煤礦村莊下膠結(jié)充填開采的經(jīng)濟效益分析

1、100楊寶音.孑：煤爐村左下膠結(jié)充填開采的蛭濟效JL分析會議論丈集煤礦村莊下膠結(jié)充填開采的經(jīng)濟效益分析楊寶貴，趙立華，王雙斗,朱穩(wěn)樑，楊建軍，劉光木(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院，北京】00083)摘要:在對煤礦村莊下膠結(jié)充填開釆的成本與收并詳細(xì)分析的基處上，分析了村莊下充 填開采的經(jīng)濟效益。以某爐北一采區(qū)為例，計算得出丸填開采的單位成本和單位收益并 與通常的垮落法開采相比較，得出充填開釆實際增加的單位成本有限，并不是人們通常理 解的丸填開釆需要花費大童的成本。進而將充填開采與村莊撮遷開釆進行對比充填開 釆僅僅多增加成本371元/*由于礦山支付的土地復(fù)墾費用顯著僞低，所以充填開采比

2、村莊集遷開采更為經(jīng)濟合理。關(guān)鍵詞:煤礦充填開采;村莊搬遷開采；充填開采收盤;經(jīng)濟效益100楊寶音.孑：煤爐村左下膠結(jié)充填開采的蛭濟效JL分析會議論丈集100楊寶音.孑：煤爐村左下膠結(jié)充填開采的蛭濟效JL分析會議論丈集煤礦村莊下膠結(jié)充填采用的材料通常包括煤肝 石、粉煤灰、膠結(jié)材料和水等,充填的過程是一個先 將煤肝石破碎加工,然后把煤肝石、粉煤灰、膠結(jié)材 料和水等按一定比例混合、攪拌均勻,通過充填泵及 管路輸送到井下充填采空區(qū)的過程。整個充填工藝 系統(tǒng)可以劃分為肝石破碎子系統(tǒng)、配比攪拌子系統(tǒng)、 管道泵送子系統(tǒng)井F工作面充填子系統(tǒng)。本論文 在對充填開采成本與收益詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上分析 村莊下充填開采的

3、經(jīng)濟效益。1充填開采的成本與收益識別1.1充填開采的成本充填開采的成本主要包括:充填材料成本、充填 系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊、充填電費、充填人工費用和設(shè)備 維修等其他費用下面分別分析并在此基礎(chǔ)上計算 單位充填成本。(I) 充填材料成本。煤肝石成本充填使用 的煤肝石由破碎系統(tǒng)生產(chǎn)，其費用折算在電費、工人 工資及系統(tǒng)設(shè)備折舊費內(nèi)。因而一般僅考慮煤肝石 的裝運費用。粉煤灰成本勺：粉煤灰來自發(fā)電廠，基本只發(fā)生 運輸費用。膠結(jié)材料成本°：充填中使用的膠結(jié)材料按當(dāng) 地銷售價格計算。充填用水:充填制漿用水為礦井水，其費用也折 算在電費及系統(tǒng)設(shè)備折舊費內(nèi)，因而不需要單獨計 算費用。根據(jù)相應(yīng)的充填材料成本及其

4、用量情況可以 計算岀每立方充填體的材料成本clZCj =cf Wg +CZ Wf巴(元/m)式中:町肝石用l.l/m3；W粉煤灰用出膠結(jié)料用(2) 充填系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊費用。煤礦膠結(jié)充 填系統(tǒng)的投資主要為設(shè)備投資，土建費用較少，因此 在固定資產(chǎn)折舊計算中務(wù)系統(tǒng)的全部投資均按設(shè)備 費計算。取充填系統(tǒng)的全部投資人設(shè)備殘值為設(shè)備 折舊時間為7；,充填系統(tǒng)的年充填址0,則充填系 統(tǒng)固定資產(chǎn)折算到單位體積充填體的年折舊費用 為：G咼(如(3) 充填電費。充填系統(tǒng)同時運行的總負(fù)荷為 Q,電費單價為c,設(shè)備負(fù)荷系數(shù)充填系統(tǒng)每小 時充填能力為勺,則毎立方充填體的充填電費為：C如)%(4) 充填人工費。充填系統(tǒng)

