CN107491846A - 采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，包括：确立了等别分值算法，量化了技术经济成本评价指标体系特征，实现了煤炭资源地质技术经济评价；确立了区位系数和井深系数算法，量化了待评价煤矿区外部环境和垂向变化特性，实现了区位环境特征的经济评价；根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，建立了待评价子煤矿层的全成本价格评价方案。基于采出率经验方法在经济可行性、技术可行性、环保可行性等约束之下，实现了目标煤矿区经济技术可供储量评价，结果可靠性高，易于推广应用。

Description

采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法
技术领域
本发明涉及一种能源可供性评价技术领域，尤其涉及一种煤炭资源可供性评价方法。
背景技术
目前，煤炭资源经济评价可以采用的方法主要有采用净现值法(Net PresentValue，简称NPV)和地质类比法。
净现值法用于已生产矿山的经济可供性评价，需要估算和确定销售收入、矿山建设总投资、固定资产折旧和回收、总成本费用(包括：采矿成本、选矿成本、销售费用、管理费用、财务费用、矿产资源补偿费和土地复垦费)、税费等相关评价参数，评价精度较高。但也存在较多弊端：(1)完全基于项目财务盈利状况，仅适合矿区/煤田层级，不适合更大空间尺度的评价；(2)仅适用于现金流稳定的项目，评价精度高度依赖于数据的准确性与完整性；(3)财务数据一般涉及商业秘密，企业通常不会全部提供，数据不易获取。
地质类比法用于未生产矿山的技术经济可供性评价，以勘探程度较高的矿区作为类比标准，通过对地质参数的比较和归类分析，预测未生产矿山的煤炭资源可供储量与可供价格，适合从矿山到区域乃至全球不同空间尺度的技术经济评价。该方法主要基于地质参数，只能体现待评价矿山的内部成本。
上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，其应用煤炭资源的技术经济特征、区位经济特征及垂向变化特性来确定煤矿井的全成本价格，实现目标矿区煤炭资源经济技术可供性评价，结果可靠性高，易于推广应用。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，包括：
获取待评价煤矿区的区位系数，所述区位系数是通过对待评价煤矿区进行区位经济评价确定的；
当待评价煤矿区划分为多个依次邻接的待评价子煤矿层后，获取各待评价子煤矿层的井深平均值；
针对每一个所述待评价子煤矿层：
对所述待评价子煤矿层进行技术经济评价以确定其等别分值；
根据所述等别分值，确定所述待评价子煤矿层的煤矿井吨煤成本；
根据所述井深平均值，确定所述待评价子煤矿层的井深系数；
根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，确定所述待评价子煤矿层的全成本价格。
进一步地，所述的方法中，所述确定所述待评价子煤矿层的全成本价格的步骤之后，还包括：
根据预先确定的经验采出率，确定所述待评价子煤矿层的可采出量。
进一步地，所述的方法，还包括：
针对当前区域内的所有的待评价煤矿区，根据各待评价子煤矿层的全成本价格及可采出量，获取当前区域内预设成本价格的可采出量。
进一步地，所述的方法中，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
对待评价煤矿区进行区位经济评价确定其区位系数步骤；和/或
对待评价煤矿区进行区位经济评价确定其区位系数，包括：
根据预先确定的煤炭资源区位经济评价关键指标集，确定待评价煤矿区的区位经济等分值；
根据所述区位等分值，预先确定的、与煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位权重系数，利用第一公式确定待评价煤矿区的区位系数R，所述第一公式为
其中ri为第i个区位经济评价关键指标的区位等分值，Wi为第i个区位经济评价关键指标的区位权重系数，m为区位经济评价关键指标的总数目。
进一步地，所述的方法中，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
确定煤炭资源区位经济评价关键指标集及其对应的区位权重系数的步骤，其包括：
收集用于煤炭资源概略技术经济评价的区位经济评价指标；
获取收集的区位经济评价指标之间的区位关联度系数；
将全部的大于预设值的区位关联度系数对应的区位经济评价指标组成所述煤炭资源区位经济评价关键指标集，所述煤炭资源区位经济评价关键指标集包括：
