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序论:在您撰写矿产资源供应时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
一、公允价值在矿物资源储量资产上的运用条件分析
其一,历史成本计量属性的局限性。在历史成本法下,当价格明显变动时,不同的交易时点,相同的历史成本代表不同的价值量,这些代表不同价值量的历史成本之间没有可比性。由于费用以历史成本计量,而收入以现行价格计量,除非发生在同一时点,否则现行成本与历史成本是不一致的,从理论上看,在价格变动时二者的配比缺乏逻辑上的统一性。尤其是在物价持续上涨的情况下,以现行价格与成本的配比来确认收益,必然低估成本,虚增利润,而虚增的利润不仅要交所得税,还要进行分配,不利于企业的资本保全。在价格上涨时,费用按历史成本计量将无法区分和反映管理当局的经营业绩和外在价格变动产生的持有利得。而信息使用者使用这些历史成本提供的历史信息,面对现在和未来做出决策,这样按历史成本计量得出的信息就有可能既不相关又不可靠。成果法、完全成本法、权益区域法和核销法本质上都是历史成本基础,不能提供矿物资源生产活动的财务状况和经营成果的充分信息。
其二,公允价值计量矿物资源储量的必然性。矿物资源储量是给采矿企业带来未来经济利益的经济资源,符合资产的定义,因此,矿物资源储量应当包括在采矿企业资产中。我国财务会计的目标首先强调决策有用观,提供决策者相关的信息。而历史成本注重可靠性,相关性较差,公允价值计量属性比历史成本计量属性更具有价值相关性。采用公允价值计量矿物资源储量,应当在每一财务报表日采用可获得的最新信息对储量进行估价,储量价值的定期变化应当直接在收益表中反映,或在资产负债表的股东权益部分直接报告价值的变化。在公允价值下,采矿企业可以编制单独的数据:新发现导致价值的增加;储量数量的调整带来价值的变化;为反映该时期单位价值的变化而重新评估期末储量数量产生的持有资产利得和损失。以公允价值对矿物储量进行会计处理的概念性理由非常充分。有关项目的公众记录表明,许多债权人和投资者发现价值信息是相关的和有用的,并且这些信息既可以从企业获得也可以自己估计。采矿业的投资和信贷决策在很大程度上要依赖于有关矿物储量数量和价值以及预计现金流量的信息。为了使储量信息对投资者和债权人有用,就必须对已估计的储量予以价值评估。
其三,IASB在《采掘活动工作草案》中对公允价值在采掘活动运用的探讨。采掘活动工作草案的4.8-4.31段对矿物资源公允价值计量作了深入的研究,焦点集中在对公允价值作为采矿和石油天然气公司储量的财务报告计量和披露目标的适当性进行评估,包括公允价值估价技术的选择、矿物资源公允价值计量下的记账单元的确定,如何确定矿物资源公允价值计量适用的公允价值级次以及以财务报告信息的质量特征评估储量资产公允价值问题等。(1)公允价值估计方法。采掘活动草案4.11――4.37讨论了公允价值估计的三种方法,包括市场法、成本法和收益法。但排除了市场法和成本法,建议采用收益法。收益法计算公允价值是通过折现估计未来的现金流量。重视重置成本的成本法和重视可比数据的市场法都是以目前的情况为重点,相比较而言,收益法更重视未来,是未来导向的。收益法的基本思路是,将自己的未来经济收益按照一定的比率折现,得到所计量项目的现值作为其公允价值,所以这种方法又被称为现值技术。收益法有多种分类,一种是按照折现的现金流量的不同进行分类,分为未来现金流量折现法和收益资本化法;另一种是根据对风险处理方式的不同进行分类,分为传统法和预计现金流量法。这两类不同的方法有着不同的估计和假设,对于传统法而言,主要的估计包括预计现金流量和各自的可能性;对于预计现金流量法而言,主要的估计包括预计现金流量的金额、每期的价值增长率和折现率或资本化率。鉴于市场法和成本法的不足,矿物资源资产的公允价值和许多探矿权资产的公允价值使用收益法来取得。国际评估标准委员会(IVSC)指南14条指出,折现现金流量分析是企业进行采掘活动投资决策最常用的方法。因此,收益法是通常用于评估矿物储量的估价技术。(2)公允价值级次在储量中应用的研究。FAS157定义了公允价值的级次,并且为财务报告目的建立了一个计量公允价值的框架。FAS157把公允价值计量的参数按优先次序分为三个级次。采掘活动草案提出了公允价值在勘探项目和矿物石油天然气资产的应用问题。如果公允价值要用做勘探项目和矿物石油天然气资产的计量基础,需要有一些与第三级参数相关的不确定系数。在收益法中估计公允价值,通常以各个参数不同价值的不同概率为基础,通过计算预期价值来完成。矿物资源可采量的概率分布将被发展以及有关商品价格和任何其他很大不确定性的重要参数的概率分布。第三级参数的概率分布将反映在没有可测的市场参数主体自己的假设,包括对有关矿物资源矿床知识程度的假设。使用预期价值的方法解决了未来现金流量估计固有的不确定性。但是,公允价值估计还包括用于预测时间、金额或未来现金流量概率的潜在计量误差的风险调整。(3)矿物资源资产公允价值计量。矿业权的取得,实际上,也获得了一项可以改善潜在的未来现金流量的期权以及该期权将影响公允价值。期权价值会考虑潜在优势,以保留但不包括在预期价值中的潜力,进一步勘探可发现更多的矿物资源,或开发计划尚未考虑,技术或开采技术目前还不可能增加经济可采矿物资源数量。矿区权益的取得就是主体拥有矿区的合法权益。包括购买获得产权、由权利所有者授予的特许权安排或租赁、与政府的产品分成合同。勘探特定地区的法定权利符合资产的定义,他们已经存在,并能给主体带来预期的正的经济利益。因此是有价值的。如有必要,主体可以申请开采已发现的矿物和石油天然气的其他法定权利。这些权利也具有价值,因为其排除其他主体开始这些活动。矿业权符合资产确认标准,当初始取得时,符合无形资产确认的可能性标准。即主体获得无形资产所支付的价格,将反映主体预计未来经济利益的流入。同时当矿业权的取得成本或价值能可靠计量时,才确认为一项资产。确认时必须对使用的不同计量基础分别予以考虑。矿业权初始确认时,历史成本能够可靠取得时以历史成本计量。如果矿业权的取得是公平交易的结果,矿物资源储量的经济可采量是很可能的,矿业权能够可靠计量,则初始确认的计量基础是现值(如公允价值)。例如,政府勘探权的拍卖或通过与矿权持有人的谈判获得的权利。在这种情况下,获得权利的成本应等于现值。随后的勘探和评价活动对矿床的特征及经济可采储量的前景有更深入的了解。随着时间的推移,勘探和评价活动将提供更多的信息,从而减少地质和经济的不确定性。而开发和生产阶段产生的信息将进一步减少不确定性。新的信息可能增加矿业权的价值,也可能不会增加。例如,勘探结果可能会增加或减少经济可采储量的可能性,而基础储量更多的信息可能会影响资产的计量,也可能导致资产被终止确认。
其四,国际市场上主要金属矿物资源价格由谈判体系或期货市场决定。国际市场上,主要金属矿产品贸易定价方式主要有两种:由国际市场上的主要供需方进行商业谈判以确定价格;或以作为全球定价中心的国际期货市场的期货合约价格为基准价格来确定国际贸易价格。铁矿石价格由第一种定价机制确定。作为最重要的金属矿物资源,铁矿石在价格操纵与反操纵的反复博弈过程中,逐渐形成了相关企业价格谈判体系:主要供需方“交叉捉对”展开谈判,采取“首发――跟风”模式,遵循“长协、离岸价、同涨幅”原则。但从2008年开始,传统定价机制被供需双方共同诟病(从1981年到2009年的28年谈判历程中,共有12个年度铁矿石价格下跌,15个年度价格上涨,1985年价格维持不变)。占据全球一半以上需求份额的中国希望在实施长协价的基础上,实现量价互动、量大优先和中国市场统一价格;供方则希望依照现货行情签署短期供货合同。传统的年度长协定价机制可能被与现货价格联系更紧密的季度定价机制代替。
二、公允价值在我国石油天然气会计准则中的运用
2006年,我国了《企业会计准则第27号――石油天然气开采》。不难看出,该准则总体上是历史成本导向的,但为了克服历史成本会计模式的不足,该准则在揭示和计量两方面作了进一步的要求,即一方面在附注中要求揭示储量数量,另一方面要求在资产减值时采用一定的现值基础。企业会计准则第8号第6条规定:资产存在减值迹象的,应当估计其可回收金额。可回收金额应当根据资产的公允价值减去处置费用后的净额与资产预计未来现金流量的现值两者之间的较高者确定。第13条规定:(计算现值的)折现率是反映当前市场货币时间价值和资产特定风险的税前利率。该折现率是企业在购置或者投资资产时所要求的必要报酬率。
会计准则体系的建立,尤其是石油天然气会计准则的建立,使我国会计规范的系统性、完整性得到了很大的提升,公允价值在资产减值(包括石油天然气资产减值)方面的运用,大大地提高了我国会计规范的质量。但是,由于我国基本准则(起概念框架作用)的历史导向性,公允价值在石油天然气会计中的运用还很不充分。即使是在石油天然气资产减值方面的运用,运用条件与运用程序也还缺乏,操作起来非常困难。矿物资源用公允价值计量比用实际成本计量能更为真实地反映其价值。但由于我国新企业会计准则对公允价值在什么情况下可以运用,设定了颇为严格的限制条件。首先,公允价值必须有活跃的交易市场;其次,企业能够从活跃交易市场上取得同类或类似的矿物资源市场价格及其他相关信息,从而对矿物资源的公允价值作出合理的估计。不是任何企业在任何情况下都可以运用公允价值。可见,公允价值运用的条件较为苛刻。虽然公允价值计量有很多优点,能够较为真实地反映矿物资源的价值,但是,由于目前我国矿物资源尚不存在活跃的交易市场,不能满足采用公允价值进行计量的条件,公允价值计量目前还不能采用,等条件具备时方能采用。
[本文系2010年度教育部人文社会科学研究规划基金项目《矿物资源价值计量与报告研究》(编号:10YJA790018)阶段性研究成果]
参考文献:
[1]徐国君、李中山:《会计计量规律总结:以价值观演变为中心》,《现代会计》2004年第6期。
[2]FASB.FASNo.19.Financial accounting and reporting by oil and gas producing companies,1977(12).
