以遼寧省鐵礦為例

張洪梅   項才   潘錦華  王宗和
(1.遼寧省地質礦產研究院 遼寧 沈陽 110031,2.遼寧省國土資源調查規劃局 遼寧 沈陽 110032)


摘 要:為了節約集約利用礦產資源,提高利用效率,提升礦政管理水平,對某一地區、某些礦種的利用水平進行評價,旨在研究資源利用中的主要問題,分析資源總體形勢,預警礦產資源利用中新問題新動向。文章以科學發展觀為指導,采用多層次多指標評價方法,通過構建礦產資源利用水平考核指標體系,對遼寧地區的16中主要礦種連續5年的利用情況進行了考核分析,并做了總體評價,詳細評價過程以鐵礦為例。
關鍵詞:遼寧  鐵礦  礦產資源  利用水平  量化 評價


Digitizing evaluation main mineral resources utilization level 
- For example with Liaoning iron ore
ZHANG Hong-mei1  XIANG Cai1  PAN Jin-hua2  WANG Zong-he2 
1. Liaoning research institute of geology and mineral resources shenyang 110031 china,
2. Liaoning province national land resource survey planning bureau shenyang 110032 china


Abstract: In order to the economical and intensive utilization of mineral resources ,Improve utilization efficiency and Ascending minerals resource management level, On a particular area, some minerals to evaluate the utilization level, study the main problem resource utilization, The overall situation analysis of resources, Warning use of mineral resources new trends in the new question. Based on the guidance of the scientific development concept, Adopting the multi-level multi-index evaluation method, By constructing the utilization level of mineral resources evaluation index system, In liaoning province in the 16 for five consecutive years of main minerals are examined using situation analysis, and do the overall appraisal, Detailed evaluation process to iron ore for example.
Key word:Liaoning;Iron mine;Resources;Utilization level;Digitizing;Evaluation
項目來源:國土資源部“礦產資源利用現狀調查”項目的子項目,2007-2010年
作者簡介:張洪梅(1969-)女,籍貫:遼寧建昌人, 1992年畢業于成都地質學院,學士學位,高級工程師,主要從事礦產資源政策及利用方面研究。單位:遼寧省地質礦產研究院,地址:沈陽市皇姑區北陵大街29號北門,郵編:110032,E-mail:lnsyzhm321@163.com
引言: 
為了全面落實國務院關于加強地質工作的決定(國發(2006)4號)和溫家寶總理關于整頓礦業秩序的指示精神,從源頭上緩解經濟社會發展的資源瓶頸約束,實現礦業秩序的根本好轉,國土資源部決定于2007年下半年組織啟動“全國礦產資源利用現狀調查”專項 ,全面開展礦產資源領域的國情調查。
遼寧省礦產資源利用現狀調查項目組,為了深刻了解和分析評價遼寧省主要礦種的利用水平,決定利用大調查的契機和數據,設專題研究構建遼寧省礦產資源利用水平指標考核體系,并對全省的主要礦產資源利用水平進行考核評價。
90年代以來,運用指標體系進行考核,多見于績效考核、環境整治、可持續發展等方面,對礦產資源利用水平進行考核國內研究尚少,課題組參考《國土資源可持續發展指標體系探索與實踐》[1]等的思路方法,結合遼寧礦產資源稟賦及礦業開發實際,采用多指標綜合指數評價方法[2],構建了遼寧省礦產資源利用水平指標考核體系,并以此對主要礦種進行實證模型研究。
一、考核指標體系框架的構建
1、基本思路 
礦產資源利用水平的高低取決于礦產勘查、資源稟賦、采選冶、回收利用、資源保障能力、環境保護、科技投入等多方面內容。課題組采用國內外常用的多指標決策方法,將有關要素指標與評價目標有機聯系起來,利用指標綜合指數及所構成體系,建立一個能夠衡量礦產資源利用水平發展能力的標準和尺度,對某一礦種、某一地區、某一礦山進行定性水平分析和定量評價,達到評價、考核、預警三大功能。
2、考核指標體系的層次結構 
指標體系由概略漸趨細化,擬分為目標層——系統層——指標層三個層次,形成遞階結構。
目標層綜合表達資源節約型、環境友好型礦產利用水平指標發展能力,反映總體狀況和發展趨勢;
系統層表達資源利用水平總體分解為若干功能系統集,顯示其對目標層的影響,分別為礦產勘查資源稟賦、礦產資源開發集約節約利用能力[3]、礦產資源保障能力、礦業經濟效益、環境保護[4]、科技創新、安全保護等七類;
指標層是描述資源利用特征的、可測、可比、可用數字表達的指標或指標數群,是最為基層要素。指標層分為28項具體指標,其框架及指標說明如表1:
3、指標體系構建原則 
為了客觀、系統、科學地建立礦產資源利用水平考核指標體系[5],指標選取設定應遵循以下的基本原則:
(1)科學性、有效性、代表性的原則;
(2)全面性、系統性和層次性相統一的原則;
(3)適用性、可操作性原則;
(4)可比性、可靠性和易取性相統一原則
表1     礦產資源利用水平考核指標體系框架 
Tab.l  Mineral resources utilization level evaluation indicator system framework
 

