煤矿村庄下胶结充填开采的经济效益分析

1、100杨宝音.孑：煤炉村左下胶结充填开采的蛭济效JL分析会议论丈集煤矿村庄下胶结充填开采的经济效益分析杨宝贵，赵立华，王双斗,朱稳樑，杨建军，刘光木(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京】00083)摘要:在对煤矿村庄下胶结充填开釆的成本与收并详细分析的基处上，分析了村庄下充 填开采的经济效益。以某炉北一采区为例，计算得出丸填开采的单位成本和单位收益并 与通常的垮落法开采相比较，得出充填开釆实际增加的单位成本有限，并不是人们通常理 解的丸填开釆需要花费大童的成本。进而将充填开采与村庄撮迁开釆进行对比充填开 釆仅仅多增加成本371元/*由于矿山支付的土地复垦费用显著僞低，所以充填开采比

2、村庄集迁开采更为经济合理。关键词:煤矿充填开采;村庄搬迁开采；充填开采收盘;经济效益100杨宝音.孑：煤炉村左下胶结充填开采的蛭济效JL分析会议论丈集100杨宝音.孑：煤炉村左下胶结充填开采的蛭济效JL分析会议论丈集煤矿村庄下胶结充填采用的材料通常包括煤肝 石、粉煤灰、胶结材料和水等,充填的过程是一个先 将煤肝石破碎加工,然后把煤肝石、粉煤灰、胶结材 料和水等按一定比例混合、搅拌均匀,通过充填泵及 管路输送到井下充填采空区的过程。整个充填工艺 系统可以划分为肝石破碎子系统、配比搅拌子系统、 管道泵送子系统井F工作面充填子系统。本论文 在对充填开采成本与收益详细分析的基础上分析 村庄下充填开采的

3、经济效益。1充填开采的成本与收益识别1.1充填开采的成本充填开采的成本主要包括:充填材料成本、充填 系统固定资产折旧、充填电费、充填人工费用和设备 维修等其他费用下面分别分析并在此基础上计算 单位充填成本。(I) 充填材料成本。煤肝石成本充填使用 的煤肝石由破碎系统生产，其费用折算在电费、工人 工资及系统设备折旧费内。因而一般仅考虑煤肝石 的装运费用。粉煤灰成本勺：粉煤灰来自发电厂，基本只发生 运输费用。胶结材料成本°：充填中使用的胶结材料按当 地销售价格计算。充填用水:充填制浆用水为矿井水，其费用也折 算在电费及系统设备折旧费内，因而不需要单独计 算费用。根据相应的充填材料成本及其

4、用量情况可以 计算岀每立方充填体的材料成本clZCj =cf Wg +CZ Wf巴(元/m)式中:町肝石用l.l/m3；W粉煤灰用出胶结料用(2) 充填系统固定資产折旧费用。煤矿胶结充 填系统的投资主要为设备投资，土建费用较少，因此 在固定资产折旧计算中務系统的全部投资均按设备 费计算。取充填系统的全部投资人设备残值为设备 折旧时间为7；,充填系统的年充填址0,则充填系 统固定资产折算到单位体积充填体的年折旧费用 为：G咼(如(3) 充填电费。充填系统同时运行的总负荷为 Q,电费单价为c,设备负荷系数充填系统每小 时充填能力为勺,则毎立方充填体的充填电费为：C如)%(4) 充填人工费。充填系统

5、月充填量为人 均月工资°,充填站人员编制为体.则单位体积充 填体折合人工费为：t N3 (元/mJ(5) 充填其它费用°充填其它费用包括充填系 统设备易损件费用、一般检修费用和充填直接关系 辅助材料费用与办公费用等，其它费用设为G (元/n?)。(6) 单位充填成本。每立方充填成本为上述5 项费用之和即：C = C)+ C2 + C3 +C4 +Cs(7r/inJ)取煤的容重为y*,另外充填前顶板不可避免地 出现一定的下沉最,这部分顶板下沉占据的体积是 无法充境的，即充填量不可能做到100%,按照充填 前顶板下沉悄况，设充填系数为杉，则可计算岀充填 直接增加的吨煤成本：Co