[3]FASB.FASNo.25.Suspension of Certain Accounting Requirements.for Oil and Gas Producing Companies,1979(2).
关键词:矿山资源 测绘综合技术应用
中图分类号:[P24] 文献标识码:A 文章编号:
一、引言
对于生产矿井而言,矿山测量工作是非常重要的,也是不可或缺的。当前,很多矿山的测量设备效率低,误差大,精度低,严重老化,成图仍为手工绘制,仍采用传统的模拟测量仪器,而且一些矿山自行购买的测绘仪器,不完善也不配套,其弊端逐渐凸显。随着电子计算机和电子全站仪的普及,地形图的成图方法 也开始由传统的白纸法成图逐步转向数字测图。数字测图尤其是在我国的东部沿海发达地区,几乎占据了大多数的地形图测绘市场。因此,笔者将在本文中介绍综合技术中的几种先进的技术在矿产资源中的应用。
二、先进测量仪器在矿山测量中的应用
例如,全站仪、电子经纬仪、精密测距仪、光电测距仪等很多先进的测量仪器给矿山测量提供了先进的技术手段和工具,改变了过去矿山测量钢尺拉边、经纬仪测角度等作业方法,给矿山测量向数字化、自动化、现代化方向发展提供了有利的条件。尤其是全站仪的产生和应用是矿山测量中的一大变革,给矿山测量作业在很大程度上节省了精力和时间。目前全站仪在矿山测量中已被广泛的应用,它是集电子经纬仪和测距仪的优势为一体的先进仪器,是光电技术和电子技术相结合发展的光电测量仪器,它性能稳定,操作简便,可以使用电子手簿和计算机进行数据通讯。以现代计算机技术和全站仪为基础,可以把矿山三维数据自动采集,传输,处理的矿山测量数据处理系统建立起来,将传统的繁琐计算、手工录入、手簿记录等大量的重复性工作取代。再者,在实施矿区土地复垦、矿山地表移动检测工程等方面,全站仪也得到了广泛的应用。用全站仪替代传统的测量仪器,在矿山测量中进行日常的测量工作,不但保证了精度,减少了开发,而且加快了速度,提高了效益。
在矿山测量中陀螺经纬仪是另外一类主要的测量仪器,新一代的陀螺经纬仪可以连续、自动的对陀螺的摇动进行观测且能对外部的干扰进行补偿,由微机控制,观测精度高、时间短。
矿山测量中,空间信息技术是实现现代任务的重要保障和技术支撑。矿区资源环境信息系统就是在矿山测量中空间信息技术应用的综合性结构,以其他测量仪器和3s技术的有机结合为基础。
此外,还有其他如数字化仪、激光指向仪及其相关的测绘技术等的现代测绘仪器也都在矿山测量中得到了应用,且基于这些技术,形成了很多矿山测量专用的仪器,成为了矿山测量的现代技术和仪器。
三、GPS定位技术在矿山测量中的应用
以计算机为主体的地理信息系统GIS、全球卫星定位系统GPS、成图软件和遥感RS、电子设备在测量工程中的应用,只是为了缩短成图周期,加快测量成图速度。随着计算机成图和外业数据采集有机结合的快速发展,成图的可操作性不断增强,成图精度明显提高,自动化也大大加快。当前的硬件和软件条件使全新的数字化矿图具备了将传统成图模式代替的可行性。尤其是80年代以来,测绘定位技术产生了革命性的变革,给工程测量提供了全新的技术方法和手段。GPS全球定位系统在我国变形监测、工程测量和大地测量等测绘领域得到了广泛的实验与应用,不受气候条件和时间影响,具有费用低、效益高、精度高的优势。在矿山测量中GPS主要是建立高精度施工控制网,便于使用这些网点的坐标直接获取并达到高精度的测量数据。
四、数字化绘图技术在矿山测量中的应用
1、基本的矿山数字测图作业方法
当前,矿山井下数字成图所使用的方法有两种:一是现场数字测图;二是原图数字化。其主要的作业过程可以平均分为三个步骤:数据采集,数据处理和输出地形图的数据。
(1)现场数字测图
这种方法也可以称作内外业一体化的数字测图,可以在井下直接使用现场数字测图的方法。精度高是使用这种方法所得到数字地图的特点,只要采取一定的措施就可以把相对于邻近控制点的重要地物精度控制在5 cm以内。但其的缺点是投入的财力、物力和人力都比较大。
(2)原图数字化
这种方法只需要配备绘图仪、数字化仪和计算机。具有因为数字化软件的支持,所以能够对数字成果在很短的时间内进行获取。具体的实现方式有两种数字化:扫描矢量化数字化和手扶跟踪数字化,其中前一种的数字化方式要比后一种的数字化方式效率高,精度高。
不过,由于受到数字化过程中和原图精度所产生的各种误差的影响,使用这种方法所得到的数字地图精度,其精度和原图相比比较差。为了通过这种方法能获取比较精确的数字地图,可以使用补测和修测等方法,对一部分地物点的精确坐标进行实测,然后再用这些点的坐标将原来的坐标代替掉,这样就可以在一定程度上使原有图的精度得到提高。此外,随着实测坐标的不断增加,地图的不断更新,还可以再提高地图的精度。
2、数字矿图的优势
数字化矿图也称作数字矿图,具有以下优势:
(1)和地理信息系统GIS相衍接,能够给土地复垦、环境保护方案的优化、矿区运输路线的优化、矿山发展规划的优化提供准确、快速的决策依据。我们应当在矿山测量中使用“数字”说话,增强精度意识。数字化与矿图的紧密结合,会使矿产资源得到更加合理的开展,使矿山企业得到更大的发展。
(2)能够以图形文件形式把各种矿图存贮在计算机外存贮器中,能够按照需要简易的转换为数据结构,给矿山信息管理系统以及矿图数据库的建立做好作技术上的准备。
(3)能够实现一测多用的目的,对各种比例尺图纸进行派生和连续更新。
不受图纸变形因素的限制,精度高且均匀、技术先进、效率高。
3、数字化绘图技术的应用
地面建筑物和矿区的回采工作面、各种巷道、井下矿物产状及地质条件、地面的地貌、地物之间的关系均是客观存在的,但是它们随着勘探、建井、开采的进行也是在不断变化的。及时的、正确的、科学的将它们反映在各种图纸上就是测量工程技术人员的任务,这些图纸统称为矿图。矿山测量的重要任务和内容就是矿图的测绘和大比例尺的地形图。常规的成图方法产品单一,成图周期长,具有大量的绘图和室内数据处理工作,是一项体力劳动和脑力劳动相结合的艰苦工作,很难与现代矿井建设和生产的需要相适应。同时在开发矿产资源的过程中,会不可避免的造成生态环境恶化,导致土地被破坏。矿区环境和土地的破坏,在对地方经济的可持续发展产生很大负面影响的同时,也对整个矿区的经济发展造成了直接的影响。
在信息时代快速发展的今天,我们需要不断的改进和完善矿区资源环境。怎样使用先进的科学技术来进行管理和决策,决定了如何使矿区开发的最大效益得到发挥。随着时间的推移和生产的发展,井下和地面的工程、设备、设施、建筑是在不断变化着的,这是矿山的一个显著特点。过去的成图手段已经难以与现代矿山企业实施可持续发展、保护环境、协调采掘、管理贮量、安全管理、组织生产的要求相适应。矿图数字化即将矿图转化为数字信息,以上问题可以通过计算机分析、成图、管理得到解决,通过这些新的技术手段能够对井下和地面的空间关系进行及时的掌握,给矿山企业提供准确、快速的决策依据。
