如何为您的运营选择最佳的输送散料方案
每年，数百万吨散状物料（如煤炭、骨料和矿石）从矿山运出，经过加工，再运往世界各地。 选择正确的运输方式对于散状物料处理运营来说是一项重要的决策，并且具有长期的财务、效率和可持续性影响。 错误的选择可能导致更高的运营支出 (OPEX)、环境影响和安全风险。 那么，矿产和采矿运营如何做出正确的运输决策？
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作者：Lukas Paul
文章摘要
- 选择正确的输送散料方法（卡车运输、铁路运输或长距离输送机）对成本效益、安全性和环境绩效具有重大的长期影响。
- 卡车具有灵活性和较低的资本支出，但运营支出较高、排放较高，并且不太适合长距离或连续大批量运营。
- 铁路提供可扩展的长距离运输，运营支出适中且排放较低，但需要现有的基础设施并且缺乏路线灵活性。
- 长距离输送机为固定路线提供连续、节能、低运营支出的运输，使其成为高吞吐量运营的理想选择，尽管初始投资较高。
在矿产和采矿领域，散状物料处理有三种主要选择：卡车、火车或长距离输送机。 每种方法都有其优点和局限性，正确的选择取决于您项目的独特条件。 选择与您的特定业务、环境和监管目标最相符的运输方式，需要结合经济和运营数据进行仔细评估。
泥浆管道和索道输送机也是可能的运输方式，但本文将不再进一步探讨。
散料输送方法概述
以下总结了与三种主要散状物料处理方法相关的一些基本优点和缺点。
卡车运输
卡车运输的主要吸引力在于其灵活性。 除了道路之外，卡车只需要最少的固定基础设施，并且可以轻松适应不断变化的路线和目的地。 这使得它们适用于临时路线、多个配送点或需求变化的场所。
不利的一面是，柴油卡车可能会对当地社区造成污染和破坏。 多次车辆移动会增加安全风险。 可扩展性受到道路和车队容量的限制，并且卡车可能不是超过 50 公里距离的最佳选择。
与铁路和输送相比，卡车通常需要最低的初始资本支出 (CAPEX)。 然而，由于持续的燃料消耗、劳动力需求以及卡车和道路的维护，运营成本 (OPEX) 相对较高，所有这些都受到市场波动的影响。 根据2021 年的成本比较，自卸车的运营支出约为每吨 0.85 欧元至 1.70 欧元。 最大的变量是每小时的行程次数。
铁路运输
铁路运输结合了高承载能力和适中的运营成本。 它通常是长途散货运输的最佳选择，通常适用于超过 100 公里的距离。 铁路运输提供高批量吞吐量，具有高度的可扩展性。 它还具有相对较低的环境足迹和良好的安全记录。
当然，铁路运输并不总是一种实际的选择——要么铁路存在，要么不存在——而建造自己的铁路会产生高昂的资本支出。 如果基础设施可用，初始投资可能仅限于火车装载设施。
然而，严格的调度和多式联运等运营复杂性会增加运营成本。 固定的路线和棘手的时刻表也意味着铁路缺乏灵活性，使其不适合需要连续物料流的运营。
同一成本比较研究估计铁路运营支出适中，约为每吨 0.21 欧元至 0.42 欧元。
长距离输送机系统
长距离带式输送机（无论是槽型带式输送机还是管式输送机）都设计用于连续、自动化的物料流。 长距离输送机系统可以提供更直接的路线，从而减少距离和成本。 它们能够适应高达 20° 的坡度（即使使用管式输送机也能达到 30°），从而避免隧道或绕道。 专有工具（例如 BEUMER 长距离布局工具 (BOLT)）简化了设计过程。 BOLT 可以生成完整的虚拟 3D 路线图，包括桥梁、弯道和输送机框架。 这种虚拟设计方法有助于协调初步工作并轻松适应变化，从而缩短项目准备时间。
由于没有像卡车或铁路货车那样的空载返回，输送机可以减少排放并降低环境影响。 它们的自动化特性还可以最大限度地减少运输危害和人为错误，使输送机系统成为一种非常安全的散状物料处理选择。 此外，可以通过相对简单的措施（例如提高皮带速度）来实现高度的可扩展性。
另一方面，输送机系统不如卡车灵活，不适合批量进料作业。 虽然简单可靠，但输送机确实需要定期维护。 数字工具越来越多地用于将人工干预降至最低。