6、 =7C/0y®1.2充填开采的收益由于采用充填开采可以给企业节省的费用主要 包括:村庄搬迁费用、煤肝石处理费用、粉煤灰处理 费用、巷道掘进费用、采空区防灭火费用和其他费用 节省，这些费用的节省即为充填开采所带来的收益。(1) 村庄搬迁费用。实现村庄下充填开采能够 有效控制地表沉陷并保护地面环境，避免了村庄的 搬迁,从而节省了这部分搬迁费用村庄搬迁费用包 括:搬迁费、青苗补偿费、新址征地及三通一平费和 土地复垦费，整个村庄般迁费用可根据国家的相关 规定来进行计算。(2) 煤肝石处理费用。目前矿山煤肝石一般为 地面堆存处理，煤肝石山的征地和维护需要花费一 定的费用，而将煤肝石用于井下充

7、填，则可节省这部 分费用。(3) 粉煤灰处理费用。目前许多集团公司拥有 自己的发电厂，所产生的粉煤灰除少部分得到利用 外大部分作为固体废物向外排放，与煤肝石类似, 处理粉煤灰需要花费一定的费用。而将粉煤灰用于 井下充填则可节省这部分费用。(4) 巷道掘进费用。进行充填开采可以实现沿 空留巷，而实现沿空協巷则可少开掘相应的回采巷 道，大大降低掘进率，与常规开采相比可节省巷道掘 进费用。(5) 采空区瓦斯抽放及防灭火费用。许多矿山 在工作面回采之后需要进行采空区瓦斯抽放及防灭 火工作，而工作面后方完成充填之后,采空区完全被 充填体所占据，不需再进行采空区瓦斯抽放及防灭 火工作，因此充填开采町*省采

8、空区瓦斯抽放及防 灭火费用。(6) 其他费用的节省。实施充填开采技术之 后，工作面回采所成的采空区被充填体所充实，因 而工作面矿山压力显现很不明显，所以对工作面支 架的要求较低，同时由于矿山压力显现轻微,使得工 作面的生产和背理变得更为便利,等等。这些因素 导致充填开采可节省的费用，都归类到其他费用的 节省。2充填开采的经济敷益下面以某矿北一采区的具体条件为基础计算充 填开采的经济效益。北一采区共有四个工作面，分 别为北一702,704,706和708工作面,北一采区可 采储量为296.7万I。设计的充填开采規模为 79.62万t/a,毎年可以处理煤肝石48. 8万I,处理 粉煤灰19.5万I

9、。根振296.7万1的可采储St计 算，北一采区实施充填开采，其处理煤肝石駐为 181.7万t,处理粉煤灰就为72.7万I。北一采区地 面村庄面枳为1050亩，共有80户人家。2.1充填成本计算(1) 充填材料成本，经过调查和统计,考虑到 该矿肝石山的分布悄况,研石装运费取值适当偏高， 为cf = IO元A,粉煤灰到充填站的价格为c, = 30 元/I,充填中使用的胶结料到充填站的价格为c,= 400元/t。充填用水为井下水，不需计算成本。每立 方米充填体的材料用量情况如下；肝石用虽畛1.0 t/m1；粉煤灰用町0.4 t/m,；胶结料用锻町0.2t/mJ；水用量孔，0.4t/m根据前面的计算

10、公式，计算得到充填住接材料 费用为：叭 + <7 町 + cc = 10 x 1.0 + 30x0.4 + 400 x 0. 2 = 102(元/n?)。(2) 充填系统固定资产折旧费用。该矿充填系 统设备投资为4779. 64万元，折旧时间为f,=7 a, 设备残值厶取5%,即I, =0.05/o充填王作面年产 最79.62万t/a,折合年充填量0 = 41.18万卅。所 以，充填系统固定资产折算到单位体积充填体的年 折旧费用为：0.95/0.95 x 4779.64 r“二，八I乔矿7肿厂皿.75(TU/m )充填电费。充填系统设计装机容& 2400 kW,同时运行的总负荷最

11、大时约为1700 kW,考废 电费为e.xO.52元ZkWh,设备负荷系数4. =0.7, 充填系统每小时充填能力为7/ = 150 m'/h,所以每 充填一立方米的电费为：102杨If煤炉村庄下胶结丸填开采的经济效且分析会议论丈集r _ ck. Q 0. 52 x0.7 x1700. _y = q, =f50=(3) 充填人工费。考虑一个充填班和一个检修 班.另外考虑必要的值班人员并考虑轮休的需要. 充填站设置编制为33人。充填系统月充填楚按照初期设计量，为 = 3.465万卅/月。按照人均月工资c,地面人员为 2000元/人，则单位体积充填体折合人工费为：3兀洱疇沪“创"

