澳洲人工成本对露天矿设备选型的影响实例,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲点评】根据澳大利亚Moorlands露天矿生产前20年的开采进度计划、工作制度，计算了剥离系统3个设备选型方案的设备数量与劳动定员，依据向厂商询得的各型号设备价格、设备使用寿命、当地工人薪资水平，对各方案设备投资与人工成本的NPV进行计算与比较，并分析了工人薪资对设备选型方案的影响。认为人工成本是该项目设备选型方案不同于国内的重要影响因素，大型设备方案更符合澳大利亚矿山实际。

《澳洲人工成本对露天矿设备选型的影响实例》

澳大利亚Moorlands露天矿位于昆士兰州富产煤炭且矿业发达的Bowen盆地，距离最近的Clermont镇西北部25km，到Emerald镇的距离是110km，矿区南部约12km处有铁路装车站，经280km铁路线可直达HayPoint港口，交通条件便利。矿区内共有13个煤层组，从上至下编号依次为B1到B13，煤层累计厚度达到45m，资源量总计2.81亿t。其中可供露天开采的煤层有B4、B5、B7、B8、B9，共5个煤层组，可采资源量共计2.53亿t，平均剥采比5.35m3/t。本矿设计规模为1.90Mt/a，确定的首采区初期剥采比为4.1m3/t，后期上升到5.80～6.93m3/t。根据煤层赋存条件，采掘场外形轮廓限制，剥离和采煤选用机动灵活的单斗—卡车间断开采工艺。

本矿规模不大，按照国内露天矿设计思维，开采工艺确定后，设备选型以设备为中心，偏向价格低廉、成本较低的小型设备方案。如目前国内大部分露天矿施工承包单位配备的小型液压挖掘机（斗容0.6～3.5m3）与非公路运输宽体车（载重25～50t）。但此类方案的一个典型特点是设备数量多，劳动定员也较多，比较适合人工成本低的露天矿。但澳大利亚矿山企业员工年平均工资约15万澳元，人工成本是国内的数倍，其对设备选型方案的影响程度更大。这种情况下，小型设备方案未必最优。所以，设备选型需对设备、人工成本进行综合分析与计算，从而确定最优方案。

【开采进度计划】利用Minex软件建立矿山地质模型，并根据最终帮坡角、经济合理剥采比等参数，利用该软件境界优化功能，确定Moorlands露天矿的开采境界，进行了采区划分，按剥、采空间发展关系、储量计算原则对露天矿首采区内的煤、岩量进行计算，绘制自然剥采比曲线图，并进行了剥采比均衡，得出露天矿前20年的开采进度计划，其剥采比、剥采量见表1。

【设备选型方案】本矿剥离与采煤确定选用单斗-卡车开采工艺，根据Moorlands露天矿的煤层赋存条件、剥离物厚度、年度剥采工程量，对露天矿进行主采设备与辅助设备的选型，遵循如下原则：①设备能力与本矿生产规模相适应；②满足生产工艺的要求；③满足高产高效的要求，充分考虑到本矿煤矸互层的现状，应选择精细采煤方法；④采运排等主要设备之间匹配合理；⑤设备质量可靠、性能成熟、保证生产的稳定性；⑥经济合理；⑦设备规格尽可能一致，便于统一管理与检修。

由于本矿开采规模相对较小，采煤系统不同设备选型方案的运营费用差距一般在3%左右；不同选型方案的辅助设备运营费用相近；另外，露天矿后期剥采比上升，剥离工程是露天矿将来要增加投入的主要环节。因此，主要对工程量较大的剥离系统主要采掘和运输设备进行选型与计算。设计中，对斗容6.7、10.0、17.0、20.0、27.0、35.0m3液压挖掘机与载重65、91、108、136、177、220t自卸卡车匹配的技术经济情况进行了对比，经初步筛选后确定3个备选方案，分析人工成本对这3个设备选型方案的影响。设备选型方案见表2。

【设备数量与劳动定员】根据露天矿前20年开采进度计划，计算剥离系统各设备选型方案逐年设备数量。考虑当地气候条件，参考澳大利亚其他露天煤矿，挖掘机年工作时间取5500h，自卸卡车年工作时间取4800h；挖掘机循环周期、等调时间、满斗系数、装车时间、卸车时间等参数按常规选取。采取澳大利亚当地工作制度，露天矿年工作日数为341天，每天3班，每班8小时。采用4班3倒的倒班制度；参考国内人力资源配置，在籍系数取1.3，按岗位计算劳动定员。露天矿逐年设备数量与劳动定员计算结果见表3。

