属矿LI1的生产 规模,作者选取了我国36个不同时期典型地采金
属矿山的生产资料进行论证分析,即对泰勒公式以
及修正后的泰勒公式进行验证,其相关数据资料见 表1.
表1 典型地采金属矿山矿床工业储量与生产规模
在表1中,矿山编号1—14位于生产时期I(20
世纪80年代);矿山编号15—21位于生产时期Ⅱ
(90年代);矿山编号22—36位于生产时期Ⅲ(21世 纪初期).其中生产时期Ⅲ所选取的金属矿山类型
包括铅锌矿3个、金矿4个、铁矿2个、铜矿3个、
钼矿1个、钨矿2个. 2.1用泰勒公式进行验证
将3个时期的有关数据整理后代入公式(1)和 (3),其中储量备用系数 取值J.4,计算结果表明:
维普资讯 http://www.cqvip.com 第28卷第3期 郑明贵等:地采金属矿山生产规模确定的泰勒公式研究 23
矿山实际生产规模在计算规模范围之内的有9个, 占25%,其中约90%位于时期Ⅲ,从矿山分布来看,
铜矿4个、铁矿2个、铅锌矿1个、金矿2个;大于计
算规模上限的矿山有1个,占3%;低于计算规模下 限的矿山有26个,占72%.具体分带隋况见表2.
表2计算结果分布(1) 计算结果 时期I 时期II 时期Ⅲ 小计 大于计算规模上限矿山数0 0 l l 计算规模范围之内矿山数0 l 8 9 低于计算规模下限矿山数 14 6 6 26 小计 l4 7 l5 36
2.2用修订后的泰勒公式进行验证 将3个时期的有关数据分别代入泰勒公式修
订后的公式(2)、(5)、(6), 代入公式(2),计算结果表明:矿山生产规模在
计算规模范围之内的仅有6个,占l6%,其中约 67%位于时期I;大于计算规模上限的矿山有28
个,占78%;低于计算规模下限的矿山有2个,占
6%.具体分布情况见表3.说明该公式过于保守,计
算出的矿山服务年限过长,生产规模过小.
表3计算结果分布(2) 计算结果 时期I 时期Ⅱ 时期Ⅲ 小计 大于计算规模上限矿山数8 6 14 28 计算规模范围之内矿山数4 l l 6 低于计算规模下限矿山数 2 0 0 2 小计 l4 7 l5 36
代入公式(5),计算结果表明:矿山生产规模在 计算规模范围之内的有l5个,占42%,其中约 87%位于时期I和Ⅱ,从矿山分布来看,铜矿5个、
铁矿4个、铅锌矿1个、金矿5个;大于计算规模上 限的矿山有l5个,占42%,其中大部分位于时期
Ⅲ;低于计算规模下限的矿山有6个,占l6%.具体
分布情况见表4.
表4计算结果分布(3)
计算结果 时期I 时期Ⅱ 时期Ⅲ 小计 大于计算规模上限矿山数 2 l l2 l5 计算规模范围之内矿山数8 5 2 15 低于计算规模下限矿山数4 l l 6 小计 l4 7 l5 36
代入公式(6),因为该公式没有取波动系数,为 了便于比较,考虑-I-20%的波动范围.计算结果表
明:矿山生产规模在计算规模范围之内的有l2个, 占33%,其中约75%位于时期Ⅲ,从矿山分布来
看,铜矿3个、铁矿3个、铅锌矿2个、金矿3个、钼 矿1个;大于计算规模上限的矿山有5个,占l4%; 低于计算规模下限的矿山有l9个,占53%.具体分
布情况见表5.
表5计算结果分布(4) 计算结果 时期I 时期Ⅱ 时期Ⅲ 小计 大于计算规模上限矿山数0 l 4 5 计算规模范围之内矿山数 2 l 9 12 低于计算规模下限矿山数 l2 5 2 l9 小计 l4 7 l5 36
2.3验证结果分析
由表2、表5可知,随着我国地下开采金属矿
山技术装备水平的提高,矿山生产规模越来越大, 服务年限也越来越小,尤其是有色金属行业中的铜
矿和黑色金属行业中的铁矿以及金矿等,其与矿床
工业储量的关系渐渐符合泰勒公式以及公式(6).
这与我国矿山企业注重经济效益的提高是分不开 的,从另一个层面也印证了我国金属矿山企业改革
成效显著.因为国外矿山企业生产规模大体上符合
泰勒公式,尤其是经济效益较好的金属矿山.但是, 大多数矿山生产规模仍然偏小.
由表3、表4可知,利用公式(2)、(5)进行金属
矿山合理生产规模计算,其计算结果都不能令人满 意,因此,有必要对其进行改进.
3公式改进
3.1修正的泰勒公式
前面提到,矿山生产规模 与矿床的工业储 量 之间存在幂函数关系,并可以表述为公式(4) 的形式,将该公式两边取对数,可得:
Inq。=In c+b InqJ, 令Y=Inq。,C=In c,X=In ,则