目標層

系統層

指標層

觀測值

標準值
平均值

標準值
觀測值

權重

指標考評

資源節約型、
環境友好型礦產
資源利用(水平)
發展度

礦產勘查及資源
稟賦持續能力

礦產質量(品位)

         

資源數量(省內保有儲量/全國總保有)

         

儲量靜態保證年限(儲采比)

         

儲量替代率(當年新增可采儲量/開采消耗儲量)

         

儲量探明程度(查明基礎儲量/查明資源儲量)

         

礦產分布集中度(大中型礦床資源儲量/總資源儲量)

         

礦產開發
節約利用能力

礦石貧化率

         

礦石回采率

         

選礦回收率

         

冶煉回收率

         

共伴生礦物綜合利用率

         

金屬再生利用率(廢舊金屬回收量/該金屬總產量)

         

礦產資源
保障能力

生產集中度(省內大型礦企產量總和/總產量)

         

產量占全國總產量比重

         

礦產自給率(省內礦產產量/消費量)

         

礦山企業集中度(某礦種省內大型礦企數/礦企總數)

         

礦產資源
利用經濟效益

礦業勞動生產率(某礦業產值/從業人數)

         

礦產資源綜合利用產值比重

         

礦業投資占工業投資比重

         

礦業產值占工業產值比重

         

礦業利稅占工業稅收比重

         

生產成本(元/t)

         

環境保護

“三廢”處理率(%)

         

礦山土地復墾率(%)

         

礦山環境綜合治理率

         

科技創新

新工藝設備引進與創新資金投入率(%)

         

安全衛生

安全衛生保障措施資金投入率(%)

         

安全達標率(%)

         

 

二、指標體系評價方法
評價原則:綜合性原則,從多方面因素反映礦產資源開發利用水平內涵;主導核心性原則,重點分析對礦產集約節約利用起支配作用的諸多核心因素指標。
評價方法:以定量評價為主,采用定性分析與定量評價相結合。
目前各類評價方法很多,如技術經濟分析法、專家咨詢法、層次分析法、模糊評價法等。礦產資源利用水平考核指標體系是一個動態的、綜合的多指標體系,既是一個發展狀態的評價又是一個發展趨勢評價,單獨一種方法很難適用該體系評價,因此采用多指標綜合指數評價方法,對考核對象進行現時的、歷史的、縱向、橫向評價分析,使其既具系統考核評價性,又具有單項層考核評價性,且簡便適用。
運用多指標綜合指數進行考核,其基本方法步驟為:①在影響礦產資源利用諸多因素中(所建體系框架),篩選最重要的最有代表性主導核心指標;②將核心指標權重賦值;③選取礦種指標標準值,搜集實際觀測值,并進行無量綱化處理;④選取綜合指數計算公式,對核心指標權重化無量綱化積值進行加權合成,求得礦產資源利用考核評價綜合指數值。⑤依據綜合指數的大小對考核對象進行等級劃分或排序,最終達到定性分析和定量考核評價目的。
三、指標體系實證模型研究
課題組根據遼寧省礦產資源利用現狀調查結果,參考遼寧省內及國家相關資料數據[6],依據本考核指標體系,對遼寧的鐵、煤、菱鎂礦等16種代表性礦種的利用水平進行實證考核,并將最近5年的考核結果進行了對比分析。
1、代表礦種的選擇 
礦種選擇遵循以下原則:1)與社會生產和人民生活密切相關;2)產量與產值(或銷售量與銷售收入)巨大;3)生產與供應保持穩定;4)兼顧不同類別的礦產并滿足管理需求。
根據以上原則,課題組選取了16個代表性礦種(表2)
表2   遼寧省礦產資源利用水平考核評價代表性礦種(礦產) 
Tab.2 Representative minerals of liaoning province mineral resources use level evaluation 
 