大气承载力、土地资源承载力、水资源承载力、地表移动变形、地下水流失、矿井水类型、固体废弃物、人力资源供应、电力供应、交通运输；；
根据所述煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位关联度系数，将所述煤炭资源区位经济评价关键指标集中的全部区位关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部区位关键指标；
应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部区位关键指标对应的区位权重系数。
进一步地，所述的方法中，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
确定煤炭资源技术经济评价关键指标集及其对应的技术权重系数的步骤，其包括：
收集用于煤炭资源概略技术经济评价的技术经济评价指标；
获取收集的技术经济评价指标之间的技术关联度系数；
将全部的大于预设值的技术关联度系数对应的技术经济评价指标组成所述煤炭资源技术经济评价关键指标集，所述的煤炭资源技术经济评价关键指标集包括：
主采煤层单层厚度、结构复杂程度、煤层倾角、煤层稳定性、煤矿井水害、煤与瓦斯突出、地热、煤自燃、上覆盖松散层厚度、煤层埋深、褐煤、其他煤种；
根据所述煤炭资源技术经济评价关键指标集对应的技术关联度系数，将所述煤炭资源技术经济评价关键指标集中的全部技术关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部技术关键指标；
应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部技术关键指标对应的技术权重系数。
具体地，所述的方法中，对所述待评价子煤矿层进行技术经济评价以确定其等别分值，包括：
根据预先确定的煤炭资源技术经济评价关键指标集，确定所述待评价子煤矿层的等分值；
根据所述等分值，预先确定的、与煤炭资源技术经济评价关键指标集对应的技术权重系数，确定待评价子煤矿层的等别分值x。
具体地，所述的方法中，所述根据所述等别分值，确定所述待评价子煤矿层的煤矿井吨煤成本，包括：
根据第三公式确定与所述等别分值对应的煤矿井吨煤成本Y，所述第三公式为：
Y＝ax2-bx+c，其中，a、b、c均为正数常值，x为等别分值。
具体地，所述的方法中，所述根据所述井深平均值，确定所述待评价子煤矿层的井深系数，包括：
根据第四公式确定所述井深系数h，所述第四公式为：
其中，h为所述井深系数，H为待评价子煤矿层的井深平均值，H0为基准煤矿层的井深平均值，α为正数的百分比值。
具体地，所述的方法中，根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，确定所述待评价子煤矿层的全成本价格，包括：
根据第五公式确定所述待评价子煤矿层的全成本价格Z，所述第五公式为：
其中，Z为待评价子煤矿层的全成本价格，h为待评价子煤矿层的井深系数，Y为待评价子煤矿层的吨煤成本，R为待评价煤矿区的区位系数；Z0为基准煤矿层的全成本价格，Y0为基准煤矿层的吨煤成本，R0为基准煤矿层所属的基准煤矿区的区位系数。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，通过等别分值，量化了技术经济评价指标体系，建立了等别分值与坑口成本之间的本构方程；通过区位系数和井深系数覆盖待评价煤矿区的外部环境和垂向变化特性，实现了全成本价格核算；结果可靠性高，易于推广应用。
附图说明
图1为本发明一个实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法中应用的指标及层级示意图；
图3为本发明实施例中采用的表2；
图4为本发明实施例中采用的表5及表8；
图5为采用本发明实施例的方法得到的某地区我国煤炭资源可供成本-可供储量示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明一个实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，包括：
获取待评价煤矿区的区位系数，所述区位系数是通过对待评价煤矿区进行区位经济评价确定的；
当待评价煤矿区划分为多个依次邻接的待评价子煤矿层后，获取各待评价子煤矿层的井深平均值；
针对每一个所述待评价子煤矿层：
对所述待评价子煤矿层进行技术经济评价以确定其等别分值；
根据所述等别分值，确定所述待评价子煤矿层的煤矿井吨煤成本；