五、结语
随着传统测绘技术向数字化测绘技术方向的转变,矿山测量科技的发展也很迅速,取得了显著成绩;矿山测量技术在21世纪的发展方向和趋势为:测量数据传播和应用的社会化、多样化及网络化;测量数据管理的规格化、标准化及科学化;采集与处理测量数据的数字化、实时化及自动化。在矿山测量中,先进的地面测量仪器、数字化测绘技术、GIS技术、RS技术以及GPS技术等将被广泛应用并发挥重要的作用。
参考文献
1 谷大勇:《数字化技术在工程测量中的应用》《硅谷》2008年14期
[关键词]多目标决策;BP神经网络;矿产资源;综合开发利用评价
[中图分类号]TK019 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2011)15-0118-02
矿产资源综合开发利用评价是一个典型的多目标决策问题,应用多目标决策的有关技术进行方案的排序选优,能较好地解决多方案的优化问题。关凤峻根据给出的多个综合开发利用方案,采用的层次评价方法,建立评价体系并采用理想点法进行排序,选出最优方案。宋光兴等人改进了理想点法中权重的确定方式,利用熵技术法确定矿产资源综合开发利用的评价指标的权重,并得出了排序选优的最终结果。李学全等人提出了一种灰色关联度线性加权和方法,是解决矿产资源综合开发利用评价问题的一个有益的尝试。周科平提出了一种新的多属性决策法,有效解决了主观确定的权重不精确的缺点。陈林、曹树刚采用博弈论分析框架中混合策略情况下应用最优化方法,寻求混合策略Nash均衡的最优化点,作为多指标决策问题的优选方案。
矿产资源综合开发利用评价中权重的确定是一个关键,采用BP人工神经网络技术构建的非线性评价模型对矿产资源的综合利用水平进行评价,可避免人为确定各指标的权重带来的主观性。本文试采用BP人工神经网络方法对矿产资源综合开发利用各个方案做出评价,并把评价结果与其他方法作比较,以验证方法的可靠性。
1 数据来源以及研究方法
1.1 数据来源
(1)数据来源于参考文献三篇论文的举例部分,某铁金矿经研究设计得出9个方案。
(2)将数据进行归一化处理,将每一列的数字xi代入归一化公式x*i=[SX(]ximaxxi′[SX)]
即每一指标数据除以各自指标中的最大值,将数据划归在[0,1]范围之内。
1.2 研究方法
BP人工神经网络简介:人工神经网络是将大量简单的神经元广泛连接而成,用以模拟人脑思维方式的复杂网络系统,具有自组织、自适应、自学习和容错性等特点,被广泛应用于模式识别、图像处理、自适应控制等领域。由于矿产资源综合利用水平评价系统是一个多层次、多因素的复杂系统,采用BP人工神经网络技术构建的非线性评价模型对矿产资源的综合利用水平进行评价和识别可避免人为确定各指标的权重带来的主观性,提高评价结果的准确性。
2 运用BP人工神经网络对矿产资源综合开发方案进行评价
运用matlab环境下的BP网络模块,我们将经济发展水平分级指标作为样本输入,评价级别作为网络输出BP网络通过不断学习修改权重,找出评价指标与评价级别间的内在对应关系,利用此网络模型进行经济发展水平的综合评价。
第一、评价指标体系的建立。以某铜铁矿设计方案为例建立评价体系。参考其他人的研究成果及数据的可获取性,选取5项指标,分别为铁选矿回收率(%)、金选矿回收率(%)、产值利润率(%)、成本利润率(%)、吨矿利润(元/吨)。
第二、网络模型的构建。选取以上5项指标作输入神经元,输出神经元为铜铁矿的综合开发利用水平,构建神经网络,采用等间距的线性内插方法,对已经归一化了的数据进行等级划分,构建人工神经网络的训练数据(见表1),并将铜铁矿的综合开发利用水平分为3级,3代表综合开发利用水平高,2代表综合开发利用水平中等,1代表综合开发利用水平低。
据此构建5×1×1的神经网络结构,其中隐含层神经元为3个,输出层神经元1个。网络设计的参数为:网络初始值为[0,1]之间的随机数,基本学习速率 0.1;网络训练的终止参数为:最大训练批次为10000次,最大误差为0.01。网络训练达标后,将表1中的原始数据归一化后输入网络,得出铜铁矿的综合开发利用水平的BP估计值。
表2表明,方案8的综合开发利用水平BP值最大,是诸方案中最优的;方案7的综合开发利用水平次之,为次优方案;方案1的综合开发利用水平BP值最小,是诸方案中最差的。
3 与基于理想点法评价模型计算得到的结果相比较
3.1 理想点法简介
理想点法是属于多属性效用理论的多目标决策方法,它最基本的思想是依据“综合效用值”进行方案排序选优。其效用值的计算是用理想点法中的“距离值”的计算方法而得。通过选取各个目标中的最优值构成一个多目标的理想方案(也称为理想点),并以目标空间中,各方案与理想方案的距离值来度量各方案的优劣。距离越小表示方案目标值越接近理想方案的目标点。这样依距离值的大小来排列方案的优劣顺序,距离越小,方案越优。
以下两表格分别为基于层次评价方法与基于熵值法确定权重的理想点法得到的矿产资源综合开发利用评价结果。
3.2 各评价模型所得结果比较
将矿产资源综合开发利用水平的BP值排序情况(表2)分别与基于层次方法和基于熵值法确定权重的理想点法(表3)得到的优方案排序相比较。采用BP人工神经网络计算得到的结果与采用熵值确定权重的理想点法得到的结果相同;BP值法计算的结果中最好的三个方案分别为方案8、方案7、方案9,与层次理想点法的结果相同,不同之处仅仅存在于方案1与方案2,方案5与方案6,他们的排名也十分接近。这充分说明采用BP人工神经网络方法对矿产资源的综合开发利用进行评价是可行的。此外,由于运用matlab软件可以轻易地实现BP神经网络运算,这种方法在处理大量数据方面还有着独特的优越性。
4 结 论
矿产资源综合开发利用评价从本质上讲是一个多目标决策问题。目前,求解多指标决策问题的方法很多,但各方法的关键在于如何合理确定各指标的权重。采用BP人工神经网络技术构建的非线性评价模型对矿产资源的综合利用水平进行评价,可避免人为确定各指标的权重带来的主观性,可以有效地解决矿产资源的综合开发利用评价问题。
参考文献:
[1]李学全,李松仁,尹蒂.矿产资源综合开发利用评价的多目标决策灰色关联度方法[J].矿产综合利用.1996(2):39-43.
[2]关凤峻.矿产资源综合开发利用的评价方法[J].资源开发与市场.1999,15(3):138-141.