礦種

代表性礦產

能源礦產

 

黑色金屬礦產

鐵、錳

有色金屬礦產

銅、鉛、鋅、鉬

貴金屬礦產

金、銀

非金屬礦產

菱鎂礦、滑石、硼、水泥灰巖、膨潤土、硫鐵礦、硅灰石


2、以鐵礦為例的實證模型 
遼寧是我國鋼鐵重要生產基地之一,伴隨工業化、城鎮化建設加速,鋼鐵產量需求處于上升態勢,鋼鐵產量增長,帶動了鐵礦石需求量的不斷攀升。省內鐵礦雖然豐富,占全國鐵礦儲量25%以上,屬絕對優勢礦種,但多為貧鐵礦,現有礦山生產能力僅能滿足鋼鐵需求量的80%左右,其余需靠進口等解決,節約集約利用鐵礦資源日趨緊迫重要。
3、核心指標的選擇及權重的賦值方法
為了滿足指標體系的完備性和針對性原則,往往需選取很多指標,但在進行評價時,又希望濃縮較少的指標,高度概括地反映系統發展水平狀況[7]。為此,須選擇一些主導核心指標并賦予權重。核心指標是建立在礦產資源利用水平考核指標體系框架基礎上,從中按一定條件、原則和方法,選擇確定若干核心、關鍵性指標,其能簡明扼要地從不同層面對礦產資源利用水平做出考核評價,其遵循的選取原則是有代表性、重要性、易取性和可量化性。
根據上述原則和礦產資源利用現狀調查的總體要求,課題組采用專家咨詢打分法(德爾菲法),邀請了地質勘查、采礦、選礦、科研企事業單位和礦政管理單位,不同專業的20位專家(其中教授、研究員10位,高級工程師10位),請每位專家對礦產資源利用水平考核指標體系中的全部單項要素指標根據遼寧的實際情況和專家個人經驗,按重要性、代表性等評分,每項指標最高賦5分,最低1分。最后進行統計篩選,得分越高,說明其對礦產資源利用水平度重要性影響越大,所賦權重亦越大(表3)。計算方法是按專家打分結果,計算入選核心指標每項得分和,然后利用每項指標得分和除以入選指標總分即得到每項指標權重,如有偏差過大,據資料研究,可做適當調整。鐵礦核心指標最終選擇資源儲量、靜態保證年限、儲量替代率、探明程度、回采率、選礦回收率、綜合利用率、生產集中度、產量比,礦山企業集中度等指標,涉及環保、再利用、科技創新等重要指標因難搜集到,暫未列入。
表3 礦產資源利用水考核評價核心指標權重 
Tab.3  Mineral resources use water evaluation core indexes weights
 

核心指標

專家打分值和

計算權重

調整權重

資源數量(儲量)占全國
總(儲)量的比例

40

0.067

 

靜態保證年限(年)

42

0.071

 

儲量替代率(%)

45

0.076

 

礦產資源儲量探明程度(%)