根据所述井深平均值，确定所述待评价子煤矿层的井深系数；
根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，确定所述待评价子煤矿层的全成本价格。
至此，本实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法能够对待评价煤矿区逐煤矿层地确定其全成本价格。具体实施时，在确定待评价子煤矿层的全成本价格、之后，还可以：
根据预先确定的经验采出率，确定所述待评价子煤矿层的可采出量。
至此，本实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法能够对待评价煤矿区逐煤矿层地确定其全成本价格及其对应的可采储量。
进一步地，还可以：
针对当前区域内的所有的待评价煤矿区，根据各待评价子煤矿层的全成本价格及可采出量，获取当前区域内预设成本价格的可采出量。
至此，本实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法可以对指定的区域内的所有指定待评价煤矿综合地进行可供性分析。例如，可以利用本实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法分析某一地区、某一省市、或全国的煤炭资源中长期经济可供性也即对应于指定成本价格的可供储量。
本实施例的方法在获取待评价煤矿区的区位系数之前，需要先对待评价煤矿区进行区位经济评价确定其区位系数。
在对待评价煤矿区进行区位经济评价确定其区位系数时，包括以下步骤：
根据预先确定的煤炭资源区位经济评价关键指标集，确定待评价煤矿区的区位经济等分值；
根据所述区位等分值，预先确定的、与煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位权重系数，利用第一公式确定待评价煤矿区的区位系数R，所述第一公式为
其中ri为第i个区位经济评价关键指标的区位等分值，Wi为第i个区位经济评价关键指标的区位权重系数，m为区位经济评价关键指标的总数目。
本实施例的方法在获取待评价煤矿区的区位系数之前，需要先确定煤炭资源区位经济评价关键指标集及其对应的区位权重系数。
在确定煤炭资源区位经济评价关键指标集及其对应的区位权重系数时，包括以下步骤：
收集用于煤炭资源概略技术经济评价的区位经济评价指标；
获取收集的区位经济评价指标之间的区位关联度系数；
将全部的大于预设值的区位关联度系数对应的区位经济评价指标组成所述煤炭资源区位经济评价关键指标集，所述煤炭资源区位经济评价关键指标集包括：
大气承载力、土地资源承载力、水资源承载力、地表移动变形、地下水流失、矿井水类型、固体废弃物、人力资源供应、电力供应、交通运输；
根据所述煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位关联度系数，将所述煤炭资源区位经济评价关键指标集中的全部区位关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部区位关键指标；
应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部区位关键指标对应的区位权重系数。
具体地，获取收集的区位经济评价指标之间的区位关联度系数；将全部的大于预设值的区位关联度系数对应的区位经济评价指标组成所述煤炭资源区位经济评价关键指标集可以包括以下步骤：
第一步：确定分析数列。
建立指标参数间的比较数列Xi＝{Xi(k)|k＝1,2,…,n},i＝0,1,2,…,n.
其中，Xi(k)为行序i指标与列序k指标之间的关系密切程度；对于ξ∈(0,1)，令
式中，ξ称为分辨系数，具体取值可视情况而定。当ξ＝0.5463时，分辨力最好，通常取0.5。
第二步，灰色关联四公理检验
若实数满足灰色关联四公理：
1)规范性
0＜γ(X0,Xi)≤1，
2)整体性
对于Xi,Xj∈X＝{Xs|s＝0,1,2,…m；m≥2}有γ(Xi,Xj)≠γ(Xj,Xi),i≠j
3)偶对对称性
对于Xi,Xj∈X，有
4)接近性
|X0(k)-Xi(k)|越小，γ(x0(k),xi(k))越大
则称γ(X0,Xi)为Xi与X0的灰色关联度，γ(x0(k),xi(k))为Xi与Xj在k点的关联系数。
第三步，求序列的初值像(或均值像)。令
X′i＝Xi/xi(1)＝(x′i(1),x′i(2),…x′i(n)),i＝0,1,2,…,m (公式2)
第四步，求差序列。记
Δi(k)＝|x'0(k)-x′i(k)|,Δi＝(Δi(1),Δi(2),…,Δi(n)),i＝0,1,2,…,m (公式3)
