露天煤矿剥离单价计算方法研究.pdf

露天采矿技术Opencast Mining TechnologyVol.38No.3June.2023第 38 卷第 3 期2023 年 6 月以单斗-卡车工艺为主的露天煤矿，生产工艺可分为采装、运输和排土3个主要生产环节及道路维护和采装工作面平整处理等辅助生产环节。近十几年来，采用单斗-卡车工艺的露天煤矿生产经营模式由全自营模式转向自营与外包联合模式或自新建矿以来就采用生产外包经营模式1-3。对于自营模式剥离成本定额统计相对简单，通过统计电铲电费、折旧、人员工资及原材料消耗等，计算出采装设备单位成本，统计卡车的折旧、油耗、轮胎等配件消耗及人员工资等，粗略计算出运输加权后的不同运输距离的单位成本，其它辅助设备相应地也能得出成本定额。对于外包模式剥离成本定额统计复杂，涉及不同运输工况下的性能指标等不易测定。大部分露天煤矿在做剥离招标价格预算或实际结算中是以基础单价与单位变动单价相结合的一种方式，但由于不同坡度的运输距离成本定额难以测算，计算方法相对单一。如果在测定定额的基础上研究露天煤矿剥离计价体系，在外包剥离工程招标和生产结算中很有实际意义4。1剥离单价确定随着煤炭市场的供需转变，露天煤矿剥离、采煤能力发展迅速，很多露天煤矿通过生产能力核增，采煤、剥离能力大幅上升，有的露天煤矿剥离年产量超过1.2亿m3。这些露天煤矿大部分通过外包模式增大生产能力。外包单位所采用的设备更新较快，所采收稿日期：2022-09-15责任编辑：张东旭作者简介：徐长友（1972），男，河南商丘人，高级工程师，本科，1993 年毕业于武汉工业大学，主要从事科技创新技术管理工作。DOI:10.13235/ki.ltcm.2023.03.009徐长友，刘永杰，冯树清.露天煤矿剥离单价计算方法研究 J.露天采矿技术，2023，38（3）：34原37.XU Changyou，LIU Yongjie，FENG Shuqing.Study on calculation method of stripping unit price in open-pitcoal mine 允.Opencast Mining Technology,2023,38（3）:34原37.移动扫码阅读露天煤矿剥离单价计算方法研究徐长友，刘永杰，冯树清（国家电投内蒙古能源有限公司，内蒙古 通辽 029200）摘要：为了解决剥离外包计价体系中剥离单价计算数据量大、计算繁琐等问题，考虑剥离外包在露天煤矿的适用性、剥离单价的不易确定性等因素，提出一种综合多种定额指标的剥离外包单价计算方法，通过C+语言编程实现了剥离单价的快速准确计算和计算结果存储。结果表明：改进后的露天煤矿剥离单价计算方法程序显著提高了剥离单价计算核算效率。关键词：露天煤矿剥离生产；剥离外包；运输距离；剥离单价中图分类号：TD824.5文献标志码：B文章编号：1671-9816（2023）03-0034-04Study on calculation method of stripping unit price in open-pit coal mineXU Changyou，LIU Yongjie，FENG Shuqing（State Power Investment Inner Mongolia Energy Co.,Ltd.,Tongliao 029200,China）Abstract:In order to solve the problems that the calculation of stripping unit price has a large amount of data and is cumbersomein the pricing system for stripping outsourcing,considering the factors such as the applicability of stripping outsourcing in open-pitcoal mines and the difficulty in determining the stripping unit price,we propose a stripping outsourcing unit price that integratesmultiple