12、(4) 充填其它费用。根据充填矿山的经验，取 其它费用G = IO(元/卅)。(5) 单位充填成本。单位体积充境成本为上述 5项费用之和(见表】).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?充填体成本汇总项冃材料mu3屛)型价 (必)成本 (如)1.001010.00(1) HM®U.4UM12.00胶股林料0.2040080.00(2)资产折旧15.75(3)电费4.13(4)人"1.90(5)其它10.00合计133.78该矿煤的容重为巾“65 t/卅充

13、填系数好二 096,则充填吨煤成本为：y«咛尹生77.8(聞I. 032.2充填开采收益计算 2.2.1村庄搬迁费用节省北一采区为村庄下压煤,给北一煤炭的回采造 成了直接的影响,实施迁村开采，能够解放这一部分 煤炭资源，但相应要承担搬迁费用搬迁费用分为以 下几部分：(1) 搬迁费。北一采区地面村庄共有80户人 家,按照搬迁每户12.5万元计算，所需动迁费共为: 80x12.5 万元= 1000万元。(2) 育苗补偿费。村庄面枳为1050亩,按实时 政府补貼价格，每亩地一年640元，补貼年限25年, 共需讶苗补偿费为:1050亩x 25年x 640元/亩年= 1680万元。(3) 新址

14、征地及三通一平费。新址征地及三通 一平费分为以下两部分： 异地动迁征地费:每户征地面积为550 m2, 合550-666.66=0. 83亩.毎亩按& 5万元计算.异 地动迁征地费为：80户xO.83亩x&5万元=560 万兀。 异地三通一平费:三通一平按每亩2. 15万元 计算，所需异地三通一平费为：80户x0. 83亩x 2.15万元= 140万元。所以,新址征地及三通一平费共计700万元。(4) 土地复垦费。土地复垦按每平米21.42元 计算,所需复垦费为：1050亩x666.66 m2 x21.42 元/m? = 1500万元。村庄搬迁所需费用为以上4项之和，总计为 4

15、880万元。则单位充填村庄搬迁费用节省为：4880"296.7= 16.45(元Zt)2.2.2煤肝石处理费用按照充填开采79. 62万t/a规模计算，每年可 以利用肝石量48.8万-北一采区可采储量为 2967万I,相对应能处理肝石虽为181.7万I,该矿 煤肝石处理费用为20元/t 采用充填开采可节省肝 石处理费为：20元/吨x 181.7万1 =3634万元，则 单位充填煤肝石处理费用节省为：3鉛"2. 25(劲)2.2.3粉煤灰处理费用按照充填开采79.62万t/a规模计算，可以利 用粉煤灰量19.5万I,北一采区可采储量为296.7 万t,可以处理粉煤灰量为72.

16、7万I,粉煤灰处理费 用为50元/n?,采用充填开采可节省粉煤灰处理费 为：72.7 万 t x 50 元/m，* 1.5t/m3 = 2423 万元，则 单位充填粉煤灰处理费用节省为：2423C严鉛小7(动) 2.2.4巷道掘进费用北一采区有四个工作面,采用沿空留巷可少开 掘3条巷逍巷道长度1100 m,可节省费用：1100 m x0. 3913万元An x3 = 1291.3万元。则单位充填 巷道掘进费用节省为：_ 1291.3=296T=4. 35(70/1)2.2.5瓦斯抽放及防灭火费用北一采区充填开采可节省采空区瓦斯抽放及防 灭火费用2300万元。则单位充填瓦斯抽放及防灭 火费用节省

17、为：3 黔 7.75(“2.2.6其他充填收益到目前为止，由于实施充填开采工作面数量相 对较少，其他充填收益还难以准确计算，因此这里暂 且省賂。2.2.7单位充填收益充填开采吨煤收益为上述五项费用节省之和, 即：P = C6 +C7 +C, + C, Cro = 16.45 + 12. 25 + & 17 +4.35 +7.75=48.97(元/i)上述充填收益汇总见表2。舉2充填开采盹煤收益汇总费用节省项目产U(万”费用节省 (万元)(X/0(1)村庄克迁488016.45(2)煤歼石处理363412.25(3)»«灰处理296.724238.17(4)巷迢掘进1

18、291.34.35(5)抽放及訪天火23007.75合计48.97可见采用充填开采后，直接增加的单位充填成 本为77.8元/1,而充填所带来的单位收益为4& 97 元",所以与通常的垮落法回采相比,充填开采实际 增加的单位成本只有:C。-P =77.8 -48.97 =28.83 元/t。2.3北一采区充填开采的经济效益计算(1) 该矿垮落法回采的吨煤利润为80元/I,则 其效益为：296.7 万 t x 80 元/I = 23736.00 万元(2) 充填开采成本。单位充填开采成本为 77.8元/(,则北一采区总的充填开采成本为：296.7 万 t x77.8 元A =23