第五步，求两极最大差与最小差。记
第六步，求关联系数
第七步，计算关联度
根据所述煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位关联度系数，将所述煤炭资源区位经济评价关键指标集中的全部区位关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部区位关键指标；应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部区位关键指标对应的区位权重系数。
需要说明的是，在获取区位权重系数时，既可以采用自上而下逐层求解的方法，也可以采用全部的层级参数的权重系数一并求解的方法。
应用专家评分法确定煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位权重系数可以采用以下方法来实现：
第一步，通过不同领域的专家对同一层级的不同指标进行重要度打分，构成两两判断矩阵A；
第二步，权重计算；
设矩阵A的最大特征根为λmax其相应的特征向量为W，则AW＝λmaxW (公式7)
判断矩阵每一行元素的乘积
计算Mi的n次方根
对向量归一化，ω即为指标权重。
以上式中，W为判断矩阵A的最大特征向量，λmax为矩阵A的最大特征值，ω则为特征向量W的权重。
以上通过区位系数对待评价煤矿井的外部环境对成本价格的影响进行定量地分析。以下，采用等别分值对待评价煤矿井的技术指标对成本价格的影响进行定量地分析。
进一步地，所述的方法中，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
确定煤炭资源技术经济评价关键指标集及其对应的技术权重系数的步骤，其包括：
收集用于煤炭资源概略技术经济评价的技术经济评价指标；
获取收集的技术经济评价指标之间的技术关联度系数；
将全部的大于预设值的技术关联度系数对应的技术经济评价指标组成所述煤炭资源技术经济评价关键指标集，所述的煤炭资源技术经济评价关键指标集包括：
主采煤层单层厚度、结构复杂程度、煤层倾角、煤层稳定性、煤矿井水害、煤与瓦斯突出、地热、煤自燃、上覆盖松散层厚度、煤层埋深、褐煤、其他煤种评价值；
根据所述煤炭资源技术经济评价关键指标集对应的技术关联度系数，将所述煤炭资源技术经济评价关键指标集中的全部技术关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部技术关键指标；
应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部技术关键指标对应的技术权重系数。
具体地，所述的方法中，对所述待评价子煤矿层进行技术经济评价以确定其等别分值，包括：
根据预先确定的煤炭资源技术经济评价关键指标集，确定所述待评价子煤矿层的等分值；
根据所述等分值，预先确定的、与煤炭资源技术经济评价关键指标集对应的技术权重系数，确定待评价子煤矿层的等别分值。
采用等别分值对待评价煤矿井的技术指标对成本价格的影响进行定量地分析的具体算法与通过区位系数对待评价煤矿井的外部环境对成本价格的影响进行定量分析的具体算法类似，都可以采用灰度系统的关联度理论、专家评分法及分层分析法，这里不再赘述。
具体地，所述的方法中，所述根据所述等别分值，确定所述待评价子煤矿层的煤矿井吨煤成本，包括：
根据第三公式确定与所述等别分值对应的煤矿井吨煤成本Y，所述第三公式为：
Y＝ax2-bx+c，其中，a、b、c均为正数常值，x为所述等别分值。
需要说明的是，a、b、c的值是根据对比已知煤矿井成本价格与等别分值之间的散点图进行二次多项式拟合得到的。例如，根据鄂尔多斯盆地矿井资料，拟合得到的a取值为189.32，b取值为374.55，c取值为283.83。
具体地，所述的方法中，所述根据所述井深平均值，确定所述待评价子煤矿层的井深系数，包括：
根据第四公式确定所述井深系数h，所述第四公式为：
其中，h为所述井深系数，H为待评价子煤矿层的井深平均值，H0为基准煤矿层的井深平均值，α为正数的百分比值。
需要说明的是，这里，井深的单位是米，待评价子煤矿层与基准煤矿层的井深的差值不大于500m。优选地，α取值为5％～10％，更加优选地，α取值为7.1％。
需要说明的是，这里的基准煤矿井或基准煤矿层是与待评价煤矿井及其待评价子煤矿层具有相似属性的、已开采或已评价过的煤矿井。
具体地，所述的方法中，根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，确定所述待评价子煤矿层的全成本价格，包括：