[关键词]多目标决策;BP神经网络;矿产资源;综合开发利用评价
矿产资源综合开发利用评价是一个典型的多目标决策问题,应用多目标决策的有关技术进行方案的排序选优,能较好地解决多方案的优化问题。关凤峻根据给出的多个综合开发利用方案,采用的层次评价方法,建立评价体系并采用理想点法进行排序,选出最优方案。宋光兴等人改进了理想点法中权重的确定方式,利用熵技术法确定矿产资源综合开发利用的评价指标的权重,并得出了排序选优的最终结果。李学全等人提出了一种灰色关联度线性加权和方法,是解决矿产资源综合开发利用评价问题的一个有益的尝试。周科平提出了一种新的多属性决策法,有效解决了主观确定的权重不精确的缺点。陈林、曹树刚采用博弈论分析框架中混合策略情况下应用最优化方法,寻求混合策略Nash均衡的最优化点,作为多指标决策问题的优选方案。
矿产资源综合开发利用评价中权重的确定是一个关键,采用BP人工神经网络技术构建的非线性评价模型对矿产资源的综合利用水平进行评价,可避免人为确定各指标的权重带来的主观性。本文试采用BP人工神经网络方法对矿产资源综合开发利用各个方案做出评价,并把评价结果与其他方法作比较,以验证方法的可靠性。
1 数据来源以及研究方法
1.1 数据来源
(1)数据来源于参考文献三篇论文的举例部分,某铁金矿经研究设计得出9个方案。
(2)将数据进行归一化处理,将每一列的数字xi代入归一化公式x*i=[SX(]ximaxxi′[SX)]
即每一指标数据除以各自指标中的最大值,将数据划归在[0,1]范围之内。
1.2 研究方法
BP人工神经网络简介:人工神经网络是将大量简单的神经元广泛连接而成,用以模拟人脑思维方式的复杂网络系统,具有自组织、自适应、自学习和容错性等特点,被广泛应用于模式识别、图像处理、自适应控制等领域。由于矿产资源综合利用水平评价系统是一个多层次、多因素的复杂系统,采用BP人工神经网络技术构建的非线性评价模型对矿产资源的综合利用水平进行评价和识别可避免人为确定各指标的权重带来的主观性,提高评价结果的准确性。
2 运用BP人工神经网络对矿产资源综合开发方案进行评价
运用matlab环境下的BP网络模块,我们将经济发展水平分级指标作为样本输入,评价级别作为网络输出BP网络通过不断学习修改权重,找出评价指标与评价级别间的内在对应关系,利用此网络模型进行经济发展水平的综合评价。
第一、评价指标体系的建立。以某铜铁矿设计方案为例建立评价体系。参考其他人的研究成果及数据的可获取性,选取5项指标,分别为铁选矿回收率(%)、金选矿回收率(%)、产值利润率(%)、成本利润率(%)、吨矿利润(元/吨)。
第二、网络模型的构建。选取以上5项指标作输入神经元,输出神经元为铜铁矿的综合开发利用水平,构建神经网络,采用等间距的线性内插方法,对已经归一化了的数据进行等级划分,构建人工神经网络的训练数据(见表1),并将铜铁矿的综合开发利用水平分为3级,3代表综合开发利用水平高,2代表综合开发利用水平中等,1代表综合开发利用水平低。
据此构建5×1×1的神经网络结构,其中隐含层神经元为3个,输出层神经元1个。网络设计的参数为:网络初始值为[0,1]之间的随机数,基本学习速率 0.1;网络训练的终止参数为:最大训练批次为10000次,最大误差为0.01。网络训练达标后,将表1中的原始数据归一化后输入网络,得出铜铁矿的综合开发利用水平的BP估计值。
表2表明,方案8的综合开发利用水平BP值最大,是诸方案中最优的;方案7的综合开发利用水平次之,为次优方案;方案1的综合开发利用水平BP值最小,是诸方案中最差的。 转贴于
3 与基于理想点法评价模型计算得到的结果相比较
3.1 理想点法简介
理想点法是属于多属性效用理论的多目标决策方法,它最基本的思想是依据“综合效用值”进行方案排序选优。其效用值的计算是用理想点法中的“距离值”的计算方法而得。通过选取各个目标中的最优值构成一个多目标的理想方案(也称为理想点),并以目标空间中,各方案与理想方案的距离值来度量各方案的优劣。距离越小表示方案目标值越接近理想方案的目标点。这样依距离值的大小来排列方案的优劣顺序,距离越小,方案越优。
以下两表格分别为基于层次评价方法与基于熵值法确定权重的理想点法得到的矿产资源综合开发利用评价结果。
3.2 各评价模型所得结果比较
将矿产资源综合开发利用水平的BP值排序情况(表2)分别与基于层次方法和基于熵值法确定权重的理想点法(表3)得到的优方案排序相比较。采用BP人工神经网络计算得到的结果与采用熵值确定权重的理想点法得到的结果相同;BP值法计算的结果中最好的三个方案分别为方案8、方案7、方案9,与层次理想点法的结果相同,不同之处仅仅存在于方案1与方案2,方案5与方案6,他们的排名也十分接近。这充分说明采用BP人工神经网络方法对矿产资源的综合开发利用进行评价是可行的。此外,由于运用matlab软件可以轻易地实现BP神经网络运算,这种方法在处理大量数据方面还有着独特的优越性。
4 结 论
矿产资源综合开发利用评价从本质上讲是一个多目标决策问题。目前,求解多指标决策问题的方法很多,但各方法的关键在于如何合理确定各指标的权重。采用BP人工神经网络技术构建的非线性评价模型对矿产资源的综合利用水平进行评价,可避免人为确定各指标的权重带来的主观性,可以有效地解决矿产资源的综合开发利用评价问题。
参考文献:
[1]李学全,李松仁,尹蒂.矿产资源综合开发利用评价的多目标决策灰色关联度方法[J].矿产综合利用.1996(2):39-43.
一、人类社会发展与矿产资源开发利用共存
细石器文化中有关农业的石器在林西发现。
商代司母戍方鼎(河南安阳殷墟出土)。
重875kg;化学成分:Cu84.77%,Sn 11.64%,Pb2.79%。
人类社会发展史亦是一部人类认识矿产、利用矿产的历史。
二、矿产资源的性质、种类与应用
矿产资源是人类社会产生与发展过程中形成的一个概念。
矿产资源是指由地质作用形成的,具有利用价值的,呈固态、液态、气态的矿物 (矿物质) 和岩石资源,是自然资源中的重要组成部分。
1、矿产资源的性质
矿产资源具有三重性:应用性、可变性、不可再生性。
应用性:可为人类社会所利用。
可变性:随社会科学技术发展,矿产资源的数量及其内涵是不断变化的。
不可再生性:绝大部分矿产资源是不可再生的。
目前世界上已知的矿产资源有近二百种。
2、矿产资源的种类
从人类社会对矿产资源利用的角度来划分,有四种分类方案:
.以存在形式;
.以有机、无机属性;
.按可利用的特性;
.按化学物理性质及在各经济部门的应用不同。
3. 目前社会上常用的分类方案
按化学物理性质及在各经济部门的应用不同,划分为:
能源矿产(煤炭、油页岩、石油、天然气、页岩气、铀、钍、地下热水等)
金属矿产:
1.黑色金属矿产(铁、锰、铬、 钛、钒等 );
2.有色金属矿产(铜、铅、锌、镁、镍、钴、钨、锡、铋、汞、锑等);
3.贵金属矿产(金、银、铂、钯、铱、铑、锇、钌);
4.稀有金属矿产(铌、铍、锂、钽、锆、锶、铷、铯);
5.分散元素金属矿产(镓、铟、铊、铼、镉、钪、硒、碲);
6.稀土金属矿产(钇、镝、铈、镧、镨、钐、铕)。
非金属矿产:
⑴、冶金辅助原料非金属矿产,如蓝晶石、夕线石、菱镁矿等;
⑵、化工原料非金属矿产,如硫铁矿、明钒石、重晶石、萤石、磷矿、钾盐、盐矿、硼矿等;
⑶、宝玉石非金属矿产,如金刚石、宝石、玉石;
⑷、建材非金属矿产,如高岭土、陶瓷土、膨润土、各种建筑材料岩石等;
⑸、气水非金属矿产,如矿泉水、地下水、二氧化碳气。
4、矿产资源需要经过地质调查与矿产勘查才能获得。调查、预查、普查、祥查、勘探五阶段。
获得的矿产资源根据其有用组分的含量、规模以及其开发利用的经济、技术和环境可行性,可分为当前可利用的矿产资源和不可利用的或潜在的矿产资源。
