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一、三立達翡翠綠花崗石礦山簡介

廈門新安德集團發展有限責任公司開發的三立達翡翠綠花崗石礦山,位于福建省南平市東南110°方位,距南平市區58km,離最近的赤門鄉尤山村1.5km。

礦體賦存于中元古界馬面山群東巖組下段第二、第四巖性段之斜長透輝石變粒巖中,其產狀受地層的層位及其變質程度控制,礦體呈層狀、似層狀;走向近東西,向北傾,傾角25～30°。礦體沿傾向延伸大于100m;沿東西走向延長400m,厚度10～85m,礦區面積0.6481平方公里;已探明的地質儲量29萬多m3,遠景儲量超過50萬m3。巖性以條紋、條帶狀暗綠色斜長透輝石變粒巖和透輝鉀長變粒巖為主,外觀顏色以灰綠、暗綠色為主色,夾雜粉紅、灰白、黃綠色,配以形態各異的揉皺狀條紋、條帶,構成一幅幅美麗生動的畫面,極具裝飾特色。礦石按花色可分為C1、C2、C3及“銀河金”四個品種。按礦體分布位置,自東向西分為Ⅰ—Ⅲ號三個礦體,其間為規模較大的斷裂破碎帶斷隔。單個礦體長度62～180m,厚度10～85m,賦存標高540～640m。礦體與南緣的鉀長花崗巖的侵入和熱液蝕變密切相關。

該石材品種已申請國家編號G3597,經國家建筑材料工業石材質量監督檢驗測試中心測試,體積密度3.07(g/cm3),干燥壓縮強度338.5(MPa),干燥彎曲強度21.5(MPa),水飽和彎曲強度20.6(MPa),吸水率0.04%,肖氏硬度64。該品種石材的最大特點是致密堅硬,磨拋后光澤度可輕易達到100度以上,是高檔的花崗石飾面石材品種。w

2開采工藝方法選擇

因為三立達翡翠綠花崗石的劈裂性極差,曾經歷了黑火藥爆破結合人工打楔劈裂的原始開采方法,開采出的荒料不能成型,爆傷裂隙嚴重,荒料率僅為3%,不僅開采荒料的質量低下,還造成了礦體的嚴重破壞。

該公司接手開采初期,曾使用過人工排孔鑿巖,結合導爆索控制爆破,或者水泥膨脹劑等普通花崗石開采工藝,均未取得良好的開采效果。

從2005年開始,結合該品種花崗石礦體和石材的特性,使用了金剛石串珠鋸全鋸切開采工藝方法,取得了成功。開采荒料率由原來的5%一7%,提高到30%一33%。2005年度開采砂鋸料的長度和高度均超過2.4和1.4m,平均體積5m3,最大砂鋸料體積9m3。砂鋸料所占比例65%,圓盤鋸荒料所占比例30%。

2006年度仍然采用金剛石串珠鋸全鋸切無爆破的開采工藝,但增加了龍門切機鋸切和人工鉆鑿排孔、水泥型膨脹劑劈裂分解的方法,進行部分分離體石料的分割和荒料的整形處理,以減少金剛石串珠繩的消耗,降低開采成本。因為2006年礦山處于礦體覆蓋層剝離、形成規則開采臺階的規劃整理階段,開采荒料率雖然達不到2005年的水平,但也達到11.2%0圖1是三立達翡翠綠花崗石礦山圖片。

正常開采時,分臺階高度6一8m,剝離階段臺階高度2一4m;分離體最大切割規格6x6x8m=288m3。一般砂鋸荒料規格為,長2.6x高1.7x厚1.5m=6.6m3;最大荒料規格為,長3.2x高2、厚2m=12.8m3;如果用戶有特殊規格尺寸的荒料需求,礦山還可生產更大規格的荒料。