根据第五公式确定所述待评价子煤矿层的全成本价格Z，所述第五公式为：
其中，Z为待评价子煤矿层的全成本价格，h为待评价子煤矿层的井深系数，Y为待评价子煤矿层的吨煤成本，R为待评价煤矿区的区位系数；Z0为基准煤矿层的全成本价格，Y0为基准煤矿层的吨煤成本，R0为基准煤矿层所属的基准煤矿区的区位系数。
本发明实施例的采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，通过等别分值，量化了技术经济评价指标体系，建立了等别分值与坑口成本之间的本构方程；通过区位系数和井深系数覆盖待评价煤矿区的外部环境和垂向变化特性，其应用煤炭资源的技术经济特征与区位经济特征来确定煤矿井的全成本价格，实现了全成本价格核算；结果可靠性高，易于推广应用。
本发明实施例的基于类比法的煤炭资源概略技术经济评价方法属于国家、区域或行业能源可供性评价技术领域。本发明实施例解决了其他评价技术存在的资源空间组合分析淡化、对资源开发利用中的一些限制或优势分析不够等等问题，运用资源有效供给的理论，创立了概略技术经济评价方法，包含一套评价组合算法、一套评价指标体系和一套评价技术方案。
本发明的一个实施例针对现金流量法及传统地质类比法的不足，创建了一套评价算法组合，构建了一套评价指标体系，建立了一套评价技术方案。具体地，基于类比法原理，将地质条件不同、区位环境与经济条件各异的不同区域，运用等别数值、区位系数和埋深调整系数进行评价，充分发挥定量类比与经验类比的各自优势，从根本上解决了以往评价技术存在的资源空间组合分析淡化，以及对资源开发利用中的一些限制或优势分析不够等问题。
本发明的一个实施例包括以下步骤：
1.煤炭资源技术经济评价指标体系建立
这里的技术经济指标体系即内部成本指标体系。
(1)相关指标提出
对比总结现行煤炭资源经济可供性评价方法的不足与存在问题，通过研究煤炭相关的技术规程与行业标准等资料，研究和评价在影响煤炭资源区位经济成本投入的矿井地质条件、矿井开采条件、自然灾害条件、技术装备条件等因素，以及影响产出因素的煤类、煤质等条件，进而提出一系列的相关指标。
(2)评价指标筛选
引入灰色系统的关联度理论，围绕目标层，通过算子作用去量度各个指标的科学合理性，然后剔除绝对影响较小的指标，保留影响较大的指标。
第一步：确定分析数列。
建立指标参数间的比较数列Xi＝{Xi(k)|k＝1,2,…,n},i＝0,1,2,…,n.
其中，Xi(k)为行序i指标与列序k指标之间的关系密切程度，Xi(k)取值可参看表1。
表1 指标之间密切程度标度
对于ξ∈(0,1)，令
式中，ξ称为分辨系数，具体取值可视情况而定。当ξ＝0.5463时，分辨力最好，通常取0.5。
第二步，灰色关联四公理检验
若实数满足灰色关联四公理：
1)规范性
0＜γ(X0,Xi)≤1，
2)整体性
对于Xi,Xj∈X＝{Xs|s＝0,1,2,…m；m≥2}有γ(Xi,Xj)≠γ(Xj,Xi),i≠j
3)偶对对称性
对于Xi,Xj∈X，有
4)接近性
|X0(k)-Xi(k)|越小，γ(x0(k),xi(k))越大
则称γ(X0,Xi)为Xi与X0的灰色关联度，γ(x0(k),xi(k))为Xi与Xj在k点的关联系数。
第三步，求序列的初值像(或均值像)。令
X′i＝Xi/xi(1)＝(x′i(1),x′i(2),…x′i(n)),i＝0,1,2,…,m
第四步，求差序列。记
Δi(k)＝|x'0(k)-x′i(k)|,Δi＝(Δi(1),Δi(2),…,Δi(n)),i＝0,1,2,…,m
第五步，求两极最大差与最小差。记
第六步，求关联系数
第七步，计算关联度
最后，通过量化出来的指标关联度的大小排序，剔除无关紧要的指标。
(3)技术经济成本评价指标体系确立
需要说明的是，技术经济成本评价指标即内部成本评价指标。
如图2所示，根据对我国煤矿生产实践的经验总结，影响矿井投入的客观因素可以从基本生产条件和自然灾害来分析，其中地质条件又可以从断层、褶皱、火成岩侵入、煤层稳定性、顶底板条件、倾角、其它地质因素等七个方面来综合反映。通过前述分析，围绕影响煤矿井内部成本的指标因素，引入灰色系统理论的关联度算法，基于层次分析法建立内部成本评价指标体系。
2.煤炭资源技术经济评价指标体系等别评价
(1)一级指标进行等分取值
指标的等级分值是根据煤炭相关技术标准与规程要求确定的，而对于涉及到不同技术标准或规程要求的指标，就需要对不同的技术标准或规程进行组合联系，建立连续指标，然后划分等级，确定分值，具体如图3中的表2所列。下面以煤层可采连续性指标为例予以说明。