46

0.077

 

回采率(%)

100

0.168

 

選礦回收率(%)

100

0.168

 

綜合利用率(%)

90

0.151

 

生產集中度(%)

48

0.081

 

產量占全國總產量比重(%)

42

0.071

 

礦山企業集中度 (%)

42

0.071

 

合計

595

0.999

 

 

4、核心指標的原始觀測值 
通過搜集此次大調查數據和查閱相關資料,遼寧2004-2008年的鐵礦原始觀測值相關數據匯集如下:
表4   遼寧省鐵礦產資源利用水平考核評價核心指標原始觀測(Ai)計算數據
Tab.4 The core index original observation (Ai) calculated data of Liaoning iron mineral resources utilization level evaluation 
單位:鐵 萬噸  Units: iron tons
 

核心指標及其數據計算項

2004年

2005年

2006年

2007年

2008年

資源數量占全國比重

30.29

25.85

25.96

29.16

30.18

 

遼寧?。ㄊ?、礦區)儲量

354129.63

291824.11

284569.36

309781.78

307012.14

全國(?。﹥α?/span>

1169200

1129000

1096200

1062300

1017000

靜態保證年限

133.04

124.50

103.59

88.44

75.69

 

當年保有基礎儲量

689807.47

698397.31

705551.78

697861.72

698671.55

當年采耗量(采出+損失)

5184.82

5609.50

6811.12

7890.49

9230.17

儲量替代率

16.35

2.53

20.50

0.54

1.09

 

當年新增基礎儲量

84774.99

14199.33

13965.60

4278.44

10040.06

當年消耗基礎儲量

5184.82

5609.50

6811.12

7890.49

9230.17

礦產資源查明程度%

53.27

53.30

53.92

56.59

56.17

 

基礎儲量

689807.47

698397.31

705551.78

697861.72

698671.55

資源儲量

1295017.66

1310224.99

1308497.59

1233245.04

1243760.44

回采率(%)

95.91

94.94

97.37

99..08

96.34

 

采出量

5312.96

5708.51

7107.83

8241.22

9440.26

采出量+損失量

5539.35

6013.00

7299.64

8317.28

10141.50

選礦回收率(%)

85.90

87.31

88.05

88.79

89.53

綜合利用率(%)

70.88

71.81

72.74

73.67

74.59

生產集中度

46.64

44.67

40.43

50.32

47.02

 

第一大企業礦石產量(鞍鋼)

2771.77

3158.47

3745.25

5103.76

4740.58

全省該礦總產量

5942.63

7070.59

9262.94

10143.25

10081.74

產量占全國總產量比重(%)

17.72

16.81

15.75

14.35

12.24

 

全省(市 地區)礦石產量

5942.63

7070.59

9262.94

10143.25

10081.74

全國(省)礦石產量

334546

42049

58817

70707

82401

礦山企業集中度(%)

4.08

4.90

4.97

4.05

5.43

 

大中型礦企數

14

17

19

16

21

礦山企業總數

343

347

382

395

387

 