5、月充填量為人 均月工資°,充填站人員編制為體.則單位體積充 填體折合人工費為：t N3 (元/mJ(5) 充填其它費用°充填其它費用包括充填系 統(tǒng)設(shè)備易損件費用、一般檢修費用和充填直接關(guān)系 輔助材料費用與辦公費用等，其它費用設(shè)為G (元/n?)。(6) 單位充填成本。每立方充填成本為上述5 項費用之和即：C = C)+ C2 + C3 +C4 +Cs(7r/inJ)取煤的容重為y*,另外充填前頂板不可避免地 出現(xiàn)一定的下沉最,這部分頂板下沉占據(jù)的體積是 無法充境的，即充填量不可能做到100%,按照充填 前頂板下沉悄況，設(shè)充填系數(shù)為杉，則可計算岀充填 直接增加的噸煤成本：Co

6、 =7C/0y®1.2充填開采的收益由于采用充填開采可以給企業(yè)節(jié)省的費用主要 包括:村莊搬遷費用、煤肝石處理費用、粉煤灰處理 費用、巷道掘進費用、采空區(qū)防滅火費用和其他費用 節(jié)省，這些費用的節(jié)省即為充填開采所帶來的收益。(1) 村莊搬遷費用。實現(xiàn)村莊下充填開采能夠 有效控制地表沉陷并保護地面環(huán)境，避免了村莊的 搬遷,從而節(jié)省了這部分搬遷費用村莊搬遷費用包 括:搬遷費、青苗補償費、新址征地及三通一平費和 土地復(fù)墾費，整個村莊般遷費用可根據(jù)國家的相關(guān) 規(guī)定來進行計算。(2) 煤肝石處理費用。目前礦山煤肝石一般為 地面堆存處理，煤肝石山的征地和維護需要花費一 定的費用，而將煤肝石用于井下充

7、填，則可節(jié)省這部 分費用。(3) 粉煤灰處理費用。目前許多集團公司擁有 自己的發(fā)電廠，所產(chǎn)生的粉煤灰除少部分得到利用 外大部分作為固體廢物向外排放，與煤肝石類似, 處理粉煤灰需要花費一定的費用。而將粉煤灰用于 井下充填則可節(jié)省這部分費用。(4) 巷道掘進費用。進行充填開采可以實現(xiàn)沿 空留巷，而實現(xiàn)沿空協(xié)巷則可少開掘相應(yīng)的回采巷 道，大大降低掘進率，與常規(guī)開采相比可節(jié)省巷道掘 進費用。(5) 采空區(qū)瓦斯抽放及防滅火費用。許多礦山 在工作面回采之后需要進行采空區(qū)瓦斯抽放及防滅 火工作，而工作面后方完成充填之后,采空區(qū)完全被 充填體所占據(jù)，不需再進行采空區(qū)瓦斯抽放及防滅 火工作，因此充填開采町*省采

8、空區(qū)瓦斯抽放及防 滅火費用。(6) 其他費用的節(jié)省。實施充填開采技術(shù)之 后，工作面回采所成的采空區(qū)被充填體所充實，因 而工作面礦山壓力顯現(xiàn)很不明顯，所以對工作面支 架的要求較低，同時由于礦山壓力顯現(xiàn)輕微,使得工 作面的生產(chǎn)和背理變得更為便利,等等。這些因素 導(dǎo)致充填開采可節(jié)省的費用，都?xì)w類到其他費用的 節(jié)省。2充填開采的經(jīng)濟敷益下面以某礦北一采區(qū)的具體條件為基礎(chǔ)計算充 填開采的經(jīng)濟效益。北一采區(qū)共有四個工作面，分 別為北一702,704,706和708工作面,北一采區(qū)可 采儲量為296.7萬I。設(shè)計的充填開采規(guī)模為 79.62萬t/a,毎年可以處理煤肝石48. 8萬I,處理 粉煤灰19.5萬I