煤层可采连续性指标涉及到煤层的稳定性划分标准与复杂程度标准，则可根据煤层稳定性(表3)与构造复杂程度(表4)复合为煤层可采连续性指标，煤层可采连续性指标划分为五级，具体如附图4中的表5所列。
表3 煤层稳定性划分表
注：依据《煤矿安全规程》(2016版)、《煤矿地质工作规定》(2015)。
表4 煤矿(田)构造复杂程度分类
注：《煤矿地质工作规定》(2015)第十一条将地质构造复杂程度分为：简单构造、中等构造、复杂构造、极复杂构造。
(2)一级指标权重赋值
1)应用层次分析法对相关指标进行层次化划分和分类
采用集地质专家、经济专家、环保专家、社会学者等不同领域的专家对同一层级的不同指标进行重要度打分(表6)，构成两两判断矩阵(表7)。由专家侧重方向与认知的不同带来的差异，通过将差异反馈给专家、专家重新评估再对判断矩阵进行调整，直至专家意见趋于一致性方确定判断矩阵。
表6 相对重要性比例标度
表7 二级约束层构建的两两判断矩阵
2)判断矩阵的权重计算
设矩阵A的最大特征根为λmax其相应的特征向量为W，则AW＝λmaxW
判断矩阵每一行元素的乘积
计算Mi的n次方根
对向量归一化，ω即为指标权重。
计算判断矩阵的最大特征根
以上式中，W为判断矩阵A的最大特征向量，λmax为矩阵A的最大特征值，ω则为特征向量W的权重。
3)判断矩阵一致性的检验
由于客观事物的复杂性及决策者认识的主观性，对判断矩阵需要做一致性检验。一致性指标计算公式如下：
为了度量不同阶数判断矩阵是否具有满意的一致性，需引入判断矩阵的平均随机一致性指标RI值，1～15阶判断矩阵的RI值如附图4中的表8所示。当阶数大于2，判断矩阵的一致性比率CR＝CI/RI<0.10时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，否则需要调整判断矩阵，以使之具有满意的一致性。
4)权重赋值
通过判断矩阵一致性检验成功之后，该判断矩阵的即为各指标的权重。表9即为图2中内部成本指标体系，也即煤炭资源技术经济评价指标的权重系数。
表9 煤炭资源技术经济评价指标权重系数
(3)等别分值计算
根据煤炭资源技术经济评价指标的等分值与相应指标的权重值，逐层累加计算出煤炭资源技术经济等别分值(后文将简称等别分值)。
等别分值
其中，i＝1,2,…n，Zi为第i个指标的等分值，ki为对应指标的权重值。
3.基于等别分值的成本算法
该等别分值蕴含以下几层意思：①它反映了资源的地质赋存状态-煤层连续延展之规模，煤层厚度变化情况；煤层自身及其围岩地质环境状态-瓦斯、水、地热、自燃等安全隐患。②它既是资源产出能力的约束条件，又是生产效率的代表性指标。③它还是生产成本的代表性指标。由此可知：等别分值是实物量评价向价值量评价转化的桥梁，也是技术评价向经济评价转化的纽带。故而，等别分值与矿井成本关系密切。
4.区位系数计算方法
需要说明的是，区位经济成本指标评价体系即外部成本指标评价体系。
区位系数是指待评价煤矿区外部环境条件的统称，该外部环境既包括生态环境条件，也包括区位社会环境条件，同时也包括煤炭开采过程对前述条件的影响。而区位系数则是对外部环境条件的一种量化表征，为量化表征煤矿外部环境条件对煤吨煤价格的影响作用，本发明通过调研分析各类井型吨煤投资数据，并引入前述的灰色系统关联算法和层次分析法，最终确立了外部成本评价指标体系和等分值与权重值(如表10所列)。
区位系数则是由待评价煤矿区外部环境经济指标的实际情况并参照对比煤井指标所得等分值与指标权重值之间的乘积累加可得。
据此方法并依据我国不同煤矿区所处区位的自然地理状况和经济发达程度，对我国100个重点煤矿区进行划分，划分为8类(区位系数分别为90、80、75、70、65、60、55、50)，见表11。
5.成本关系换算方法
由已知矿井吨煤成本、等别分值和待评价矿区等别分值，再比照煤矿井吨煤成本Y与等别分值x之间方程式Y＝189.32×x2-374.55×x+283.83(公式17)，经比例关系换算，即可得到待评价矿区吨煤成本。
具体算法是，假设A矿井等别分值为0.8和吨煤成本为360，而B矿的区等别分值为0.7，经比例关系
换算，则可得到B矿区的生产成本为
需要说明的是，这里的待评价煤矿区即前文中的待评价子煤矿层。
6.井深系数调整算法
开采成本随开采深度的增加而上升，此定性关系是确定的，详见表12。由表12可知，矿井采深每增加100m，成本上升3％～8％，平均为
表10 外部成本指标区间选项及权重值
表11 我国100个重点矿区区位系数表
表12 矿井深度与成本统计值与计算值对比表
7.全成本换算算法
根据成本关系方法得到待评价子煤矿层成本之后，通过井深系数与区位系数校正，即可得到待评价煤矿区全成本数值。比例关系是：
至此，可得出待评价矿区全成本。