5、指標標準目標值的確定及無量綱化處理 
利用指標體系對礦產資源的利用水平進行評價,目前國內未見此類研究,也尚未形成一套公認的權威指標體系及評價標準值[8]。因此確定標準值要全面考慮和比較分析,其主要原則和方法如下:
1)參照國內外同領域水平及發展水平差距,考慮本省礦產資源開發利用的需要與可能;
2)有國家標準盡量采用國家標準,沒有國家標準的,參照本?。ㄊ校┑胤綐藴?;
3)既沒有國家標準,又無地方標準的,參照全國同類省份一般水平,加上一定調整幅度,或取全國平均值;
4)以相關規劃(例礦產資源總體規劃)評價指標的平均值作為指標的下限值,以相關規劃期末值作為指標目標值。
根據國內外已有的研究成果及我省礦產資源2006—2020年中長期規劃,將我省鐵礦資源利用水平考核標準值暫定:資源數量占全國比大于30,每年儲量替代率大于1,煤炭靜態保證年限60年。礦產資源儲量探明程度大于37,為國家2003—2007年探明程度平均值;回采率大于96,選礦回收率大于94(遼寧中長期規劃),生產集中度大于30,產量占全國總產量比重大于30,礦山企業集中度大于30,詳見表5。
為了避免計算時具有不同物理意義和量綱的輸入變量不能平等使用,解決不同量綱指標間不可比的難題,對選取的核心指標進行無量綱標準化處理,常用的主要方法有閾值法(極差正規化法)、Z-scoro法(標準化法)和目標值指數化法(均值化法)。目標值法處理直觀地體現了指標觀測值與目標標準值之間的關系,所以本研究采用核心指標觀測計算值與目標值比值法。
無量綱標準化公式為:Vi=Xi/Ai;式中Vi為無量綱標準化值,Xi為指標觀測計算值,Ai為參照目標的標準值。
表5  鐵礦資源利用水平考核核心指標無量綱標準化(Vi)計算數據
Tab.5 The core index the dimensionless standardization (Vi) the calculated data Iron ore resources utilization level evaluation 
 

核心指標

參照標準值(Xi

觀測值(Vi= Ai/ Xi

2004

2005

2006

2007

2008

資源數量(儲量)占全國
總(儲)量的比例

30

1

0.86

0.87

0.97

1

靜態保證年限(年)

60

1

1

1

1

1

儲量替代率

1

1

1

1

0.54

1

礦產資源儲量探明程度%

37

1

1

1

1

1

回采率(%)

96

0.99

0.98

1

1

1

選礦回收率(%)

94

0.91

0.93

0.94

0.95

0.96

綜合利用率(%)

82.24

0.86

0.87

0.88

0.9

0.91

生產集中度(%)

30

1

1

1

1

1

產量占全國總產量比重

30

0.59

0.56

0.53

0.48

0.41

礦山企業集中度

30

0.14

0.16

0.17

0.14

0.18

 

注:表中無量綱化處理時,如果某項指標的標準化值(Vi)超過1時,按1計算,小于0時則按0計算.
6、綜合指數計算方法 
核心指標也僅是從不同側面反映利用水平狀況,若全面考查礦產資源利用水平,需將各指標聯合進行綜合指數計算。用來衡量該礦種或該地區礦產資源利用水平發展狀態,考查發展總趨勢。其數值在0和1之間變化,若各子系統狀態都比較好,則其綜指數值亦相對較高;反之亦然??紤]到諸評價指標在評價中所處地位或所起作用不盡相同,課題組采用廣泛通用的線性加權和法。
礦產資源利用水平綜合指數MUCI具體計算方法公式為:

運用原始觀測值與參照目標值的比值,得出某年度某項指標的標準化數值,見表6
表6    遼寧省鐵礦資源利用水平指數計算值(Wi×Vi) 
Tab.6  Liaoning iron ore resources utilization level index calculation value (Wi x Vi) 
 

核心指標

權重 
(Wi)

單指標利用水平指數(Vi)

2004

2005

2006

2007

2008

資源數量(儲量)占全國
總(儲)量的比例(%)

0.067

0.067

0.058

0.058

0.065

0.067

靜態保證年限(年)

0.071

0.071

0.071

0.071

0.071

0.071

儲量替代率(%)

0.076

0.076

0.076

0.076

0.041

0.076

礦產資源儲量探明程度(%)

0.077

0.077

0.077

0.077

0.077

0.077

回采率(%)

0.168

0.166

0.165

0.168

0.168

0.168

選礦回收率(%)

0.168

0.153

0.156

0.158

0.160

0.161

綜合利用率(%)

0.151

0.130

0.131

0.133

0.136

0.137

生產集中度(%)

0.081

0.081

0.081

0.081

0.081

0.081

產量占全國總產量比重(%)

0.071

0.042

0.040

0.038

0.034

0.029

礦山企業集中度 (%)