9、。根振296.7萬1的可采儲St計 算，北一采區(qū)實施充填開采，其處理煤肝石駐為 181.7萬t,處理粉煤灰就為72.7萬I。北一采區(qū)地 面村莊面枳為1050畝，共有80戶人家。2.1充填成本計算(1) 充填材料成本，經(jīng)過調(diào)查和統(tǒng)計,考慮到 該礦肝石山的分布悄況,研石裝運費取值適當(dāng)偏高， 為cf = IO元A,粉煤灰到充填站的價格為c, = 30 元/I,充填中使用的膠結(jié)料到充填站的價格為c,= 400元/t。充填用水為井下水，不需計算成本。每立 方米充填體的材料用量情況如下；肝石用雖畛1.0 t/m1；粉煤灰用町0.4 t/m,；膠結(jié)料用鍛町0.2t/mJ；水用量孔，0.4t/m根據(jù)前面的計算

10、公式，計算得到充填住接材料 費用為：叭 + <7 町 + cc = 10 x 1.0 + 30x0.4 + 400 x 0. 2 = 102(元/n?)。(2) 充填系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊費用。該礦充填系 統(tǒng)設(shè)備投資為4779. 64萬元，折舊時間為f,=7 a, 設(shè)備殘值厶取5%,即I, =0.05/o充填王作面年產(chǎn) 最79.62萬t/a,折合年充填量0 = 41.18萬卅。所 以，充填系統(tǒng)固定資產(chǎn)折算到單位體積充填體的年 折舊費用為：0.95/0.95 x 4779.64 r“二，八I喬礦7腫廠皿.75(TU/m )充填電費。充填系統(tǒng)設(shè)計裝機容& 2400 kW,同時運行的總負(fù)荷最

11、大時約為1700 kW,考廢 電費為e.xO.52元ZkWh,設(shè)備負(fù)荷系數(shù)4. =0.7, 充填系統(tǒng)每小時充填能力為7/ = 150 m'/h,所以每 充填一立方米的電費為：102楊I(lǐng)f煤爐村莊下膠結(jié)丸填開采的經(jīng)濟效且分析會議論丈集r _ ck. Q 0. 52 x0.7 x1700. _y = q, =f50=(3) 充填人工費。考慮一個充填班和一個檢修 班.另外考慮必要的值班人員并考慮輪休的需要. 充填站設(shè)置編制為33人。充填系統(tǒng)月充填楚按照初期設(shè)計量，為 = 3.465萬卅/月。按照人均月工資c,地面人員為 2000元/人，則單位體積充填體折合人工費為：3兀洱疇滬“創(chuàng)"

12、(4) 充填其它費用。根據(jù)充填礦山的經(jīng)驗，取 其它費用G = IO(元/卅)。(5) 單位充填成本。單位體積充境成本為上述 5項費用之和(見表】).即:C 二 G :G + G + C4 + G 二 102 + 15. 75 +4. 13 + 1.90 + 10 = 133. 78(元/m)表1形成1 n?充填體成本匯總項冃材料mu3屛)型價 (必)成本 (如)1.001010.00(1) HM®U.4UM12.00膠股林料0.2040080.00(2)資產(chǎn)折舊15.75(3)電費4.13(4)人"1.90(5)其它10.00合計133.78該礦煤的容重為巾“65 t/卅充

13、填系數(shù)好二 096,則充填噸煤成本為：y«嚀尹生77.8(聞I. 032.2充填開采收益計算 2.2.1村莊搬遷費用節(jié)省北一采區(qū)為村莊下壓煤,給北一煤炭的回采造 成了直接的影響,實施遷村開采，能夠解放這一部分 煤炭資源，但相應(yīng)要承擔(dān)搬遷費用搬遷費用分為以 下幾部分：(1) 搬遷費。北一采區(qū)地面村莊共有80戶人 家,按照搬遷每戶12.5萬元計算，所需動遷費共為: 80x12.5 萬元= 1000萬元。(2) 育苗補償費。村莊面枳為1050畝,按實時 政府補貼價格，每畝地一年640元，補貼年限25年, 共需訝苗補償費為:1050畝x 25年x 640元/畝年= 1680萬元。(3) 新址

14、征地及三通一平費。新址征地及三通 一平費分為以下兩部分： 異地動遷征地費:每戶征地面積為550 m2, 合550-666.66=0. 83畝.毎畝按& 5萬元計算.異 地動遷征地費為：80戶xO.83畝x&5萬元=560 萬兀。 異地三通一平費:三通一平按每畝2. 15萬元 計算，所需異地三通一平費為：80戶x0. 83畝x 2.15萬元= 140萬元。所以,新址征地及三通一平費共計700萬元。(4) 土地復(fù)墾費。土地復(fù)墾按每平米21.42元 計算,所需復(fù)墾費為：1050畝x666.66 m2 x21.42 元/m? = 1500萬元。村莊搬遷所需費用為以上4項之和，總計為 4