需要说明的是，这里的待评价煤矿区即前文中的待评价子煤矿层。
8.可供性评价
首先，根据全国煤矿采出率数据统计，可得到经验采出率关系是：
精查＝(A+B+C)×60％×70％ (公式20)
然后，基于前述几步得出的全成本数据，结合经验采出率，就可以进行可采出量估算，进而进行煤炭资源技术经济可供性评价。
本申请提出的方法包含一套评价组合算法、一套评价指标体系和一套评价技术方案。可用于煤炭资源矿区、区域性、全国性、全球性等不同空间尺度的经济可供性评价，亦可推广应用于非煤固体矿产资源的经济可供性评价，支撑企业投资决策和政府政策调控。本方法已成功应用于“我国煤炭资源对2020年、2025年和2030年国民经济建设保障程度论证与评价”项目，效果良好。
以2013年全国煤炭保有资源储量资料为依据，开展煤炭资源概略技术经济评价，具体步骤方法如下：
(1)提取中国2013年全国煤炭保有资源储量资料，应用煤炭资源区位经济评价指标体系等别方法，进行等别计算，具体情形统计结果如表13。
表13 各地区煤炭资源储量等别所占比例(％)
(2)应用等别分值与成本关系算法、井深调整系数算法、全成本换算算法和经验采出率关系算法，得到煤炭资源储量成本与可供开采储量数据(表14)。
表14 煤炭资源储量成本—吨位测算表(单位：元/吨；亿吨)
(3)根据前述(2)的结果其在对应级别资源储量中的比值情况(表15)，进行反推，即可得到2013年不同成本下的煤炭可供储量和不同成本价格下的煤炭可供储量。
表15 不同成本的资源储量占评价总量的比值(单位：元/吨，亿吨，％)
图5为采用本发明实施例的方法对我国煤炭资源采用类比法进行概略技术经济评价后，绘制的可供成本-可供储量示意图。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种采用类比法对煤炭资源进行概略技术经济评价的方法，其特征在于，包括：
获取待评价煤矿区的区位系数，所述区位系数是通过对待评价煤矿区进行区位经济评价确定的；
当待评价煤矿区划分为多个依次邻接的待评价子煤矿层后，获取各待评价子煤矿层的井深平均值；
针对每一个所述待评价子煤矿层：
对所述待评价子煤矿层进行技术经济评价以确定其等别分值；
根据所述等别分值，确定所述待评价子煤矿层的煤矿井吨煤成本；
根据所述井深平均值，确定所述待评价子煤矿层的井深系数；
根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，确定所述待评价子煤矿层的全成本价格。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述待评价子煤矿层的全成本价格的步骤之后，还包括：
根据预先确定的经验采出率，确定所述待评价子煤矿层的可采出量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
针对当前区域内的所有的待评价煤矿区，根据各待评价子煤矿层的全成本价格及可采出量，获取当前区域内预设成本价格的可采出量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
对待评价煤矿区进行区位经济评价确定其区位系数步骤；和/或
对待评价煤矿区进行区位经济评价确定其区位系数，包括：
根据预先确定的煤炭资源区位经济评价关键指标集，确定待评价煤矿区的区位经济等分值；
根据所述区位等分值，预先确定的、与煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位权重系数，利用第一公式确定待评价煤矿区的区位系数R，所述第一公式为
<mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <msub> <mi>r</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> </mrow>
其中ri为第i个区位经济评价关键指标的区位等分值，Wi为第i个区位经济评价关键指标的区位权重系数，m为区位经济评价关键指标的总数目。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
确定煤炭资源区位经济评价关键指标集及其对应的区位权重系数的步骤，其包括：
收集用于煤炭资源概略技术经济评价的区位经济评价指标；
获取收集的区位经济评价指标之间的区位关联度系数；
将全部的大于预设值的区位关联度系数对应的区位经济评价指标组成所述煤炭资源区位经济评价关键指标集，所述煤炭资源区位经济评价关键指标集包括：