3開采成本構成

根據本礦山的具體情況,將荒料的開采成本分成直接成本和間接成本兩大類。

直接成本是指與荒料開采直接有關的成本,內容包括:直接參與開采作業的人員工資成本,例如串珠鋸、鑿巖機的操作者和不脫產的現場管理人員的工資成本;串珠鋸和鑿巖機(電動式空壓機驅動)的電耗成本;金剛石串珠繩的消耗、鑿巖機釬桿和釬頭的消耗成本;串珠鋸、鑿巖機、空壓機的維修成本;火工材料以及與開采有關的低值易耗品成本。

間接成本包括:挖掘機、裝載機、礦山用車輛的燃油費成本;操作這些設備的人員工資費和維修費成本;需要交納地方的山本費、資源補償費、征地賠償費等成本;剝離和開采需要清運的渣土和碎石的費用成本;礦山運轉需要的管理費成本;礦山建設的前期投人折舊費成本;以及將荒料從礦山運抵廈門(大約500km)的運費成本。

4開采成本分析

該公司對開采成本的分析,是建立在05和06年度,使用金剛石串珠鋸全鋸切方法,開采翡翠綠花崗石的開采成本統計數據的基礎上。

(1)荒料的產量和荒料率

05年和06年翡翠綠花崗石礦山荒料開采的年產量和荒料率,06年荒料的產量比05年提高了大約30%。產量的增加是因為06年度的純開采作業時間(除去雨季、假期、設備維修等天數,實際大約280天)比05年度增加了大約10%,06年度投人開采作業的串珠鋸也增加到了4臺;06年度工人基本掌握了串珠鋸的開采工藝,熟練程度提高。

以采用串珠鋸全鋸切法開采翡翠綠花崗石為例,在開采臺階已經形成,每個開采工作面上保證至少有一臺串珠鋸作業的條件下,如果按照每年300天工作,每天平均1.5個班制生產計算,每臺串珠鋸的年產量估計可以達到700w800m3。因為翡翠綠是一種非常硬且韌、難于鋸切的石材,所以串珠鋸的單產不是很高,如果開采石灰石類的米黃系列品種石材,估計單臺串珠鋸的年產量至少可以達到開采翡翠綠花崗石年產量的3一4倍。

06年度開采荒料率只有05年的三分之一,這是因為06年度大量礦山工作是處于為形成臺階式開采布局的開采剝離階段,雖然根據風化層和破碎層的具體情況,采取了最大限度回收荒料的措施,但對荒料率的影響是很大的。

(2)直接開采成本分析

這兩年直接開采成本的絕對值是基本相等的。從中可以看出,在串珠鋸全鋸切開采翡翠綠花崗石時,串珠繩的消耗幾乎占了直接開采成本的一半,操作人員的工資占了大約四分之一,電費和維修材料費占直接開采成本的比例大約在10%一15%之間,鉆頭和釬桿的消耗只占直接開采成本的1.6%一2.6%。

06年度礦山雖然調整提高了開采員工的工資水平,但單位開采成本中工資這部分所占的比例不僅沒有提高,還有大約1.9%的降幅,這時因為提高開采效率的結果。

該公司在05年串珠繩消耗指標的基礎上,根據不同串珠繩企業能夠達到的串珠繩壽命的實際情況,制定了一套按照不同的鋸切效率,以鋸切統計數核定付款的標準,使串珠繩的實際消耗成本得以控制。這一方法得到串珠繩生產企業的積極配合,也激勵了他們提高串珠繩質量的積極性,使得串珠繩的鋸切壽命和效率指標都有所提高。

06年電費比05年增加了大約33%,主要原因是06年度在礦山安裝了一臺龍門切機用于孤石的修整,所修整的荒料未列人串珠鋸開采的荒料統計數中,但電費卻計人串珠鋸的消耗所致。正常情況下,電費成本應該占直接開采成本的10%左右。鉆頭鉆桿消耗的成本比例只占直接開采成本的1.6%-2.6%,對直接開采成本的影響有限。

所以采用串珠鋸全鋸切開采翡翠綠花崗石的直接成本中,串珠繩的消耗占主導地位;其次是人員工資和電費消耗,這三項成本占據了總開采成本的86%左右(06年是85.6%,05年是87.6%)。在考慮是否采用全鋸切方法開采花崗石時,首先要核算出串珠繩鋸切該石材的壽命和效率,他們直接影響到串珠繩的消耗成本和串珠鋸的電費消耗成本。