quota indicators.We realize the rapid and accurate calculation of the stripping unit price and the storage of the calculationresults.The results show that the improved calculation program of stripping unit price in open-pit coal mines significantly improvesthe calculation efficiency of stripping unit price.Key words:stripping production in open-pit coal mines stripping outsourcing;transport distance;stripping unit price34露天采矿技术Opencast Mining TechnologyVol.38No.3June.2023第 38 卷第 3 期2023 年 6 月用的采装设备液压反铲由斗容1.3 m3发展到现在常用的57 m3，运输设备所使用的汽车装载量由20m3发展到35 m3。剥离生产能力迅速扩大，每天剥离量最高可达4060万m3。在自营与外包联合生产经营模式的露天煤矿，有的外包剥离生产能力已经超过自营生产能力，且有外包模式在剥离成本上比自营模式降低成本方面更有优势。某露天煤矿的外包与自营成本对比见表15。从表1可以看出：外包、自营剥离成本逐年增长，这与露天煤矿运距变长、原材料价格上涨、人员工资增加等因素有一定的关联关系，但自营成本相差外包成本增长幅度较大，自营剥离成本比外包成本平均增长了24.94%。可见，外包模式在露天煤矿生产能力扩张、降本增效方面起着举足轻重的作用。但迄今为止，对于外包剥离过程中的采装、运输、排土主要及辅助生产环节组成的剥离单价确没有制定统一、准确的指标及计算方法。采装及排土过程中所使用的设备成本相对好确定，可以测定剥离过程中液压反铲、前装机或推土机中的油耗，辅助设备可以考虑给一定的折算系数进行核定，而对于运输过程中的汽车成本很难测定。在矿山运输中，运输成本占露天矿总成本的50%耀65%，运输能耗占总能耗的40%耀70%6-7。在汽车运输过程中，汽车在不同的坡度上行驶的距离，即实际运输距离，可以分解为水平距离与提升距离，将多个不同坡度的实地运输距离划分多个单个单元块，每个单元块可以简单地用直角三角形来表示：斜边表示实际运输距离，水平直角边表示水平距离，垂直边表示提升高度。实际运输距离的价格计算是由水平距离与提升高度这2项确定。这2项与实际距离虽然有直角三角函数关系，但对实际距离、汽车运行成本影响程度尚无相关研究。汽车不同坡度爬坡达到相同高度、相同距离后从油耗、汽车性能指标等方面无法定量分析哪个比较经济，很难且也没必要去研究，因为影响因素还有气候条件、不同道路状况7、司机操作不同水平等等，不容易确定汽车性能的各项指标。在运输系统道路设计上常用的最大限坡进行设计，这样做是为联络台阶之间的运输通道，但不能降低整个运输系统的采装点至排弃点的运输距离。正因为运输指标难以确定，很多露天矿计算剥离单价是由基础单价与变动单价组成，变动单价主要与提升高度、水平运输距离有关。提升高度单价取0.01元/（m3m），即单位体积物料提升1 m的价格是0.01元9，水平距离单价0.02元/(m3100 m)，即单位体积物料水平距离增加100 m的价格是0.02元。2剥离单价计算体系在外包剥离作业过程中，通过连续跟踪液压反铲、汽车等作业设备油耗，估算确定不同水平运输距离、提升高度下的各项指标，形成了外包剥离作业不同运输距离、提升高度的整个剥离计价体系。当然，这些指标是一定的估算，不可能很准确，但在招标和日常结算等实际应用中是一种很好的剥离单价计算体系。指标由4种表中的数据定额组成，分别为运输距离6项定额表、提升高度定额表、提档降档表及水平距离设备定额表。1）运输距离6项定额表。表中含有不同水平运距下的设备折旧、轮胎、工资、班中餐、修理费、附属油等定额，这些项目的定额随运距增加也增加。运输距离6项定额变化趋势如图1。2）提升高度定额表。表中给出了不同提升高度下的油耗定额，油耗定额随提升高度的增加而增加。