5、矿床(矿产资源)的成因分类
从矿产资源在地质作用过程中形成的宏观机制可分为三大类:
由沉积作用在海洋、湖、河、沼泽以及陆地地表风化带形成的沉积矿床类;
由地球内部与岩浆作用(包括地幔、地壳中各种成因的岩浆及其火山、侵入混融活动)有关形成的岩浆和热液交代、充填矿床类;
由岩石圈内变质作用形成的变质矿床类。
三大类矿床之间相互都有过渡型矿床。各大类内部还有次一级的各种成因分类。
在这三大类之外,根据大陆科学深钻的资料,在地壳深处存在矿化度高的热流体,因此有可能存在另一类与岩浆作用、变质作用无关的地壳流体形成矿床,成为第四大类矿床。
三、世界矿产资源形势
1、世界矿产资源消费与现状
20世纪100年以来,全球累计消费了石油1420亿吨;天然气78万亿立方米;煤2650亿吨;铁(钢)380亿吨;铝 7.6亿吨;铜4.8亿吨。
2、资源供需格局发生重大变化,区域性供需不平衡
(1) 能源
过去30年全球能源消费总量增长90%,消费重心转向亚洲。
2011年全球一次能源消费123亿吨油当量,为1980年1.9倍;
2011年全球石油、煤炭和天然气消费量分别为41亿吨、72亿吨、32229亿M3,是1980年的1.4倍、2.1倍和2.2倍。
全球形成中东、北美、前苏联三大油气供应中心。
中东、北美、前苏联石油产量分别占全球32%、17%和17%,合计占2/3。
北美、前苏联、中东天然气产量分别占全球25%、24%和16%;合计占2/3 。
过去30年全球能源供需格局重大转变。
石油格局贸易
2011年,全球石油贸易量27亿吨;中东是最大输出地,占36%。亚洲-中东贸易圈:亚洲56%来自中东;欧洲-前苏联贸易圈;亚洲一半来自前苏联;美洲贸易圈:美国44%来自美洲国家。
天然气贸易格局
2010年,全球天然气贸易量1.03万亿立方米,其中管道气占68%;亚洲-中东贸易圈:亚洲区外进口60%来自中东;欧洲-前苏联贸易圈:欧洲区外进口66%来自前苏联;美洲贸易圈:美国进口90%来自加拿大。
逐步形成美洲、亚洲-中东、欧洲-前苏联三大区域油气贸易圈以及两大供需体系。
全球能源消费形势,近10年全球增量的55%来自中国。
铁铜铝
资源需求的周期性上升与工业化周期和人口增长密切相关。2011年,中国 钢消费量6.5亿吨,占全球45%;铜消费量786万吨,占全球40%;铝消费量1724万吨,占全球41%;全球60-70%的钢铜铝被亚太消费,比例还在扩大。
全球资源消费中心随着工业浪潮在不断转移。
未来20年全球钢、铜和铝需求仍将持续增长,累计需求是过去20年的2倍。
2030年,全球钢、铜和铝需求量将分别达到24亿吨、3800万吨和8400万吨,较2011年分别增长64%、98%和100%。
2011-2030年,全球钢累计需求390亿吨,铜5.6亿吨,铝13.0亿吨,分别是过去20年的2.0倍、2.2倍和2.5倍。
印度、东盟等发展中国家成为资源需求增长的主要拉动者。
中国钢需求顶点已到来,2030年仍是第一需求大国,占全球比例仍高达25%;
未来10年,中国铜需求仍将继续增长,全球占比可达45%;
未来10年,中国铝需求继续增长,10年后占全球比例仍超40%;
全球铁矿石产能增长较快,或将出现短暂的供大于求局面。全球铜矿产量增长缓慢,供应压力较大。全球铝土矿资源丰富,供应集中度不高,资源供应压力相对较小。
3.主要认识和判断
(1)未来5年,全球资源需求增速放缓,供需矛盾将有所缓解。
中国进入工业化中期转型调整期,资源需求增速放缓。
西方国家金融危机,经济增长乏力,资源需求不振。
十年勘查繁荣,主要矿产资源储量和产能增长明显。
全球金融治理,炒作将得到一定抑制,资源价格逐步回归。
(2)能源格局发生重大调整,亚洲油气供需矛盾最为突出。
初步形成美洲、亚洲-中东、欧洲-前苏联三大区域油气贸易圈以及供需供需一体、供需分离两大体系。
非常规油气利用将重绘全球能源版图。
中、印和东盟仍将是全球能源消费的主要拉动者,亚洲油气供应将日趋紧张,地缘政治矛盾将会日益突出。
美国趋于能源独立,有可能继续在中东、中亚制造混乱,获取石油利益。
福岛核事故导致全球核电发展放缓,但未来仍将较快发展。
(3)全球矿产资源有保障,供需分离和市场垄断是主要矛盾。
全球石油、天然气、铁、铝、铜、铅、锌、镍等大部分资源储量增长明显,资源保障程度上升。
资源安全主要表现为供需方分离、垄断、炒作造成的市场风险。
未来20年中国仍是全球资源需求第一大国,加之日本、东盟和印度为主要需求方,南美和澳大利亚为主要供应方的供需 分离格局将愈演愈烈(非洲的资源地位有上升趋势)。
未来铁矿石产能增长较快,或将出现短暂的供大于求的局面。
四、我国矿产资源形势
(一)矿产资源概况
截至2011年底,全国已发现172种矿产(含页岩气),具有查明资源储量的矿产159种,其中能源矿产10种,金属矿产54种,非金属矿产92种,水气矿产3种,是全球矿产资源种类比较齐全的国家之一。
我国矿产资源特点:总量丰富,但人均较少;小品种资源丰富,大宗矿产资源相对不足;资源品质较差,难利用资源多;大矿少,小矿多;成矿地质条件良好,找矿潜力大。
我国资源品质较差,铁矿石平均品位为33%,比世界平均水平低近20个百分点,富铁矿资源储量仅占全国总量的1.4%;锰矿平均品位22%,不到世界商品矿石工业标准48%的一半;铝土矿几乎全部是利用难度大、成本高的一水硬铝石;磷矿平均品位仅17%,且胶磷矿多。品质原因使得我国部分矿产开发成本过高,产能增长乏力。
我国石油、天然气、铁、铜、铝、镍等大宗矿产资源禀赋不佳,稀土、钨、钼、锑等小品种资源和石墨、重晶石等非金属矿产比较丰富,世界排名第一。
我国人均矿产资源储量较低,人均石油、天然气储量不足世界人均的10%,铁、铜、铝、镍人均储量等不足世界人均的50%,只有稀土、钨等稀散金属和石墨、重晶石等非金属资源超过了世界人均水平。
(二)我国矿产资源供需形势
2000年以来,中国经济快速发展,矿产资源消费迅猛增长。
我国矿业产业快速发展,矿业产值从2000年的0.4万亿人民币增长到了2010年的4.5万亿人民币。
2000-2010年,中国煤炭消费量增长了2.5倍。
2000-2010年,中国粗钢消费量增长了4.3倍。
2000-2010年,中国铜消费量增长了4.0倍。
2000-2010年,中国铝消费量分别增长了4.6倍。
2011年,我国煤炭消费量34亿吨。
2011年,我国原油消费量4.44亿吨,进口量2.54亿吨,对外依存度54%。
2011年,我国铁矿消费量10亿吨(标矿),进口6.9亿吨,对外依存度68.6%。
2011年,我国精炼铜消费量786万吨,矿山铜产量127万吨,考虑二次资源,对外依存度69%。
2011年,我国原铝消费量1724万吨,铝土矿产量3194万吨(折原铝581万吨),考虑二次资源,对外依存度60%。
2000年以来的12年间,我国共消费了283亿吨煤炭、46亿吨钢、1.1亿吨铝和5300万吨铜,远远超过建国以后50年的消费总量。
2000-2011年,中国粗钢消费占全球的比例从16%增长到了45%、铜占全球的比例从13%增长到了41%、铝消费量占全球的比例从13%增长到了42%。
巨量的消费需求带动了我国矿产品进口的不断增长和对外依存度的持续攀升,带动了全球矿产品价格的飙升。
2000-2010年煤炭、铁矿石、铜、铅、锡、镍价格分别上涨了2.8倍、3.8倍、3.2倍、3.7倍、2.8倍和1.5倍。
2000-2010年,我国矿产品进口总额从594.3亿美元上涨到了4828.52亿美元,折合人民币近3万亿。
我国2010年经济发展所消耗的能源和矿产资源价值量超过7万亿人民币,相当于GDP总量的17.5%。