(3)間接開采成本分析

運輸費和折舊費成間接開采單項成本占間接開采成本比例對照表本是間接開采成本的最大支出,各占間接開采成本的32%一35%左右。工程機械類的其余設備使用成本占間接開采成本的12%左右,礦山管理費占間接成本的15%,05年和06年這兩項成本變化不大。

除因06年度規劃開采臺階使礦山剝離量加大,引起排土成本增加外,06年度其余單項間接成本都比05年有所降低,降低的幅度見表4。06年度折舊成本和管理成本的降低,得益于荒料產量的提高;其他設備使用成本的降低,是因為06年度工程機械保養維修工作到位,維修成本大幅度降低;運輸成本的降低,是由于06年度的荒料全部為串珠鋸開采,荒料的不規則系數(毛方體積與驗收體積的比值)較05年相比降低許多;因為新渣土場征用的土地補償費,是05年支付的,06年度只支付開采荒料的部分,所以06年度山本費有較大幅度的降低。

05年和06年度直接開采成本的絕對值基本相等,但06年度總的開采成本比05年度降低了大約25%,所以引起06年度直接開采成本占開采總成本的比例有所提高。

串珠鋸全鋸切開采翡翠綠花崗石的主要成本是折舊費、運輸費、串珠繩消耗和礦山管理費成本。其中折舊費、運輸費和礦山管理費這三項成本,占據了開采總成本的55--60%(05年占61.5%,06年占55.3%),因為這三項成本與礦山開采的前期投人、礦山外部條件、地理位置條件和礦山管理方式有關,不同礦山這三項成本都是不同的。

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礦山的管理費占總成本的10%左右,而且兩年中基本沒有變化。排土成本主要與開采作業中的剝離工程有關,不同礦體條件該成本所占的比例也不同。山本費與國家有關政策和礦山所在地區的政府政策有關。所以在進行開采成本分析時,這幾項成本可不予考慮,只需分析研究直接開采成本的影響因素即可。

5降低開采成本途徑

從上面的分析得知,占據開采成本主要部分是荒料運輸成本、折舊成本、管理費用成本和串珠繩消耗成本。根據目前礦山的實際情況,以及05和06年度串珠鋸全鋸切開采成本的統計,針對影響全鋸切方法開采翡翠綠花崗石的成本因素,提出如下降低開采成本的建議。

(1)荒料的產量

荒料的產量與開采的折舊和管理費成本有關,提高產量可降低開采成本中一些固定支出的成本,例如管理費用成本,折舊費用成本。由于工藝技術的日益成熟,以及礦體臺階的形成,可以通過進一步提高每臺串珠鋸的生產效率,或者適當補充一些串珠鋸,來提高荒料的產量。

(2)運費成本

荒料的運輸費用與荒料運抵目的地與礦山之間的距離有關,除去燃料費、過路費調整等因素的影響外,影響運費成本的主要因素是荒料的不規則系數。串珠鋸全鋸切開采出的荒料,不規則系數可保持在1.15以下;排孔鑿巖結合導爆索控制爆破開采時,荒料的不規則系數一般是1.3一1.4,有時甚至達到1.6;后者將比前者在運費上增加大約30%。所以在礦山對荒料整形處理,可以降低荒料的運輸成本。

(3)開采荒料率

礦山的開采荒料率的高低,可影響到排土和其他設備使用成本。提高荒料率,可以降低工程機械使用的成本費用,以及渣土排放所支出的成本,因為在剝離量相同的條件下,開采荒料率越高,產出的荒料數量就越多,這兩項成本也就越低。