与铁路一样，输送机系统需要大量的前期投资。 但是，长距离输送机系统的运营支出可以低至每吨 0.13 欧元至 0.17 欧元。 这比卡车低 5 倍，比铁路低 2 倍。
战略选择标准
1. 总拥有成本 (TCO)
选择最佳的输送散料解决方案不仅仅需要比较初始资本支出。 总拥有成本 (TCO) 将资本支出与持续运营支出相结合，以反映系统生命周期内的真实财务影响。
短期或可变项目可能更喜欢像卡车运输这样的低资本支出选项，即使运营支出明显更高。 大批量、长期项目通常证明有理由为运营支出较低的解决方案（例如输送机或铁路）投入更高的资本支出。
例如，一个每年运输 500 万吨粮食的码头与一个五年内供应 100 万吨石料的采石场相比，将需要不同的投资策略。
2. 运营和业务要求
除了成本之外，运营现实也将影响运输决策。 关键因素包括：
- 您的物料所需的年吨位和服务期限
- 输送或铁路的可行路线是否与卡车运输替代方案不同
- 物料到达终点后的目的地或过程
还应考虑先前存在的区域实践。 在南美洲（尤其是智利），物料有时会被集装箱化。 这有利于采用混合运输方式，使用铁路进行长途运输，使用卡车进行最后一英里交付，甚至可以使用卡车、铁路和输送的组合。
3. 净现值 (NPV) 分析
净现值分析比较每种运输方案未来现金流的现值，帮助运营商权衡高资本支出/低运营支出模型（输送机、铁路）与低资本支出/高运营支出模型（卡车运输）。
举例来说，让我们考虑一个将煤炭从 A 运到 B 的设施。在这种情况下，公路路线长 35.4 公里，而最直接的长距离输送机路线长 14.3 公里。
在这种情况下，基于每年 8000 个运营小时，使用输送机节省的运营成本超过每吨 3.08 欧元。 对于每年处理 1090 万吨物料的场所，这相当于每年节省 3350 万欧元。 净现值分析确定这些节省何时抵消前期投资，从而指导持续的大规模运营决策。 在本例中，盈亏平衡点约为 3.5 年。
4. 环境和安全考虑因素
可持续性和安全性是越来越重要的考虑因素，它们支持您的运营许可证并加强利益相关者关系。
- 排放：与柴油卡车车队相比，输送机和铁路排放的碳量要少得多，从而支持 ESG 目标和法规遵从性。
- 安全：像输送机这样的自动化系统减少了与公路运输相关的危害，并最大限度地减少了人为错误，从而创造了更安全的工作环境。
表 1：柴油卡车、铁路运输和长距离输送机与战略选择标准的比较
矿业和矿产运输解决方案
显然，确定最佳的散状物料处理解决方案取决于项目特定的标准，但我们可以得出一些最高级别的结论：
- 当运营灵活性最重要时，或者当固定基础设施的初始资本不切实际时，卡车运输是最佳选择。 卡车仍然最适合多站、可变路线，或作为基础设施设备失灵时间期间的应急措施。
- 当必须长距离运输大量物料时，铁路运输是最佳选择，尤其是在可以访问现有铁路网络的情况下。 铁路非常适合将散货生产商（包括采矿或骨料生产商）连接到遥远的码头或港口。
- 当路线固定且需要高吞吐量时，长距离输送是最佳选择，例如将物料从生产现场通过一致的路径移动到加工设施。 可以设计输送机来管理具有挑战性的地形，并以高效、直接的方式输送物料，并减少运营影响。
在实践中，组合解决方案通常可以提供最佳结果。 例如，物料可以通过输送机从生产点运输到中央枢纽，在那里铁路处理长途运输，卡车运送到最终目的地。 或者，在矿山内，运输卡车可以将物料运送到进行破碎的中心点，然后长距离输送机将物料运送到工厂进行进一步加工。
表 2：卡车、铁路和长距离输送机与项目特定参数的比较
要点
选择正确的输送散料方法是一项战略决策，具有长期的财务、运营和可持续性影响。 虽然卡车运输具有灵活性，但其高运营支出和环境影响限制了其对大型、持续项目的适用性。 铁路和长距离输送机系统虽然需要更高的前期投资，但可以实现持续的节省、提高安全性并降低排放。
通过应用全面的评估，包括总拥有成本、净现值分析、运营要求和环境考虑因素，矿产和采矿运营可以超越简单的资本支出比较，并实施具有弹性的运输策略，从而最大限度地提高效率、降低风险并支持长期增长。