资源需求趋势
2030-2035年能源需求达到40-45亿吨油当量的顶点;
2013年左右钢铁需求达到7亿吨左右的顶点;
2020-2025年左右铜需求达到1500万吨左右的顶点;
2025年前后原铝需求达到2800万吨左右的顶点。
2011-2030年(未来20年)累计需求:一次能源:720亿吨油当量,是过去20年的3倍(石油:120亿吨、煤炭约700亿吨、天然气9万亿m3);粗钢:129亿吨,是过去20年的2.6倍;铜:2.4亿吨,是过去20年的4.6倍;铝:4.8亿吨,是过去20年4.4倍。
除能源矿产外,未来10年多数矿产对外依存度将陆续下降,但对外依存绝对量仍然巨大。
资源供需形势小结
>能源矿产:未来20年能源需求持续增长,石油、天然气供应紧张,煤炭面临清洁开采和使用问题;
>铁矿石:未来几年,供需形势仍然很严峻,但2015年以后供需将出现明显缓解,但国内供应能力依然不容乐观,对外依存度将长期保持在50%以上;
>铅、锌、铝:未来10年需求仍将持续增长,资源储量的静态保障年限过低,已查明资源的保障能力不足;
>铜、镍:未来10-15年,需求仍将不断增长,对外依存度将持续保持70%以上,形势非常严峻;
>传统的优势矿产中煤炭、钨、钼、稀土和磷保障能力较强,但仍需加强全球市场控制能力。
五、我国矿产资源可持续发展的战略
为保证全球矿产资源可持续供应,需共同实施三项战略。
1、持续找矿战略,并部署、实施、开拓新矿产资源领域。
2、公平、合理、科学地配置全球矿产资源战略,各国家和平、合作、互利、互惠,共同开发利用全球资源,谋求双赢。
3、合理、节约、循环利用矿产资源和保护矿山环境战略。
我国应采取的对策:
1、持续地加强矿产勘查工作,增加投入,扩大规模。开展新一轮矿产评价勘查工作,国家投入做到普查工作,为商业勘查、开投入减小风险提供条件。提高大宗矿产自供率。
2、重点加强西部地区矿产勘查工作,建立西部地区矿产资源新基地。
3、开展老矿山深部、勘查工作,延长矿山寿命、生产周期。
4、积极开拓新矿产资源。
5、科学、合理地向国外供给国内优势矿产,充分利用我国短缺的国外矿产资源。
6、实施战略矿产资源储备。
7、合理、节约、循环利用矿产 资源。
8、加强矿产环境保护和冶理。
9、加强矿产资源管理。提高全民资源意识。
10、强化矿产资源领域地质科学理论与勘查技术研究开发。
一、矿产资源利用存在问题
随着我国经济的快速发展,矿产资源供给不足的局面越来越突出。另外,虽然我国的矿产资源开发利用取得巨大的成绩,但也产生较大的资源浪费和环境污染问题。
(1)矿产资源供需前景不容乐观。我国矿产资源消费总量很大,但人均水平不高。与需求快速增加相反的是,国内矿产资源的保障程度在下降。一方面,国家经济建设所需要的大宗支柱性矿产,如石油、铁矿石、铜、铬铁矿、钾盐等,供需缺口越来越大,进口量逐年攀升,另一方面,矿产资源对经济发展的支持力度,已经从过去的基本保障供给到难以满足需求。
(2)资源浪费。虽然国家在资源节约和矿山环境保护方面,做出了很大的努力,并取得了明显的进步。但由丁小型矿山,特别足个体矿山的人员素质、技术水平、机械设备等方面的原因,资源回收率普遍偏低。
(3)污染问题严重。我国由于采矿而诱发的各类地质灾害和生态环境破坏问题也相当突出,需要给予足够的重视。
二、矿产资源可持续发展思路
制定矿产资源战略的目标体系应当是多元化的,要通过全球资源的优化配置,建立稳定、安全和经济的供应体系,满足我国全面建设小康社会对矿产资源的需求;通过开源节流,在满足当代人需求的同时,也保征我们的子孙后展的需求;通过高效利用,将矿产资源的优势转化为经济优势,带动地区发展,促进地区问发展的公平性;通过战略储备,降低突发事件和国际市场价格波动对我国的影响,保障国家经济安全;通过科技进步,提高矿产资源的利用效率和经济效益;重视灾害预防和环境保护,实现资源、环境与社会经济发展的良性循环。
1.加强勘查,摸清家底。地质矿产是经济生活的基石,在国家发展中具有不可替代的作用。因此,目前国家要做的工作是加大矿产资源的勘查和评价力度,摸清资源家底;矿产资源查明之后,然后根据国家发展战略和开采的经济性,决定矿产资源的开发与否,我国是一个资源大国,矿产资源种类多、总量大,应该有能力做到基本自给。而基本自给是在摸清家底基础上的。
2.需求导向,全球配置。我国的资源供应战略应从过去“自给自足”型转变为立足国内、全球配置。首先是立足国内生产,对关系国计民生的战略资源做到基本自给。基本自给不是“自给自足”,而是在全球范围内优化配置,发挥资源的最大效益。应根据形势变化的需要,研究新问题,提出新思路,以矿产资源的永续利用和稳定供应支持经济社会的可持续发展。
2.1多元化的市场资源战略。多元化、多渠道、多方式地利用国外矿产资源,重点是利用国内相对短缺而国民经济发展又急需资源,如石油、铜等,以及单位经济价值较高的金、铂族金属、金刚石等资源。充分重视地缘关系,立足亚太周边国家,开拓非洲和拉美发展中国家市场,实现矿产资源供应在全球范围内的优化配置。
实行统一的矿产品进出口政策,积极开展国际贸易。根据比较优势,有计划、分步骤地对矿产品贸易结构进行调整:进口国内紧缺而国民经济又必需的矿产品,控制并调整优势矿产出口量,巩固其在国际市场上的地位,以获取最大的经济效益。
2.2“走出去”战略。到国外勘查、开发矿产并举,直接购买、期货等形式进口,采用单独或与跨国矿业公司联合勘探开发获取份额矿等方式,摸索“走出去”的成功途径。目前,我国石油和有色金属矿石等在国外勘查开发的份额,占国外来源矿产品总量的比例还不高。应依不同矿种具体确定安全的进口和份额矿比例,建立国外矿产资源供应基地。
“走出去”的主体是企业,政府的作用是为企业“走出去”创造条件,提供财政支持,减少海外勘探投资的风险。应将国家的对外经济援助与“走出去”战略有机地结合起来,在增强矿业企业在国际市场上的竞争力和我国对全球矿产资源的影响控制力的前提下,建立稳定、经济、多元的矿产供应体系。
2.3“引进来”战略。矿业发展战略要顺应经济全球化的趋势,抓住加入WTO及国际矿业形势好转的有利时机,继续贯彻积极、合理、有效利用外资的方针,调整并统一规划矿业“引进来”的地区导向、矿种导向,促进“引进来”的快速发展。将西部资源开发作为“引进来”的重点区域。我国西部地区矿产资源丰富,集中度高,潜力巨大。
选择必要的矿种作为“引进来”的重点矿种,推进利用外资进行商业性矿产勘查的步伐。要加强东北亚的矿产资源、特别是能源合作,全面开放海上矿产勘查开发,共同抗御世界矿产品市场的风险,进一步促进我国矿产的升级改造和结构调整。
2.4矿产资源全球配置战略。从全球配置的角度出发,用最小的经济成本实现矿产资源的稳定供给,是我们的努力方向。在宏观层次上,要对成本、就业、消费预期等进行综合平衡,做出是利用国内资源还是国外资源的取舍。应分析自己的比较优势,实施有利的贸易战略,实现国内外矿产资源市场的并轨。由于国内资源的赋存特点,导致一部分资源的生产成本要高于国际水平;同样,国内矿产资源的开采也要考虑经济成本。政府的基本作用之一,就是创造公平、公正、公开的市场环境,加大对基础性、公益性矿产勘查的投入;特定的矿产开发、企业的发展则要按市场规律运作,有进有退。对一般性的矿产资源,通过国际贸易调剂余缺,出口自己的优势资源或原料,并逐步减少出口;进口国内建设必需的资源和原料,实现供需平衡。矿产资源的开发利用应带动地区经济发展,发展矿产资源的深加工,将资源优势转化为经济优势,在提高矿产品产值的同时,也创造较多的就业机会,为社会稳定创造条件。