19、083.26 万元(3) 充填开采收益。充填开采效益为所节省的 村庄搬迁费、秆石处理费、粉煤灰处理费、巷道掘进 费与瓦斯抽放及肪灭火费用之和，按充填单位收益 计算如下：296.7 万tx48.97 7D/t = 14529.40 万元(4) 充填开采的经济效益。至此，充填开采的 经济效益即可算出：23736.00 - 23083.26 + 14529.40 = 15182. 14(万元)3充填开采与搬迁开采对比分析除了充填开采之外,矿山为了回采村庄下压煤， 通常采取村庄搬迁的方式.下面就充填开采与村序 搬迁开采的效益进行对比分析。为了便于对比，仍 以该矿北一采区为例。3.1搬迁开采成本计算以垮

20、落法开采为基准，与充填开采相比,采用村 庄搬迁的方式回采村庄下压煤增加的成本包括:村 庄搬迁费、肝石处理费和粉煤灰处理费，巷道掘进费 与瓦斯抽放及防灭火费用已经投入，不需要另外增 加。在増加的成本当中村庄搬迁费的计算与充填 开采一致，而肝石处理费和粉煤灰处理费的计算则 不同,下面分别进行计算。3.1.1肝石处理费用。在充填开采中，北一采区可采储虽为296.7万 I,相对应能处理肝石量为181.7万I,回采吨煤处理 的肝石量0.612 1。而进行搬迁开采时，回采吨煤所 负担的肝石处理费用是依据肝石产率来计算的。该 矿的肝石产率为15%，肝石处理费用为20元/t,则 嚴迁开采增加的单位成本为：Cn

21、 =15% x20=3.00 元A3.1.2粉煤灰处理费用在充填开采中北一釆区可采储虽为296.7万 -可以处理粉煤灰量为72.7万t.回采吨煤处理的 粉煤灰就0.245 te而进行搬迁开采时，回采吨煤所 负担的粉煤灰处理费用是依据该矿电厂粉煤灰的产 舉进行计算。该矿电厂的粉煤灰的产率为门 粉 煤灰处理费用为33. 33元则搬迁开采增加的单 位成本为：C = n% x33. 33 =5.67 彭i3.1.3澈迁开采单位成本舉迁开采单位成本为搬迁费与上述两项费用之 和，即：C* = C6 + C + CI2 = 16.45 + 3.00 + 5.67 = 25.12(元A)3.2充填开采与撮迁开

22、采效益对比3.2.1单位成本对比分析根据上述计算分析，充填开采与搬迁开采吨煤 成本对比见表3,表中“ ”表示费用节省。可见充(下转第145页) 2010 + 5 月 <n中国有色公属手会采炉号求娄员会145盘及环轨的改造修复提高了回转时的可靠性、稳定 性，确保了安全运行。翁考文絨：IH科通电气了用挖掘机电隹捋制设冬产品介绍(R1 帰:湖 商科通电代设药制遹冇限公为.2OB. (上接第102页)填开采仅仅比搬迁开采吨煤成本增加3.7】元/I。 3.2.2经济效益对比分析(1) 该矿北一采区垮落法冋采的经济效益为 23736.(X)万元，充填开采的经济效益为15182. 14 万元；(2)

23、械迁开采单位成本为25.!2x/t,则北一 采区总的耀迁开采成本为：296.7 万qx25 12 70/(=7453. 10(万元)(3) 械迁开采的经济效益为：23736.00 7453. 10 = 16282.90 万元(4) 搬迁开采与充填开采效益对比：16282.90 15182.14 = 1100.76 万元表3充填开采与橱迁开采吨煤成本对比表序n允填幵采 (元小(劝)知烛本77. S0Hjr»a-16 4516.45阡石处耳-12,253.00粉煤扶处理& 175.674. 3507. 750合卄28.8325.123.71可见就该矿北-采区而言充填开采的经济效 益比搬迁开采减少1100. 76万元，考虑到矿山支付 的土地复里费用一般难以満足将来土地复垦的需 要以及充填开采所带来的巨大的社会效益，可以说 充填开采的经济效益与探迁开采基本持平甚至比 粧迁开采更加经济合理。(2) #底立原拽龙WK-4A拉斗抡U机大机械,2