15、880萬元。則單位充填村莊搬遷費用節(jié)省為：4880"296.7= 16.45(元Zt)2.2.2煤肝石處理費用按照充填開采79. 62萬t/a規(guī)模計算，每年可 以利用肝石量48.8萬-北一采區(qū)可采儲量為 2967萬I,相對應(yīng)能處理肝石雖為181.7萬I,該礦 煤肝石處理費用為20元/t 采用充填開采可節(jié)省肝 石處理費為：20元/噸x 181.7萬1 =3634萬元，則 單位充填煤肝石處理費用節(jié)省為：3鉛"2. 25(勁)2.2.3粉煤灰處理費用按照充填開采79.62萬t/a規(guī)模計算，可以利 用粉煤灰量19.5萬I,北一采區(qū)可采儲量為296.7 萬t,可以處理粉煤灰量為72.

16、7萬I,粉煤灰處理費 用為50元/n?,采用充填開采可節(jié)省粉煤灰處理費 為：72.7 萬 t x 50 元/m，* 1.5t/m3 = 2423 萬元，則 單位充填粉煤灰處理費用節(jié)省為：2423C嚴(yán)鉛小7(動) 2.2.4巷道掘進費用北一采區(qū)有四個工作面,采用沿空留巷可少開 掘3條巷逍巷道長度1100 m,可節(jié)省費用：1100 m x0. 3913萬元An x3 = 1291.3萬元。則單位充填 巷道掘進費用節(jié)省為：_ 1291.3=296T=4. 35(70/1)2.2.5瓦斯抽放及防滅火費用北一采區(qū)充填開采可節(jié)省采空區(qū)瓦斯抽放及防 滅火費用2300萬元。則單位充填瓦斯抽放及防滅 火費用節(jié)省

17、為：3 黔 7.75(“2.2.6其他充填收益到目前為止，由于實施充填開采工作面數(shù)量相 對較少，其他充填收益還難以準(zhǔn)確計算，因此這里暫 且省賂。2.2.7單位充填收益充填開采噸煤收益為上述五項費用節(jié)省之和, 即：P = C6 +C7 +C, + C, Cro = 16.45 + 12. 25 + & 17 +4.35 +7.75=48.97(元/i)上述充填收益匯總見表2。舉2充填開采盹煤收益匯總費用節(jié)省項目產(chǎn)U(萬”費用節(jié)省 (萬元)(X/0(1)村莊克遷488016.45(2)煤殲石處理363412.25(3)»«灰處理296.724238.17(4)巷迢掘進1

18、291.34.35(5)抽放及訪天火23007.75合計48.97可見采用充填開采后，直接增加的單位充填成 本為77.8元/1,而充填所帶來的單位收益為4& 97 元",所以與通常的垮落法回采相比,充填開采實際 增加的單位成本只有:C。-P =77.8 -48.97 =28.83 元/t。2.3北一采區(qū)充填開采的經(jīng)濟效益計算(1) 該礦垮落法回采的噸煤利潤為80元/I,則 其效益為：296.7 萬 t x 80 元/I = 23736.00 萬元(2) 充填開采成本。單位充填開采成本為 77.8元/(,則北一采區(qū)總的充填開采成本為：296.7 萬 t x77.8 元A =23

19、083.26 萬元(3) 充填開采收益。充填開采效益為所節(jié)省的 村莊搬遷費、稈石處理費、粉煤灰處理費、巷道掘進 費與瓦斯抽放及肪滅火費用之和，按充填單位收益 計算如下：296.7 萬tx48.97 7D/t = 14529.40 萬元(4) 充填開采的經(jīng)濟效益。至此，充填開采的 經(jīng)濟效益即可算出：23736.00 - 23083.26 + 14529.40 = 15182. 14(萬元)3充填開采與搬遷開采對比分析除了充填開采之外,礦山為了回采村莊下壓煤， 通常采取村莊搬遷的方式.下面就充填開采與村序 搬遷開采的效益進行對比分析。為了便于對比，仍 以該礦北一采區(qū)為例。3.1搬遷開采成本計算以垮