提高高度油耗变化趋势如图2。表 1某露天煤矿外包与自营剥离成本对比表年度外包成本/（元 m-3）自营成本/（元 m-3）自营-外委/（元 m-3）200520062007200820092010201120125.825.676.057.487.209.4410.2710.367.517.949.888.659.8212.0013.5113.651.692.273.831.172.622.563.243.29图 1运输距离 6 项定额变化趋势图35露天采矿技术Opencast Mining TechnologyVol.38No.3June.2023第 38 卷第 3 期2023 年 6 月3）提档降档表。表中将露天煤矿的提升高度分为4档，档的界限分别为70、135、180 m。提升高度小于70 m时予以降档，70135 m为正常档，135180 m为升1档，大于180 m为升2档。正常档是实际水平距离、提升高度下的定额计算，降档就是在正常测算过程中按运输距离减少500 m计算，升1档就是运输距离加上500 m的档位进行计算，升2档就是运输距离加上1 000 m的档位进行计算。4）水平距离设备定额表。表中给出了不同运输距离下的水平油耗、液压反铲、工程设备定额。液压反铲、工程设备不随运距变化而变化，定额是1个定值；而水平油耗随运距的增加而增加。设备定额及水平油耗变化趋势如图3。3剥离单价的计算方法计算过程分为3个部分：淤根据运距和提升高度计算体系中的折旧、轮胎、工资等6项费用，之后根据当前油价计算出油耗价格，作为直接费用；于间接费用计算，费用分为组织措施费、管理费、利润等；盂第2部分进行税率扣除最后得出在当前运输距离、提升高度、油价3个经常变动的条件下的剥离单价。剥离单价的计算可以在电子表格编写公式进行操作计算，也可以建立数据库，开发剥离单价计算软件进行计算，实现快速准确计算并将计算结果存储及统计分析。3.1剥离单价计算详细过程根据月度剥离量实际所发生的加权运距、加权提升高度及月度柴油价格3个变量，在电子表格中计算。1）计算水平运输距离油耗。根据运距和提升高度在定额表中选择相应的加权运距区间，用下一区间的临界点运距油耗减去本区间的临界点运距油耗，再除以下一区间的临界点运距减去本区间的临界点运距，再与此运距减去本区间临界点运距的乘积数，最后再加上本区间临界点运距油耗。圆）计算提升高度油耗。根据提升高度选择相应的加权提升高度区间，用本区间的临界点提升高度油耗减去上一区间的临界点提升高度油耗，再除以本区间的临界点提升高度减去上一区间的临界点提升高度，再与此提升高度减去本区间临界点提升高度的乘积数，最后再加上本区间临界点提升油耗。猿）计算折旧、轮胎、工资、班中餐计算表及外委作业修理、附属油、洒水费用定额表。计算方法与计算平路运输油耗方式一致，但提升高度低于70 m时，折旧费用、轮胎费用、附属油费用按定额表下调1档，在大于135 m时，上调1档，在大于180 m时，上调2档。根据运输距离、提升高度及当前油价计算剥离单价1次需35 min。为了保证计算结果准确，在1人计算结束后还需另1个人用同样的计算方法去验证。当运输距离、提升高度需要插值的情况下计算剥离单价，数据量大、计算更繁琐，用时更长。3.2剥离单价计算软件开发开发剥离单价计算软件可以有效地解决电子表格计算复杂及准确度的问题。以Visual Studio 2017为开发编译环境，用C+语言编写代码，使用Access建立数据库，通过调用ODBC数据源来实现数据的调用，开发剥离单价计算软件。1）C+语言与编译环境。作为最受欢迎的编程语言之一，C+带给开发者们最大的惊喜便是开发的程序运行速度快等及其强大的特性。一方面跟C兼容，可以直面系统底层API，SDK；另一方面提供了面向对象、操作符重载、模板等多种程序设计风格10。通常C+的编译环境有多种，Visual Studio 201711。是微软于2017年3月8日正式推出的新版本，编译环境界面简洁，极大地改善了代码导航，是一种非常好图 2提升高度油耗变化趋势图图 3设备定额及水平油耗变化趋势图36露天采矿技术Opencast Mining TechnologyVol.38No.3June.2023第 38 卷第 3 期2023 年 6 月用的编译环境。