2.5提高矿产资源的综合利用率。优化矿产资源的开发利用结构。应优化矿产开采规模结构、产品结构、上卜游比重结构等,调整和优化矿业结构。加强科学规划,加强中小型矿山的技术改造,通过市场机制促进矿山企业的兼并、联合或重组,压缩矿山企业总量,关闭那些污染环境、浪费环境的小矿山,力争使中小型矿山数目有较大的减少。力争使矿产资源开发利用总量与社会、经济发展水平相适应;引导开采适销对路的矿产,限制开采供过于求的矿产。
关键词 矿产资源;系统特征尺度;精益战略;临界战略;可持续发展
中图分类号 F420 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2007)04-0144-05
作为世界上最大的发展中国家,中国目前正处于工业化进程的快速发展时期。改革开放以来经济的持续快速增长,基本上是建立在粗放式的规模增长基础之上,建立在对矿产资源的大规模消耗基础之上。这种增长方式的结果,必然导致矿产资源供应的瓶颈约束和生态环境的严重破坏。当前,中国的社会经济发展正处于重大的转型时期,一是以技术进步为基础的由资源消耗粗放型向集约型的转变;二是以结构性调整为基础的由初级产品生产向精深加工产品生产的产业结构高级化转变。而要实现这一发展目标,对矿产资源的消费结构和数量都将发生重大的变化。如何审时度势,确定科学合理的资源开发利用战略,以适应社会经济发展的资源需求,实现矿产资源的可持续利用,是一项重要的研究课题。
1 对矿产资源可持续利用内涵的理解
社会经济的可持续发展是国际社会经过长期艰苦探索得到的经验总结,是人类重新认识和审视自身发展与生态系统关系的结晶。目前,可持续发展的思想已被世界各国广泛接受,相继制定和开始实施符合本国或本地区特色的可持续发展战略。然而,社会经济的可持续发展是建立在矿产资源的可持续供应基础之上的,而矿产资源又具有现实的可耗竭性和不可再生性,因而,如何实现矿产资源的可持续利用已成为社会经济可持续发展的关键问题。
有关矿产资源的可持续利用问题,国内外众多学者从各个方面、不同的角度和不同的层面开展了深入广泛的研究[1]。但就如何实现矿产资源的可持续利用,现有的研究成果基本上可以划分为两种倾向。一种是侧重于矿产资源的代际分配研究,探求矿产资源在当代人与后代人之间公平、合理的分配方式和途径。这一方面的研究是基于国际环境与发展委员会在其出版的《我们共同的未来》报告中对可持续发展的定义。即“持续发展是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展[2]。”为了满足后代人实现其发展对矿产资源的需求要求,这些研究成果或者追求矿产资源代际配置的社会福利最大化[3],或者探求矿产资源耗减量与可更新资源补偿量的动态平衡等[4][5],实质上都是解决有限资源在人类社会发展时间维度上的合理配置问题。第二种是侧重于矿产资源的可持续供应研究。这一方面的研究是基于矿产资源对社会经济发展的基础支撑功能,探究不可再生的、有限的矿产资源如何实现持续供应,以保证经济的可持续发展[6][7]。解决的途径或者是扩大供应范围的开源模式(如全球资源战略),或者是集约高效利用现有资源的节流模式(如资源开发利用的集约化战略)。笔者认为,上述两个方面的研究存在着一个共同的局限性,那就是将矿产资源和社会经济作为两个独立的对象来看待,立足于矿产资源的静态有限性,来解决经济发展的动态持续性问题。过多地关注于矿产资源的可耗竭性和不可再生性,忽视了矿产资源系统内涵和结构上的发展演变性。事实上,矿产资源的勘查、开发和利用,本身就是构成社会经济发展的有机组成部分,是社会经济大系统的一个子系统,社会经济的可持续发展本身就包含了矿产资源勘查、开发和利用的可持续性。因而,与社会经济可持续发展不同阶段的矿产资源需求要求相适应,矿产资源系统的结构和内涵是在不断地发展演变的(即矿产资源的发展属性),正是矿产资源系统在人类社会经济发展时间纬度上的发展演变属性,才使得人类的社会经济发展存在可持续发展的可能性,也使得矿产资源系统本身存在着可持续性的可能性。因此,探究矿产资源的可持续利用问题,第一,必须紧密结合地区产业构成及其未来的发展态势,不能就资源来谈资源;第二,必须从动态发展的观念来理解和考察矿产资源的构成和内涵的发展与变化,即必须强调发展的思想;第三,必须从系统科学的观点和思想来认识矿产资源发展演变的客观规律性。这样,探究一定区域矿产资源的可持续性,实际上就是要在全面分析和研究地区矿产资源系统发展演变特征和规律的基础上,研究地区矿产资源系统的稳定高效运行和更替升级问题。
2 矿产资源的系统特征尺度及临界演进规律
系统是由相互联系、相互依赖、相互作用的事物或过程组成的具有整体功能和综合行为的统一体,它反映了客观事物存在和发展的本质特征,不同的事物表现出不同的系统属性。系统特征尺度是系统的一个基本特征,是特征时间尺度和特征空间尺度的统称。所谓特征时间尺度,是指能够体现系统本质变化的最短时间跨度;与特征时间尺度相对应的空间范围被称为特征空间尺度。系统特征尺度定义中的关键是“本质特征”,这一“本质”是一事物区别于其他事物的标志,系统特征尺度反映了系统在保持其特定本质特征状态下的时空范围。同时,系统又是在不断发展演变的,当客观事物的发展演化发生了质变时,标志着事物性质的根本变化,表现为系统特征的根本变化,即系统的临界状态变化。“临界”的概念最早源于物理学,意思是说,对于一个物理系统,其性质随着物理参数的变化而变化,当物理参数达到或超过某一阀值时,物理性质将发生突变,超导现象就是典型的临界行为。诺贝尔奖获得者普里高津(Prigogine)在研究非线性热力学系统时发展出了一套从混沌到有序的科学理论,其核心思想之一就是系统在临界分叉点上的选择[8]。
为社会经济发展提供基础保障的矿产资源具有明显的系统特征。研究表明,一国家或一定区域随着工业化发展的不同进程,对矿产资源的消费和需求强度表现出明显的周期性变化规律,即矿产资源的系统特征时间尺度。在某一特定的特征时间尺度范围内,矿产资源的消费呈现出一种倒“U”字型分布,其变化过程由初始、增长、成熟和衰落四个阶段组成。这种对矿产资源消费强度的阶段划分与地区工业化发展过程的初期、中期和后期三个阶段大体相适应(见图1)。矿产资源消费需求的这一发展变化特征,表现出矿产资源系统在保持其特定资源消费结构状态下,一个完整的系统特征尺度范围内的发展演化过程[9]。
区域矿产资源系统不仅表现为特定系统性质特征时间尺度范围内的消费需求变化规律,从更长的时间尺度上来考察,矿产资源系统表现出明显的非线性和非平衡特征。当控制参数达到某一阀值λ0时,系统将发生分叉,系统在分叉点上所面临的选择可能很多,但总体上可以划分为新资源结构(机会型或可持续性分支)、混合资源结构(波动性分支)和原资源结构(危机型或不可持续性分支)(见图2)。矿产资源系统在分叉点上具体选择哪一个分支取决于系统所掌握的知识、信息、偏好和对未来的预期。
上述矿产资源系统通过临界点选择实现的系统更替与演进规律,已被世界各国工业化发展过程中矿产资源消费结构的现实演变过程所证实。根据世界上不同地区工业化发展对矿产资源投入大规模开发的先后,区域工业化发展不同阶段的矿产资源消费结构大体上划分为三大基本类型,每一种类型都有各自的主导矿种。具体类型划分及代表金属与能源矿种为:①传统类型-主导矿种有煤、铁、铜、铅、锡等矿种;②现代类型-主导矿种有石油及天然气、铝、铬、锰、镍、钒等矿种;③新型类型-主导矿种有铀、钴、锗、铂、稀土元素以及钛等矿种。由此形成了传统矿产资源系统、现代矿产资源系统和新型矿产资源系统在社会经济发展时间维度上的依次叠瓦状更替与演进规律(见图3)。