【设备选型基础数据】1）设备价格。3个设备选型方案的液压挖掘机均为在当地已应用成熟的品牌；方案1中自卸卡车为价格较低的非公路用宽体自卸卡车；方案2、方案3中卡车型号较大，均选用国际通用的大型矿用自卸卡车。根据所选设备型号，向生产厂家进行询价，各设备澳大利亚到岸价格见表4。

注：设备价格均折合为人民币

2）设备更新。根据剥离量增加情况、挖掘机和自卸卡车的使用寿命，按期投入、更新设备。依据设备厂家提供资料及国内露天矿生产经验，挖掘机使用寿命为10年，载重65t自卸卡车（非公路用宽体车）使用寿命为4年，载重136、177吨的大型矿用自卸卡车使用寿命为12年；

3）工人薪资。根据澳大利亚咨询公司提供的数据，参考周边其它露天煤矿，工人平均年薪取15万澳元，澳元兑人民币汇率取5.8，折合人民币87万元；

4）折现率取10%。

【方案比选】3个方案所比选部分主要为计算期内投入最大的剥离系统，包括初期的设备购置及后续更新、工人的薪酬支付。方案比选采用净现值法（NPV），计算露天矿生产前20年所发生的设备投资和人工成本现金流的净现值总和。逐年的净现值累计值越小，说明等同条件下总投入最少，效益最好，方案最优。

在以上数据基础上，对露天矿剥离系统生产前20年的设备投资、人工成本进行NPV计算，结果见表5。

通过表5计算结果可以看出，方案1初期投资最低，为8348万元；方案2较高，为2.05亿元；方案3初期投资最高，为2.22亿元。但20年设备投资与人工成本NPV累计值，方案1最高，为6.41亿元；其次为方案2，5.80亿元；方案3最低，为5.29亿元。方案1与方案3相比，NPV累计值多了近1.12亿元。所以，根据表5计算结果，方案3优于方案1。

在设计过程中，由于方案3仅选用1台斗容27m3液压挖掘机，满足初期剥离工程需求，但为确保能完成后期剥采比上升后增加的剥离工程量，并作为该挖掘机的辅助及备用设备，另选用1台斗容16m3的大型轮式装载机。按照前述方法询得设备价格、进行设备更新、配置工人，计算增加该设备后投资及对应人工成本后方案3的前20年NPV累计值，增加到5.67亿元，但仍比方案1低7410万元。

由以上比选结果可见，Moorlands露天矿的3个设备选型方案中，方案3最优。即在澳大利亚矿山工人薪资水平情况下，大型设备方案更优。

【比选结果分析】假设在国内建设相同规模露天矿，工人平均年薪为10万元，在表5基础上，计算各方案20年设备投资与人工成本NPV累计值。与表5计算结果不同的是：方案1的NPV累计值为1.53亿元，最低，方案2为3.07亿元，较高，方案3为3.33亿元，最高。方案1比方案3低了1.8亿元，总投入最少。该计算结果体现了劳动力成本低廉的优势。

因此，为了找出人工成本影响该方案比选结果的临界点，分别计算工人平均年薪20～90万各种情况下的方案1和方案3NPV累计值，得到工人薪资与各方案NPV累计值的关系，结果如图1。

由上图可以看出，其它基础数据不变情况下，随着工人薪资的增高，方案1与方案3的NPV累计值按不同速率上升。影响方案比选结果的工人薪资临界点为57.5万元，当工人薪资低于57.5万元时，方案1优于方案3；当工人薪资高于57.5万元时，方案3优于方案1。可见，工人薪资的不同，影响设备选型方案的比选结果。

【结论】根据澳大利亚Moorlands露天矿生产前20年的开采进度计划、工作制度，计算了剥离系统3个设备选型方案的设备数量与劳动定员，依据向厂商询得的各型号设备价格、设备使用寿命、当地工人薪资水平，对各方案设备投资与人工成本的NPV进行计算与比较，并分析了工人薪资对设备选型方案的影响。认为人工成本是该项目设备选型方案不同于国内的重要影响因素，大型设备方案更符合澳大利亚矿山实际。

通过分析可以看出，对于澳大利亚等劳动力成本高的地区，露天矿设备选型应尽量趋于大型化，减少劳动定员，提高劳动效率。

在当前众多中国企业投资海外矿产的背景下，除了政治形式、经济环境等重要因素外，人工成本、汇率变化等因素对技术方案可行性的影响也应引起投资者重视。

——刘英璐，中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，《露天采矿技术》

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