20、落法開采為基準(zhǔn)，與充填開采相比,采用村 莊搬遷的方式回采村莊下壓煤增加的成本包括:村 莊搬遷費、肝石處理費和粉煤灰處理費，巷道掘進費 與瓦斯抽放及防滅火費用已經(jīng)投入，不需要另外增 加。在増加的成本當(dāng)中村莊搬遷費的計算與充填 開采一致，而肝石處理費和粉煤灰處理費的計算則 不同,下面分別進行計算。3.1.1肝石處理費用。在充填開采中，北一采區(qū)可采儲雖為296.7萬 I,相對應(yīng)能處理肝石量為181.7萬I,回采噸煤處理 的肝石量0.612 1。而進行搬遷開采時，回采噸煤所 負(fù)擔(dān)的肝石處理費用是依據(jù)肝石產(chǎn)率來計算的。該 礦的肝石產(chǎn)率為15%，肝石處理費用為20元/t,則 嚴(yán)遷開采增加的單位成本為：Cn

21、 =15% x20=3.00 元A3.1.2粉煤灰處理費用在充填開采中北一釆區(qū)可采儲雖為296.7萬 -可以處理粉煤灰量為72.7萬t.回采噸煤處理的 粉煤灰就0.245 te而進行搬遷開采時，回采噸煤所 負(fù)擔(dān)的粉煤灰處理費用是依據(jù)該礦電廠粉煤灰的產(chǎn) 舉進行計算。該礦電廠的粉煤灰的產(chǎn)率為門 粉 煤灰處理費用為33. 33元則搬遷開采增加的單 位成本為：C = n% x33. 33 =5.67 彭i3.1.3澈遷開采單位成本舉遷開采單位成本為搬遷費與上述兩項費用之 和，即：C* = C6 + C + CI2 = 16.45 + 3.00 + 5.67 = 25.12(元A)3.2充填開采與撮遷開

22、采效益對比3.2.1單位成本對比分析根據(jù)上述計算分析，充填開采與搬遷開采噸煤 成本對比見表3,表中“ ”表示費用節(jié)省?？梢姵?下轉(zhuǎn)第145頁) 2010 + 5 月 <n中國有色公屬手會采爐號求婁員會145盤及環(huán)軌的改造修復(fù)提高了回轉(zhuǎn)時的可靠性、穩(wěn)定 性，確保了安全運行。翁考文絨：IH科通電氣了用挖掘機電隹捋制設(shè)冬產(chǎn)品介紹(R1 帰:湖 商科通電代設(shè)藥制遹冇限公為.2OB. (上接第102頁)填開采僅僅比搬遷開采噸煤成本增加3.7】元/I。 3.2.2經(jīng)濟效益對比分析(1) 該礦北一采區(qū)垮落法冋采的經(jīng)濟效益為 23736.(X)萬元，充填開采的經(jīng)濟效益為15182. 14 萬元；(2)

23、械遷開采單位成本為25.!2x/t,則北一 采區(qū)總的耀遷開采成本為：296.7 萬qx25 12 70/(=7453. 10(萬元)(3) 械遷開采的經(jīng)濟效益為：23736.00 7453. 10 = 16282.90 萬元(4) 搬遷開采與充填開采效益對比：16282.90 15182.14 = 1100.76 萬元表3充填開采與櫥遷開采噸煤成本對比表序n允填幵采 (元小(勸)知燭本77. S0Hjr»a-16 4516.45阡石處耳-12,253.00粉煤扶處理& 175.674. 3507. 750合卄28.8325.123.71可見就該礦北-采區(qū)而言充填開采的經(jīng)濟效 益比搬遷開采減少1100. 76萬元，考慮到礦山支付 的土地復(fù)里費用一般難以満足將來土地復(fù)墾的需 要以及充填開采所帶來的巨大的社會效益，可以說 充填開采的經(jīng)濟效益與探遷開采基本持平甚至比 粧遷開采更加經(jīng)濟合理。(2) #底立原拽龍WK-4A拉斗掄U機大機械,2