由区域矿产资源系统特征尺度及其临界演进规律可知,区域矿产资源的可持续发展存在着两种时间尺度上的含义。一种是某一特定矿产资源结构基础上,在其系统特征尺度时间范围内的可持续性;另一种是在更长的时间尺度上,建立在系统临界点上及时科学的系统选择与更替上的可持续性,矿产资源可持续利用的真正内涵是这两种可持续性的综合。因此,建立在上述矿产资源可持续利用内涵基础上,研究区域未来一定时期矿产资源消费需求的发展变化趋势,以及由此来规划和确定本地区矿产资源开发利用的战略和对策,必须首先准确判断地区所处的系统特征状态,是处于某一系统特征尺度内的缓慢演进状态,还是处于系统发展演化的临界状态,才能对未来本地区矿产资源消费需求态势做出一个较为准确的分析和判断,从而确定不同的战略规划和对策,即矿产资源系统特征尺度内的精益战略选择和矿产资源系统的临界战略选择。
3 基于系统特征尺度的矿产资源开发利用精益战略选择
当矿产资源系统演化处于远离临界点的稳定状态时,区域社会经济发展的矿产资源需求处于某一特定资源需求结构基础上相对缓慢的量变过程。此时,如果从区域矿产资源系统特征时间尺度内某一时间点截面来观察系统运行特征,区域矿产资源系统是地区空间范围内,矿产资源勘查、开发、加工、利用等环节和过程构成的复杂大系统。按照其各组成部分的功能差异,又可进一步划分为矿产资源勘查、矿产资源采选、矿产资源加工和矿产资源利用四个次一级的子系统,这四个子系统之间表现为相互影响、相互制约的作用关系(见图4)。一方面,四个子系统相互依从,没有前一个环节的作用,后一个环节将无法进行。随着矿产资源勘查、采选、加工和利用的不断深入,前一个环节构成了后一个环节的前提和基础。区域矿产资源的现实可供量,是由其中最薄弱环节上的生产能力和水平决定的;另一方面,后一环节对前面的环节具有很强的反作用。如果后一环节的资源利用不合理,会造成资源浪费,加重以前环节的工作强度。正是区域矿产资源系统各环节的相互作用和相互影响,构成了整个区域矿产资源系统的整体功能和本质特征。
由图中可以看出,在系统时间尺度范围内的任一时间点上,区域矿产资源系统均表现为相同的系统作用要素构成,不同的是,在不同的时间点上,即系统发展变化的不同阶段,各个作用要素的作用强度存在着明显的差异性。在系统运行的初始期和增长期,表现为区域经济发展对本地区现有资源储量的大量消耗,其它作用因素影响程度较小;当系统逐步进入成熟期和衰退期时,随着产业结构的调整、资源加工深度的加大、资源勘查、开发、利用等环节的技术进步,表现为矿产资源系统开源要素(包括:发现新的矿产资源、开发替代资源、非资源的资源化、矿产品进口、国外资源的开发利用等)和节流要素(包括:提高资源的加工深度、提高矿产资源的采选回收率、矿产资源的循环利用、综合利用矿产资源、降低单位产品的资源消耗等)作用强度的增大,实现了对地区原有资源储量消耗强度的降低,从而构成了区域矿产资源系统的波状运行特征。在这种情况下,要实现区域矿产资源的可持续利用,则必须保证系统输入和输出的动态平衡。根本的选择在于以技术进步为标志的矿产资源开发利用过程精益战略的选择与实施。通过矿产资源系统勘查、采选、加工和利用各个环节的技术进步,增加资源的有效存量和提高资源的利用率[10][11],从提高矿产资源开源与节流各个要素的精益程度来保证一定时期内,系统的输入应大于或至少等于系统的输出。鉴于发展中国家和地区社会经济发展的实际,由于充分借鉴了发达国家和地区的发展经验和教训,以及发达国家资金、技术、管理等要素的输入,目前发展中国家和地区工业化发展的速度和步伐在明显加快,矿产资源系统特征时间尺度明显变短,使得矿产资源消费强度的曲线分布区间变窄,对矿产资源需求强度的增长速度明显加快,表现为短期内对矿产资源消耗需求量的大幅度增长,使得一定时期内资源需求的增长速度远远大于系统自身的供应能力和区域生态环境的承载能力,导致地区经济发展过程中的资源供应和生态环境压力增大(如我国目前出现的资源与环境问题)。因此,必须加快产业结构调整,加快资源勘查、加工、利用各个环节的技术进步,全面实施矿产资源开发利用的精益战略,切实提高矿产资源的开发利用效率和技术贡献率,才能实现资源供应、经济发展和环境保护的协调,实现区域矿产资源的可持续利用。
4 矿产资源系统演变状态的临界战略选择
矿产资源的可持续利用既包含系统特征尺度范围内量变意义上的持续性,又包含不同资源消费结构系统演化质变意义上的持续性,是通过系统不断量变和质变的循环往复演化过程来实现区域矿产资源的可持续性,而这一过程的另一关键点就在于系统远离平衡态时临界战略的正确选择。
矿产资源系统的临界状态和分叉点类型与控制参数密切相关。在构建矿产资源系统模型时,环境对系统的影响就表现为参数。矿产资源系统的环境发生变化(不同工业化发展阶段地区产业结构对矿产资源的消费构成发生了变化)就导致控制参数发生变化。环境对矿产资源系统的非平衡约束能够使隐藏在系统非线性特征之中的复杂动力学行为充分展现出来,使矿产资源系统远离平衡态,出现临界状态和分叉行为。此时,对于矿产资源系统发展的战略选择来说,客观上存在着三种类型的战略选择。第一类是新资源结构战略,即机会型或可持续性战略。这一战略选择随着地区工业化进程的不断发展,适时地实现了矿产资源构成结构的转变,由传统类型的资源结构转移到现代类型的资源结构,再到新型类型的资源结构等,从而保证了地区社会经济的可持续发展,也实现了矿产资源的可持续发展(见图5)。如在人类社会发展过程中,能源消费不但在数量上不断增加,而且在能源结构上也发生了变化,先后经历了柴薪为主阶段、煤炭为主阶段、石油和天然气为主阶段,以及未来的核电为主阶段、太阳能及风能为主阶段等。能源系统结构的演变与更替,向人们展示了矿产资源可持续利用的现实远景。第二类是混合资源结构战略,即波动性分支战略。本战略选择基于地区的资源基础特征,采用了旧资源结构与部分新资源结构的结合,由于区域资源与经济结构的不适应,造成经济发展受到资源供应的制约,表现出区域经济发展的资源代价增大。第三类是原有资源结构战略,即危机型或不可持续性分支战略。本战略选择往往过分地强调本地区原有的资源优势,没有及时地实现资源结构随着产业结构的升级而转换,基于特定类型资源自身的有限性和不可再生性,表现出地区矿产资源系统资源供应能力的不足。
5 结 论
区域矿产资源的可持续利用,其关键的问题在于“发展”,在于地区矿产资源系统的结构和内涵随着社会经济发展的要求和需要不断地演变和更新。这一可持续发展过程依赖于系统特征尺度范围内矿产资源供应和消费产业链运行中以技术进步为特征的精益战略选择和实施。可通过矿产资源系统勘查、采选、加工和利用各个环节的技术进步,增加资源的有效存量和提高资源的利用率,从提高矿产资源开源与节流各个要素的精益程度来保证一定时期内,系统的输入应大于或至少等于系统的输出。这一可持续发展过程还取决于矿产资源系统演化更替过程中临界战略的及时选择与正确实现。矿产资源系统的临界状态和分叉点类型与控制参数密切相关,对于矿产资源系统发展的战略选择来说,客观上存在着三种类型:第一类是新资源结构战略,是机会型或可持续性战略;第二类是混合资源结构战略,是波动性分支战略;第三类是原有资源结构战略,是危机型或不可持续性分支战略。当前我国面临的资源短缺和环境污染问题,根本的原因不是资源的供应能力不足,而是产业技术落后及资源低水平利用造成的需求压力和环境负荷。现实的解决途径是加快产业结构调整,提高资源开发利用的技术进步。因此,实现区域矿产资源可持续利用的根本途径在于适应社会经济发展需求条件下精益战略选择和临界战略选择的循环往复和有机结合。纵向上实现资源供应与社会经济发展的需求相适应,横向上满足矿产资源开发和利用不突破生态环境的承载水平,并随着工业化发展的进程要求,及时地完成资源结构的更替与变迁,从而实现矿产资源的可持续利用和资源、环境、经济的协调发展。
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