0.071

0.010

0.011

0.012

0.010

0.013

利用水平綜合指數(MUCI)

 1.001

0.873

0.866

0.872

0.843

0.880

 

7、考核評價等級標準劃分 
根據遼寧礦產資源節約集約開發利用水平和內涵的不同,以及核心指標綜合指數計算范圍(0—1)等,將MUCI考核評價標準分為5個等級(表7)。MUCI綜合指數值越大,礦產資源利用水平就越高,反之,則越低。
表7 遼寧省礦產資源利用水平等級評判標準 
Tab.7  Use of mineral resources in liaoning province level evaluation standards
 

等級

綜合指數范圍

利用水平程度
(狀態)

警區

描述

0.8-1

高度集約開發節約利用(理想狀態)

微-無警
(基本安全)

資源節約型環境友好型礦產開發模式,資源利用效益高,配置合理,技術工藝創新、安全衛生環保。

0.6-0.8

中度集約開發節約利用(良好狀態)

輕警
(脆弱安全)

礦產資源利用效益較高,生產集中度、資源配置趨向合理,礦產資源集約節約利用潛力尚未充分挖掘。

0.4-0.6

一般集約開發利用(一般狀態)

中警
(不安全)

礦產資源利用效益、生產集中度、資源配置一般,礦產資源集約開發節約利用潛力較大

0.2-0.4

中度粗放開發(較差狀態)

重警
(很不安全)

礦產資源利用水平較差,各方面均有待提高,資源集約開發節約利用潛力很大。

0-0.2

高度粗放開發(惡劣狀態)

巨警
(嚴重不全)

礦產資源利用水平差,探、采、選各方面亟待提高,資源集約開發節約利用潛力巨大。

 

8、遼寧鐵礦利用水平度(安全度)考核評價分析
按上表遼寧省礦產資源利用水平度綜合等級評判,我省鐵礦利用水平度指數比較高,在0.873—0.843之間(圖1),處較高度節約集約開發利用狀態(理想狀態),反映我省鐵礦開發利用水平、競爭力比較強、基本安全。綜合指數近年有下降趨勢,應引起重視。主要原因是產量占全國比重、儲量替代率下降等所致,資源數量,采、選回收率,綜合利用率都有待于進一步挖潛提升。
 


四、結論
與鐵礦相似,課題組運用考核指標體系對另外15種礦產資源利用水平進行了實證研究,篇幅所限就不一一羅列??傮w來講,遼寧省主要礦產資源礦種、礦山利用水平目前分別處在高度、中度、一般節約集約開放利用狀態。其中處于Ⅴ(0.8-1.0)的礦種有菱鎂、硼、鐵礦及滑石礦;運行在Ⅳ(0.6-0.8)的礦種有煤、錳、銅、鉛、鋅、鉬、金、銀、滑石、硫鐵礦、水泥石灰石和硅灰石12種,屬多數;運行在Ⅲ級(0.4-0.6)的礦種有膨潤土。這種運行態勢基本反映了遼寧礦業開發利用整體水平,就整體而言已擺脫了粗放不安全的惡劣狀態,但也有個別礦種、礦山個別指標遠落后目標值,與先進省份及發達國家相比尚處粗放狀態,有待大力改進提高。
考核的數據結果基本符合各礦種和礦山企業的實際情況和利用水平層次,得到了省廳礦業管理部門和專家的好評,也證明了該礦產資源利用水平考核指標體系具有一定的實用性和通用性。
由于首次嘗試計算礦產資源利用水平度指數,在代表性礦種選擇,核心指標選擇,觀測值搜取計算,參照標準值選取,權重分配及計算方法上都有很大探索性。且礦產資源利用水平受地質、技術經濟條件和人們認識程度的限制等多方面影響,有些資料信息可能帶有一定的不確定性、主觀性和隨機性,且個別數據難以獲得,因而,可能影響計算精度??己嗽u價體系是一個開放的、動態的體系模型,在保持整體穩定性的同時,針對不同礦種、不同地區可隨需要適當調整和完善。
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