剥离单价计算软件是在Visual Studio2017编译环境下实现的。2）软件界面设计。剥离单价的计算主要是读取数据，根据一定的计算法则进行计算，不需要绘制图形等复杂的代码，可以由简单的对话框界面就可以实现此功能。方法是由MFC应用程序向导“基于对话框”生成用户操作界面，在对话框界面中添加Static Text、Edit Control等控件，用于数据的输入与显示，再添加数据库类，用于数据的读取和计算。根据计价体系计算方法分类，设计软件操作界面。因为有些定额由运距确定的，有些是由提升高度确定的，与油耗相关的由油价进行计算，可以将界面设计为6个部分，由Group box控件分割。经常录入的有运距、提升高度、油价，为了减轻输入工作量，有些数据比如管理费率、利润、组织措施费等数据程序采用默认值。计算结果由“导文本”功能将数据以文本格式保存，借助不同的电子表格将文本数据导入保存。控件之间的切换可用Tab键或Shift Tab键操作。3）代码编写。整个程序框架很简单，程序的操作是按照电子表格的计算步骤去实现的。在代码编写过程中，有些代码是由VisualStudio2017向导自动生成的，比如对话框界面、数据库的连接、控件数据与字段变量数据的交换、消息映射等等。有些需要编写，比如数据库数据记录的读取，数据的运算、消息映射功能等等。在编辑框失去焦点事件中编写代码，代码编写的重点在于提升高度处于降档、升1档、升2档代码的，需要不断地对数据库数据记录的定位及上下移动，这部分代码编写复杂，大量的使用while循环语句。在将计算各个阶段的结果通过文件写操作写入文本文件中，这样方便在于可以用EXCEL或WPS电子表格导入保存，作为后期审查的资料。4）程序的安装与运行。由VisualStudio2017编译环境生成的可执行程序大小不到100 kb，可以在Windows XP、Windows10、Windows11等操作系统上运行。运行前首先要在ODBC32位上安装由access数据库软件上的定额表中的数据库DNS文件，之后将可执行程序拷贝到电脑任何位置即可运行。运行方式与一般的Windows可执行文件相同。5）界面操作。如当期运距2.56 km、提升高度56m、当前油价9 678元/t，就可直接输入这3个数据，其他数据如洒水费用、管理费率等数据不经常变动的采用软件默认数据，用Tab键切换控件，就可得到剥离单价。4结语现有的剥离外包计价体系在运输距离、提升高度需要插值的情况下计算剥离单价常面临数据量大、计算繁琐等问题，考虑剥离外包在露天煤矿的适用性、剥离单价的不易确定性等因素，在现有的剥离外包计价体系基础上通过C+编程开发秒算的程序，实现了剥离单价的准确快速计算，改进后的露天煤矿剥离单价计算方法程序对剥离外包标段数量多、每月核算效率的提升具有重要的工程实际意义。参考文献：员 孙鑫援 霍林河北露天煤矿生产运营模式优化 允 援 露天采矿技术，圆园员怨，猿源（猿）：员圆猿原员圆缘援圆 王满仓，蒋蔚，施士虎，等援采矿生产经营模式探讨 允 援矿冶，圆园员缘，圆源（杂员）：圆源猿原圆源缘援猿 张天骄援伊敏二号露天矿剥离外包可行性分析 允 援露天采矿技术，圆园员缘，猿园（缘）：愿苑原怨园援源 王青，张志彤，顾晓薇，等援考虑外委的露天矿剥岩计划的优化研究 允 援东北大学学报（自然科学版），圆园员愿，猿怨（员）：员圆猿原员圆苑缘 石广洋援 胜利露天矿生产运行成本分析及成本控制允 援露天采矿技术，圆园员缘，猿园（员圆）：愿源原愿苑援远 顾清华，张媛，卢才武，等援低碳限制下综合成本最小的露天矿卡车运输优化研究 允 援金属矿山，圆园员怨，源愿（愿）：员缘苑原员远员援苑 温廷新，戚磊，邵良杉援露天矿运输卡车柴油消耗的外部影响模型 允 援金属矿山，圆园员缘，源源（远）：员员愿原员圆员援愿 李文斌，简新春援大型露天矿汽车运输道路质量与运输成本效率 允 援铜业工程，圆园园远（员）：员员原员源援怨 潘飞亚，车兆学，师兵团，等援露天矿垂向反向运输对运输成本的影响 允 援深圳大学学报（理工版），圆园员远，猿猿（缘）：源远源原源远怨援员园 朱晴婷，黄海鹰，陈莲君援 灾蚤泽怎葬造 悦垣垣程序设计基础与实例分析 酝 援北京：清华大学出版社，圆园园源援员员 悦HOWDHURY 运援 酝葬泽贼藻则蚤灶早 灾蚤泽怎葬造 杂贼怎凿蚤燥 圆园员苑酝援孕葬糟噪贼 孕怎遭造蚤泽澡蚤灶早 蕴贼凿，圆园员苑援37