大气承载力、土地资源承载力、水资源承载力、地表移动变形、地下水流失、矿井水类型、固体废弃物、人力资源供应、电力供应、交通运输；
根据所述煤炭资源区位经济评价关键指标集对应的区位关联度系数，将所述煤炭资源区位经济评价关键指标集中的全部区位关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部区位关键指标；
应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部区位关键指标对应的区位权重系数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待评价煤矿区的区位系数的步骤之前，还包括：
确定煤炭资源技术经济评价关键指标集及其对应的技术权重系数的步骤，其包括：
收集用于煤炭资源概略技术经济评价的技术经济评价指标；
获取收集的技术经济评价指标之间的技术关联度系数；
将全部的大于预设值的技术关联度系数对应的技术经济评价指标组成所述煤炭资源技术经济评价关键指标集，所述的煤炭资源技术经济评价关键指标集包括：
主采煤层单层厚度、结构复杂程度、煤层倾角、煤层稳定性、煤矿井水害、煤与瓦斯突出、地热、煤自燃、上覆盖松散层厚度、煤层埋深、褐煤、其他煤种；
根据所述煤炭资源技术经济评价关键指标集对应的技术关联度系数，将所述煤炭资源技术经济评价关键指标集中的全部技术关键指标划分为自下而上的多个层级，其中，每一层级包括至少一个层级参数，最低层级包括所述全部技术关键指标；
应用专家评分法确定每一层级的每一个层级参数的权重系数值，所述最低层级的全部层级参数对应的权重系数值即为所述全部技术关键指标对应的技术权重系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述待评价子煤矿层进行技术经济评价以确定其等别分值，包括：
根据预先确定的煤炭资源技术经济评价关键指标集，确定所述待评价子煤矿层的等分值；
根据所述等分值，预先确定的、与煤炭资源技术经济评价关键指标集对应的技术权重系数，确定待评价子煤矿层的等别分值x。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述等别分值，确定所述待评价子煤矿层的煤矿井吨煤成本，包括：
根据第三公式确定与所述等别分值对应的煤矿井吨煤成本Y，所述第三公式为：
Y＝ax2-bx+c，其中，a、b、c均为正数常值，x为等别分值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述井深平均值，确定所述待评价子煤矿层的井深系数，包括：
根据第四公式确定所述井深系数h，所述第四公式为：
<mrow> <mi>h</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mi>H</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>H</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> <mn>100</mn> </mfrac> <mo>&amp;times;</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>,</mo> </mrow>
其中，h为所述井深系数，H为待评价子煤矿层的井深平均值，H0为基准煤矿层的井深平均值，α为正数的百分比值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述井深系数、区位系数、煤矿井吨煤成本，确定所述待评价子煤矿层的全成本价格，包括：
根据第五公式确定所述待评价子煤矿层的全成本价格Z，所述第五公式为：
<mrow> <mfrac> <msub> <mi>Z</mi> <mn>0</mn> </msub> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>R</mi> <mo>*</mo> <mi>h</mi> <mo>*</mo> <mi>Y</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>
其中，Z为待评价子煤矿层的全成本价格，h为待评价子煤矿层的井深系数，Y为待评价子煤矿层的吨煤成本，R为待评价煤矿区的区位系数；Z0为基准煤矿层的全成本价格，Y0为基准煤矿层的吨煤成本，R0为基准煤矿层所属的基准煤矿区的区位系数。
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