(4)串珠繩消耗成本

串珠繩消耗是直接開采成本的主要部分,幾乎占據直接開采成本的50%?？陀^上應尋找合適的串珠繩供應商,選擇性能、質量好的串珠繩產品。當串珠繩的指標與理想性能指標有差距時,可按照不同鋸切效率分檔,制定一套暫行的、按照串珠繩實際使用壽命計算的支付標準。待壽命指標達到預期標準后,再逐步提高鋸切效率的指標,最終形成一套科學、合理、供需雙方都能接受的串珠繩付款結算辦法。主觀上應要求串珠鋸操作工嚴格遵守操作規程,遵守導向輪、串珠繩的使用規定,保證串珠繩的使用壽命和切割效率的最大發揮。

(5)開采人員的工資成本

開采人員的工資成本與礦山使用的設備數量有關,與開采班制和工種定員規則有關。在條件允許的情況下,可采用每天兩班制生產,盡量保持每臺串珠鋸1.3個操作工的合理定員編制;提高串珠鋸操作工的操作工藝水平,縮短鋸機安裝、調整、穿引和連接串珠繩的輔助時間,也是降低人員工資成本的途徑。

(6)其他設備使用費成本

提高挖掘機、裝載機等工程機械的設備完好率,科學合理地安排剝離與開采作業的協調工作等,都能夠降低工程機械的使用成本。

目前翡翠綠花崗石礦山已經形成四個主開采臺階,今年的目標是將其分解成六個高度6一8m的開采臺階,每個開采臺階工作面的長度60一100m。當全部開采臺階的作業面形成后,可考慮在合適的位置安裝一臺臂長40m,最大起吊重量30噸的桅桿吊,用于串珠鋸、大孔鑿巖機以及荒料的吊裝和位移;將挖掘機專門用于開采剝離、輔助分離體翻倒和大分離體原地轉動等作業,減少目前為完成上述操作,挖掘機等工程機械穿行于各臺階之間的工作量,從而降低工程機械燃油消耗和其他使用成本。

(7)電費成本

編制合理的串珠鋸操作規程,提高鋸機操作人員的素質和自覺性,杜絕串珠鋸空轉鋸切現象。采用電動空壓機時,縮短空壓站與鉆孔作業面之間的距離,檢修送風管路及每個連接環節,消除漏氣現象。上述措施都可減少空壓機的電能消耗。

(8)開采設備的維修和輔助材料消耗成本

選擇質量可靠、性能穩定的串珠鋸和大孔鑿巖機,可減少開采機械停機和維修的成本。

9)提高鉆孔的準確度

提高交匯鉆孔的貫通率,爭取達到90%以上;保證交匯點的貫通質量,使交匯孔的貫通量不得小于最小鉆孔直徑的60%;可降低鉆鑿補充孔的耗氣成本(電費),人員的工資成本,因穿引串珠繩耗費過長的時間,而增加的額外人工成本。

(10)釬桿鉆頭消耗成本

選擇質量好的鉆頭,提高鉆工磨制釬頭的技術水平,以及鉆孔技能。例如磨制鉆頭韌口角度、中心線對稱度的準確性,鉆孔通過不同礦體條件(裂隙、夾層、包裹體等)的層位時,如何正確操作鑿巖機等,不僅可降低鉆頭釬桿消耗,還可提高鉆孔準確度。

(11)排土成本

為排除礦山剝離出的渣土、碎石而城市的運輸成本,與渣土場與礦山的距離、礦山開拓運輸系統的建立和布局有關。可以通過合理布局礦山開拓運輸系統,選擇合適的渣土場,修筑坡度合適的渣土運輸道路,可控制渣土排除的成本支出。

(12)山本費

該項成本與國家的有關政策,礦山所在地政府的政策有關,每個礦山都有一個固定的成本支出,總成本隨著荒料產量的提高而增加。

從表面上看,采用機械化方法開采花崗石,尤其是采用金剛石串珠鋸部分鋸切或全鋸切開采花崗石,似乎成本很高。但經過兩年多的開采實踐,我們的體會是,石材開采必須按照《石材露天礦山技術規范》所要求的步驟進行,只要做到科學探查,規劃開采,嚴格礦山管理,完善機械化開采工藝規程,提高員工的操作技能,開采成本是可以控制和降低的。